电机深度解读电动汽车转子油冷电机就像一位精通机电一体化的技师用他的手艺雕刻出一个个高效能低耗能的艺术
导语:本文详细阐述了电动汽车转子油冷电机设计中关键因素的优化策略,并对不同方案进行了深入分析。文章旨在揭示其设计流程,以期为读者解决实际问题提供帮助。
一、油路布局首要考量
首先,我们将聚焦于创新性的电机油冷整体方案,其核心在于特殊的油路走向,构建如图所示:
相较传统方案,这种新颖之处在于,在常规定子水冷基础上,巧妙地融入转子的独特冷却路径。冷却液从前盖进入机壳,然后形成环形通道经过定子铁芯,最终汇集至转子内部,再从转子内部返回至前盖出口。
二、精心设计的电机结构
为了实现上述复杂油路,我们需要关注以下结构特点:
电机前后盖和机壳配置需如图所示。
通过采用多入口轴向设计,可以显著降低流阻。
转子的加工工艺特别是分段焊接形式(参考外文资料中的轴摩擦焊工艺),其结构安排见下图。
三、迭代仿真过程的重要性
仿真循环如下所示:
基于温度场与电磁场双向耦合分析,首先设定初始温度,然后利用此温度执行电磁仿真计算损耗并反馈给温度场分析。如此反复迭代,直到稳态。此过程中,为缩短时间,将2D数模应用于电磁场模拟,而3D数模用于温度场模拟,并引用经验值来确定空气间隙换热系数。
四、实测验证数据的准确性
对比测量结果与仿真的输出以确认误差范围。在2300rpm及7.38Nm工作条件下,与预测值进行比较时,可得出10%以内误差。这部分具体数据见下表:
五、持续改进和优化策略
选择合适的机械封闭
比较三种不同形式下的水道,如图所示:
分析不同流量情况下的绕组及转子温度变化:
结论显示,在结合系统流量和需求考虑后,可以选取最佳水道结构,以确保效率最大化。
调整进出角度
角度设置可根据需要调整,如图展示:
进行几组特定角度值仿真获得结果:
对比可知第三组为最优解。
六、实验方法及其实施
实际样品开启六个通风口,如下:
测温部位分布包括定线包、中铁芯、高端壳体,以及无法直接测量转子的标签纸记录。
测试设备配置如下:
七、试验成果与评估
三种测试条件:风力散热、新单壳体喷涂式散热以及额外加轴喷涂式散热,
结果分别显示:
风力散热80分钟后达到130℃未达平衡;
新单壳体喷涂式散热80分钟后达到110℃已达平衡;
加轴喷涂式散热30分钟即达到80℃平衡状态。
八总结:本案例不仅超越传统风力散热效果50%,而且相比单壽命物质氮制型加装空间压缩配备能减少线圈应变70%,提高了整体性能,使其成为有效提升发动机构效能的一项技术革新。