電動汽車用輪轂電機油冷散熱的溫度場分析.pdf

1、隨著人類社會的發(fā)展，人們財富的日益增多，生活水準的不斷提高，汽車產銷量逐年遞增。在為人類帶來便利的同時，也產生了諸多的問題，如環(huán)境污染和能源危機一直困擾著人們的生活。電動汽車的使用既節(jié)約能源，又減少了污染，有利于人類社會的可持續(xù)發(fā)展。輪轂電機憑借其體積小，可采用復雜的驅動方式來實現(xiàn)電機整體性能效率提高的優(yōu)點被廣泛用于電動汽車。而輪轂電機最常用的永磁同步電機由于內部永磁體和絕緣材料的特性會受溫度變化的影響。在過高溫度下會造成絕緣老化、永磁

2、體退磁等不良后果。因此如何有效移除輪轂電機所產生的熱量就成為本文的研究重點。本文采用內油冷卻的散熱方式對電機散熱系統(tǒng)主要做了如下研究工作：
　　首先，在電機電磁場理論與流體力學理論的基礎上，通過磁熱耦合的方式利用有限元方法對比研究了內油冷卻和自然冷卻兩種方法的散熱效果。通過有限元仿真軟件建立電機模型，應用傳熱學理論與流體力學公式推導定轉子間在不同流體介質和不同轉速情況下的對流傳熱系數(shù)。根據(jù)所得系數(shù)進行仿真，根據(jù)仿真結果研究不同冷卻

3、方式電機的溫度分布情況，研究兩種冷卻方式的散熱效果。
　　其次，對電機轉速、超載電流對于內油冷卻方式散熱能力的影響進行了研究，得出不同轉速、超載電流運行情況下電機的各熱源分布、電機穩(wěn)定運行后的溫度分布及運行穩(wěn)定溫度。建立了在采用內油冷卻散熱方式情況下，電機轉速與熱源、溫升的關系；以及電機的超載能力、超載電流與溫升的關系。
　　再次，討論了采用內油冷卻方式時油量與散熱能力的關系。分析了使用較少油量情況下轉速與散熱的關系。通過流

4、體力學理論推導，得出在使用較少油量情況下，冷卻油在電機內部隨轉速的變化而處于不同的運動狀態(tài)，從而推導出不同的轉速情況下的散熱能力。并用1/3油量與滿油量通過仿真分析油量對電機散熱能力的影響。同時，通過對電機本體端蓋的優(yōu)化進一步改進電機的整體散熱能力。
　　最后，對輪轂電機采用內油冷卻散熱方式進行溫升實驗，通過對比實驗結果與仿真結果證明本文所建立的模型在通過磁熱耦合有限元仿真所得到結果的正確性。證明了基于各仿真結果所得出的結論適用于