导语:本文详细阐述了油路设计中各关键因素的优化策略,并对多种方案进行了深入对比分析。本篇文章旨在解读其设计过程,期望为解决实际问题提供有益的参考。今天,我们将分享一篇关于电动汽车转子油冷电机方案的文献探究,内容涵盖了油路设计中的每个变量优化流程以及不同方案间的比较评估。本文将逐步揭示其设计思路,以期对大家的问题求解产生积极影响。
一、油路布局
首先,让我们审视这款独具特色的电机油冷整体配置,其核心是改进后的定子水冷系统与转子独有的冷却通道。如图所示,这些创新之处在于,在传统定子水冷基础上,额外增设了转子的专用冷却通道。这些通道从前盖引入至机壳内,然后形成环形结构,再通过后盖汇集到转子的内部,从而实现循环回流至前盖出口。
二、电机液态加热结构
为了实施上述复杂但高效的油路布局,电机必须配备特殊的前后盖和精密铸造型号的机壳,如图所示。
值得特别注意的是,采用多入口轴向设计,使得整个流动路径更为顺畅,同时减少阻力。此外,对于转子的加工工艺,我们采纳了一种分段焊接技术(该工艺请查阅另一篇相关研究报告),以确保转子的稳固性和性能。
三、仿真迭代过程
以下是仿真工作的大致框架:
通过双向耦合分析,即温度场与磁场相互作用来模拟现实环境。在初始温度下计算损耗并反馈给温度场分析,并不断迭代直至达到稳态平衡状态。为了缩短仿真时间,我们采用2D数模进行磁场模拟,而3D数模用于温度场计算,同时考虑空气间隙换热系数依赖经验值。
四、实验室测试验证
我们测量了不同位置和实际运行时温差,与预测数据进行对比分析。在2300rpm及7.38Nm工作点下,可以看到误差控制在10%以内,如图所示:
五、优化建议
选择合适机械隔离器:根据系统流量需求,将三种不同的结构如图展示:
综观各种流量条件下的定子和转子温度变化可见,由此可以根据流量要求综合考虑选择最适宜形式。
调整进出角度:可调整进入或排出的角度参数如下:
通过几组特定角度值模型计算得到如下结果:
因此第三组参数表明最佳解决方案。
六、测试方法与设备设置
实物样品安装六个独立风道通透式加热通道,如图显示:
七、新型试验结果与评估
三种情况:自然风环境、中置单壳体液态加热及全方位轴周液态加热
结论:
风冷模式80分钟后达到了130℃且未达到平衡;
单壳体液态加热80分钟后达到了110℃已达到平衡;
轴周液态加热30分钟即达到了80℃并已达到平衡;
八总结:
这一新型方案不仅降低线圈温差50%,还节省能源消耗,是一种有效提升电机能效的手段。