导语:本文详细阐述了油路设计中各关键参数的优化过程,并对多种方案进行了深入对比分析。文章旨在通过解读其设计思路,帮助解决实际工程问题。
一、油路布局首要考量
首先,我们将聚焦于电动汽车转子油冷电机的创新方案,其独特之处在于,在传统定子水冷基础上,额外增设转子冷却油路。这种设计从前盖开始,将冷却液流经机壳,形成环形通道,然后通过后盖汇集至转子内部,再由转子内部返回至前盖的出口。
二、电机结构与技术实现
为了确保上述油路有效运作,我们需要精心设计电机前后盖和机壳结构,如图所示。此外,采用多入口轴向设计降低了流阻,同时利用分段加工并焊接技术提升了转子的耐用性。
三、仿真迭代与验证
仿真过程主要涉及温度场和磁场双向耦合分析,从初始温度出发,再依据损耗计算温度变化,最终达到稳态。为了提高效率,我们采用2D数模电磁仿真与3D数模温度仿真结合,并参考经验值确定换热系数。在2300rpm和7.38Nm工作状态下,与实际测量数据相比误差仅为10%左右。
四、实地测试与验证
我们进行了针对不同位置和温度值的测量,对比分析显示,以2300rpm、7.38Nm工作状态下的结果,其误差控制在10%以内。这部分具体数据见图表,为此提供了一定的科学依据。
五、电机性能优化策略
机壳冷却通道优化
对于不同流量条件下定子和转子的温度分布如下图所示:
从a到b,在流量较低时绕组温升明显降低,而c相对于b,在流量较高时绕组温升更小,这说明需结合系统流量来选择最佳通道结构。
转子进出口角度调整
进入气体或液体的角度是一个可调节变量,如图所示。
经过几组特定角度值的仿真得出最优解第三组配置效果最佳。
六、试验方法介绍
实际样品安装六个油循环通道,如图展示。
七、试验结果总结
三种不同的实验条件——风冷、中壳单侧喷涂液氮以及整体加轴喷涂液氮——分别展示以下结果:
- 风冷80分钟后达到130℃未达平衡;
- 单侧喷涂80分钟后达到110℃已达平衡;
- 中壳加轴30分钟即可达到80℃并达平衡;
八、本方案评估与展望
相较常规风冷法,本方案线圈温降50%,而相对于单侧喷涂法,本方案线圈温降38%,因此是提升能源效率的一大突破。