导语:本文详细阐述了电动汽车转子油冷电机设计中关键因素的优化策略,并对不同方案进行了深入分析。文章旨在揭示其设计流程,以期为读者解决实际问题提供帮助。
一、油路布局首要考虑
首先,我们将探讨一种创新性的电机冷却方案,其核心在于独特的油路路径设计。如图所示,该方案与传统模式有显著差异,通过增设转子冷却系统,将定子的水冷技术与转子的油冷相结合。
二、电机结构创新
为了实现上述油路布局,电机前后盖和机壳需具备特殊结构,如图所示。值得注意的是,采用多入口轴向通道减少了流阻。此外,对于转子而言,采用分段加工并焊接工艺(该工艺可参考另一篇文献介绍),其结构如图所示。
三、仿真迭代精细化
仿真过程如下图所示,基于温度场和磁场双向耦合分析,从初始温度出发,再通过磁力计算损耗,然后更新温度场至稳态。这一过程中使用2D数模及3D数模交替进行,以缩短仿真时间。在空气间隙换热系数引用经验值。
四、实测验证精确性
比较实验数据与仿真结果显示,在2300rpm, 7.38Nm工作状态下误差仅为10%左右,如下图所示。
五、性能优化策略制定
选择合适的机壳通道设计。
分析不同流量下的三个通道设计效果,如下表明,当流量较低时,一种通道表现最佳,但随着流量增加,这种情况发生逆转,因此需结合实际流量来选择最适宜的通道。
规定进出角度以提高效率。
利用特定角度组合进行仿真,最终确定第三组为最佳选项,如下表所示。
六、测试方法严谨执行
在样品上开辟六个单独通道,如图展示。分别测量各部件温度,以热敏电阻作为监测工具,并通过标签纸记录转子数据。
七、试验结果显示优势
风冷在80分钟后达到130℃;单壳体油冷在80分钟后达到110℃;壳体加轴油冷30分钟即达平衡状态且只需80℃。从时间线观察,不同条件初期表现相同,而壳体加轴更快进入稳态阶段,有助提升整体效能。而与常规喷射和单壳体对比,本方案线圈温度降低50%,远超其他两种方式38%降低,可见其有效性高于传统手法。此次研究不仅丰富了我们对于电子车辆核心部件——变压器知识,也为未来的研究方向指明了光芒,同时也为广大研发人员提供了一份宝贵资料,为他们解决实际难题提供参考依据。