电动汽车中的转子油冷电机犹如心脏般跳动贯穿整个车辆的灵魂而它的作用与特点就像是精巧的手工艺赋予了汽车
导语:本文详细阐述了油路设计中各关键因素的优化策略,并对多种方案进行了深入对比分析。本篇文章旨在解读其设计过程,期望为解决实际问题提供有益的启示。今天,我们将探讨电动汽车转子油冷电机方案的文献解读,文章全面介绍了油路设计中各个变量的优化过程,并对每个方案进行了全面的比较分析。本文将深入探讨其设计流程,以期为大家解决实际难题提供帮助。一、油路布局首先,让我们审视一下所要研究的电机油冷系统,它们的油路走向如图所示:这项创新方案与传统方法相比,在通常情况下的定子水冷基础上,加上了转子的冷却系统。通过前盖引入冷却液,它在定子铁芯内形成环状通道,最终汇集到转子内部,然后从转子内部返回至前盖出口。此外,电机前后盖及机壳结构见图,如下所述:
值得注意的是,电机机壳中的轴向通道采用分段加工和焊接技术,这样可以减少流阻。
二、电机结构为了实现上述布局,需要考虑以下几点:
转子的构造采用分两段加工后再焊接形式(关于此工艺可参考另一篇外文文献,该文献描述的是轴摩擦焊工艺,对于感兴趣的人,可以加作者微信获取)。
电磁场仿真采取2D数模法,而温度场仿真则使用3D数模法。在计算空气间隙换热系数时,则参考经验值。
三、迭代仿真过程
进行基于温度场和电磁场双向耦合分析的迭代循环。首先设定初始温度,再利用该温度计算损耗并更新温度分布。如此反复迭代直至达到稳态。
为了缩短仿真时间,可分别使用2D数模法进行初步估算,并结合3D数模精确预测结果。
四、实际测试验证
6. 在2300rpm, 7.38Nm工作条件下,将实验数据与理论模型进行对比分析显示出10%以内误差。
五、优化建议
选择最佳机械封装方式:三个不同形式后的组合如下:
a) 定制风管型;
b) 窗格式风管;
c) 直接喷射式风管。
通过不同流量下的绕组和转子温差可知,在较低流量时a类型表现最好;而b类型在高流量时性能更佳,但c性能不及b且结构更复杂。这说明在选用机械封装时应根据具体应用环境来决定最佳配置以获得最佳效果。
调整进出口角度:设置不同的角度如图所示,每种角度都需经过特定的试验才能确定最适合的情况,如下表展示:
第一次试验: 角度60°;
第二次试验: 角度90°;
第三次试验: 角度120°;
第三组作为最优解被认证。
六、测试设备与方法
7. 实际样品安装六条通道供单独或同时使用,从定子的线包到铁芯再到整个金属壳体均配备热敏感器,以监控最大区域温差变化。此外,由于无法直接测量转子的内部温度,其必须依赖标签纸记录数据。
七、新发现 & 结论
三种不同的工作状态下(自然风吹拂, 单一壳体泵送涡轮增压, 双重壳体泵送涡轮增压)实验结果显示:
自然风吹拂状态下需80分钟才达100℃;
单一壳体泵送涡轮增压状态下需80分钟才达110℃;
双重壳体泵送涡轮增压状态下仅30分钟即可达到平衡85℃;
此外,与其他常规单层透水型和喷射散热型相比较,本新方案能显著降低核心部件温升,大幅提升效率。这使得本计划成为一种有效提高无刷同步马达性能的手段。