电机技术电动汽车转子油冷电机犹如心脏般跳动的灵魂
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。本篇文章旨在解读该设计流程,期望为解决实际问题提供有益的指导。今天,我们将探讨一项关于电动车辆转子油冷技术方案文献的解读,这 篇文章详细介绍了油路设计中的各个变量优化过程,并对每种方案进行了精确对比分析。通过这次解读,我们希望能够为大家提供帮助。
一、油路布局
首先,让我们审视我们即将研究的电机油冷系统,它具有独特的走向。这套系统与传统方法相比,在一般定子水冷配置基础上,额外增加了一条转子的冷却路径。这种路径从前盖引入冷却液,然后在定子铁芯内形成环状通道,最终汇聚到转子的内部,从那里返回至前盖。
二、电机结构
为了实现上述布局,电机前后盖和壳体结构如下图所示:
值得注意的是,壳体轴向通道采用多口入口设计,以减少流阻。此外,对于转子而言,其采用分段加工并焊接形式(此加工工艺可参考另一篇外文文献,该文献介绍的是轴摩擦焊工艺,有需要进一步了解朋友可以添加我的微信)来构建其结构,如下图所示。
三、仿真迭代过程
仿真过程概述如下:
仿真的核心是基于温度场和磁场双向耦合分析。在给出初始温度后,通过计算在该温度下的损耗,再将这些损耗反馈到温度场分析中。如此循环迭代直至达到稳态状态。在缩短模拟时间方面,将2D数模用于磁场模拟,而3D数模用于温度场模拟,同时借助经验值评估定子和空气间隙换热系数。
四、实测验证
通过测试不同位置和实际温度,与仿真结果进行比较分析,以2300rpm, 7.38Nm工作状态为例,可得出仿真误差约10%以内具体数据见下表:
五、性能提升
壳体通道优化
两种不同形式的通道如图所示:
根据流量条件,不同流量下定子及转子的温标如图所示:
从a到b,在低流量时绕组获得显著降温;c相对于b,在高流量时无论绕组或转子的降温效果均不如b,即使其复杂性更大。这表明我们在选择壳体通道时应结合液压量来选择最佳设计以匹配流量与通道形状。
2. 转子进出口角度
可调整变量包括进口及出口角度,如下图所示:
经过特定角度值集进行仿真,可得出以下结果:
第三组选项证明最适宜。
六、测试方法
样品安装六个单独排列于壳体上的风洞,每个洞部署热敏线圈。一共有六个测点分布于定字线包、中心铁芯以及壳体等处,其中还包括一个标签纸用以测量轉字内部温标。
七、新试验结果
三种环境:风力加速器、三管式加速器以及四管式加速器实验显示,
风力加速器80分钟后仍未达到平衡且最高达130℃;
三管式加速器80分钟后已达到平衡且最高达110℃;
四管式加速器30分钟即达平衡且仅120℃。
八总结
此新方案较常规风力制冷效率提高50%,较单层缠绕制冷效率提高38%,因此是一种有效提高电子设备散热能力的手段。