寻找供应商
广告
首页 > 汽车技术 > 正文

电动汽车转子油冷电机方案解读

2024-08-14 13:30:37·  来源：EDC电驱未来  
　

一、油路走向


首先，来看一下我们要探讨的电机油冷的整体方案，其油路的走向如下图所示：


图片


这个方案与传统方案相对，特殊的地方在于，在一般的定子水冷方案的基础上，增加了转子的冷却油路。冷却油从前盖流进机壳，在定子铁芯形成环形油路，由后盖汇集到转子内部，从转子内部到达前盖的出口。


二、电机油冷结构


为实现以上油路，电机前后盖和机壳的结构如下图所示：


图片


值得一提的是电机机壳的轴向油道采用了多个进出口的方式，这样油道的流阻比较小。


另外，对转子来说，采用了分两段加工后再焊接的形式（这个加工工艺可参考另一篇外文，介绍的是轴的摩擦焊工艺，需要的朋友可以加文末我的微信），转子的结构如下图：


图片


三、仿真迭代过程


仿真基本过程如下图所示：


图片


仿真的过程就基于温度场和电磁场的双向耦合分析，首先给出初始温度，再通过电磁仿真计算在这一温度下的损耗，再将损耗传递给温度场分析。如此反复迭代，直到稳态。为缩短仿真时间，电磁场仿真采用2D数模，温度场仿真采用3D数模，关于转子和定子相对空气间隙的换热系数参考经验值。


四、实际测量验证


测量电机不同位置和实际温度值，与仿真值进行了对比分析。以2300rpm，7.38Nm工作状态为例，可以得到仿真误差在10%以内。具体的数值见下图：


图片


五、电机的优化


1、机壳冷却油道


三种不同形式下的油道如下图：

图片


分析在不同流量的条件下，三种结构的定子和转子温度如下图：


图片


由图表可知，我们可以根据系统流量和温度要求，综合考虑后，确定机壳油道结构。


显而易见的是，从a到b，在冷却油流量较低时， 绕组的冷却效果得到了明显提高，而c相对于b，冷却效果提高不明显；在冷却油流量较高时，c的冷却效果无论是绕组还是转子都不如b，即使其结构更加复杂。这表明在我们设计机壳油道时，需要结合冷却油的流量来设计，从而找到一个流量和通道设计相匹配的最佳冷却方案。


2、转子进出油口


转子的进油口和出油口的角度是可选的变量，其变量可设置为如下图所示角度。


图片


通过对几组特定角度值进行仿真，可得出如下图所示结果。 


图片


对比可知，第三组组合为最优解。


六、测试方法


实际样机在定子机壳上开了六个油冷通道。如下图：


图片


测量定转子温度，在定子线包、铁芯、机壳上分别放置热敏电阻，转子上无法直接测量，采用标签纸来测定。测量点如下：


图片


试验系统：


图片


七、试验结果


三种条件：风冷、单壳体油冷和壳体加轴油冷


结果：


风冷在80分钟后电机温度130℃，而且未达到平衡


单壳体油冷在80分钟后电机温度110℃，达到平衡


壳体加轴油冷在30分钟后电机温度80℃，达到平衡


图片


另外，从时间轴上比较，单壳体油冷与壳体加轴油冷在10分钟之前，冷却效果大体相同，30分钟之后，两者冷却效果有明显区别，并且这种区别的趋势在扩大。


图片


此方案与常见的单壳体冷却和喷油方案的冷却效果对比，如下表：


图片


八、总结


此方案与传统的风冷相比，线圈温度下降了50%，与单壳体油冷方案相比，线圈温度下降了38%，故是一种有效的提高电机冷却能力的方案。


分享到：
 
反对 0 举报 0 收藏 0 评论 0
  • 汽车测试网V课堂

    汽车测试网V课堂

  • 微信公众号

    微信公众号

  • 汽车测试网手机站

    汽车测试网手机站

• ENCAP2026对撞后安全的要求（中） • 汽车智能座舱分级与综合评价白皮书
• 一文详解安全分析方法STPA：以自动紧急制动系统（AEB）为 • 新品上市 | Fusion-LN 数据采集的下一个飞跃
• 车规级V2X芯片- 汽车移动通信功能核心 • BEV端到端视觉论文合集|从不同的视角解析BEV感知技术
• 新能源汽车应用中的【夜视系统】与【雨夜系统】 • 汽车安全基础
• 极氪007电驱动系统拆解，看到了啥？ • 长安汽车申请具备单换热器的空调总成的车辆热管理系统专利
0 条相关评论
  • 广告
  • 广告

编辑推荐

最新资讯

  • 广告
  • 广告
沪ICP备11026917号-25