男孩上技校学电机专业如同驾驭风暴掌握电动汽车转子油冷电机的深度解读
导语:本文详细阐述了油路设计中各关键因素的优化策略,并对不同方案进行了深入比较分析。本篇文章旨在解读其设计流程,期望能够为实践问题提供有益指导。
一、油路布局
首先,我们将探讨电动汽车转子油冷系统的全貌,其油路走向如图所示:
与传统方案相比,这种设计具有独特之处,即在一般水冷定子基础上,增加了转子的冷却通道。冷却液从前盖进入机壳,在定子铁芯形成环形通道,然后通过后盖汇集至转子内部,再由转子内部到达前盖出口。
二、电机结构
为了实现上述油路,本电机采用以下结构:
值得注意的是,电机的轴向通道采用多个进出口方式,以减少流阻。此外,对于转子而言,采用分段加工和焊接工艺(此工艺可参考另一篇外文介绍),其结构如下图所示。
三、仿真迭代过程
仿真过程概括如下图所示:
该仿真基于温度场和电磁场双向耦合分析,首先给出初始温度,然后通过电磁计算损耗,再将损耗传递给温度分析。如此反复迭代直至稳态。为了缩短时间,一维数模用于电磁分析,而三维数模用于温度分析。在空气间隙换热系数参考经验值进行计算。
四、实际测量验证
测量不同位置及实际温度,与仿真数据进行对比。以2300rpm, 7.38Nm工作状态为例,可得10%以内误差,如下图所示。
五、性能优化
机壳冷却通道
三种不同形式的通道如图所示:
分析在不同的流量条件下,每种结构下的定子和转子的温度变化,如下图:
结论显示,我们可以根据系统流量和温要求综合考虑后确定最佳机壳通道。这表明,在设计时需结合流量来选择最适合的方案。
转子的进出口角度
转子的入口角度是可变参数,可以设置为以下几组特定角度。
经过几组特定角度下的仿真可得结果,如下图:
对比显示第三组为最优解。
六、测试方法
实际样品开设六个单独油循环通道,如下图:
测量点分布如下:
七、试验结果
三个条件:风冷, 单壳体喷射油循环, 壳体加轴喷射 oil循环
八、总结
此方案较常见风冷提高了50%,较单壳体喷射降低38%,因此是一种有效提升设备性能的解决方案。