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指导。今天,我将分享一篇关于电动汽车转子油冷电机方案的文献探究,这 篇文章详尽地介绍了油路设计中各个变量的优化流程,并对每一种解决方案进行了系统性比较分析。本文将详细剖析其设计步骤,希望能够为大家在面临实际挑战时找到帮助。
一、油路布局首要任务是审视我们即将探讨的电机油冷全景,其核心在于重新定义传统走向。以下是该方案与众不同的特点:
在典型水冷定子基础上,我们引入了一条专门用于转子的冷却通道。这意味着从前盖开始,经过机壳和环形铁芯,将冷却液引至转子的内部,然后再回到前盖的出口。
二、电机结构改进为了实现这一独特布局,我们必须精心打造前后盖和机壳。在下图中,你可以看到具体构造:
重要的是,我们采用了多入口多出口式轴向通道,以减少阻力。
对于转子而言,我们采取分段加工后焊接(这个工艺请参考另一篇外文,讲述的是轴摩擦焊工艺,对于感兴趣者可加我的微信),如下图所示:
三、仿真迭代循环我们的仿真过程遵循如下的模式:
基于温度场和磁场双重耦合,我们先给出初始温度,再通过计算损耗并反馈到温度场分析。如此反复迭代,一直到达到稳态。
为缩短仿真时间,我们使用2D数模模拟磁场,与之相匹配的是3D数模模拟温度场。对于空气间隙换热系数,则依赖经验值。
四、实测验证我们通过测量不同位置以及实际温度值,与理论预测值进行比较分析。在2300rpm, 7.38Nm工作状态下,可以发现误差控制在10%以内,如下图所示:
五、性能提升
选择最佳机壳通道结构
我们展示了三个不同形式下的通道,如下图所示:
分析不同流量条件下的定子和转子温度变化,如下表所示:
结论显示,在考虑流量和要求后,可以根据系统流量和需求来选择最适合的通道类型。
最佳角度设置
转子的进口及出口角度是一个可调整参数,它们可以设定如下图所示角度。
经过特定角度组合后的仿真结果显示,最优组合为第三组,如下表所示:
六、实验方法
为了验证我们的理念,样品被装备上了六个额外油路通道,如以下图标明:
七、实验结果
我们测试三种情况:风冷单壳体oil cold 和壳体加轴oil cold 的效果如下:
风冷80分钟后达到了130℃未达到平衡;
单壳体 oil cold 在80分钟之后达到110℃平衡;
壳体加轴 oil cold 在30分钟内降至80℃达到平衡;
八、总结
此方案相较常见风冷技术线圈温度降低50%,而与单壳体 oil cold 相比仅降低38%,因此是一种提高电机效率有效手段。