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启示。今天,我们将探讨电动汽车转子油冷电机方案的文献解读,文章全面介绍了油路设计中各个变量的优化过程,并对每个方案进行了全面的比较分析。本文将深入探讨其设计流程,以期为大家解决实际难题提供帮助。一、油路布局首先,让我们审视一下要研究的电机油冷系统,其核心是特殊安排的油路走向,这一布局如同以下图所示:
此配置与传统模式相比,在保持一般定子水冷基础上,巧妙地引入了一套转子的冷却系统。该系统通过前盖输送冷却液至机壳内,然后在定子铁芯形成环形通道,最终汇集于转子的内部,从而再次回到前盖上的出口。
二、电机结构确保上述通道可行性的是前后盖和机壳结构,如下图所示:
值得注意的是,为了降低油道阻力,使其更高效运行,电机内部采用分段加工并焊接方式构建转子(请参考另一篇外文资料,该文件描述轴摩擦焊工艺,对于需要了解更多信息的人员,可通过微信联系作者)。
三、仿真迭代循环
仿真主要步骤如下:
仿真的核心是双向耦合分析,即温度场和电磁场间紧密交织。首先设定初始温度,再利用该温度执行电磁模拟计算出产生损耗量,然后将这些数据反馈给温度场模拟以求稳态。在加速迭代速度方面,将2D数模用于电磁场仿真,而3D数模用于温度场分析,同时借助经验值估算空气与部分部件之间换热系数。
四、实测验证
通过实验装置测试不同位置及实际工作环境下的温差,与预测结果进行精确比较,以2300rpm及7.38Nm工作状态为例,最终发现误差仅占10%左右,此表明我们的模型准确度较高。
五、改进措施
机壳排气通道
三种不同形式的排气通道如图所示:
分析三种情况下在不同的流量条件下,每组参数(定子和转子的温度)变化如下图:
图片显示,在低流量时a到b性能显著提升,但c相对于b效果不大;在高流量时c虽然复杂但绕组和转子的效果均未超越b。这意味着当选择机壳排气通道时,我们必须结合具体流量来决定最佳配套方案。
转子入口/出口角度
转子的入口/出口角度是一个可调节参数,可以设置如下图所示几种角度。
通过特定的角度集合进行仿真得到了以下结果:
六、测试方法
基于以上理念,我们用六条独立管线作为单体单壳体制别样式试验。此布局如图展示:
七、实验成果
风冷:80分钟后达到130℃且未达到平衡;
单壳体油冷:80分钟后达到110℃且已平衡;
壁体+轴承加装Oil Cold:30分钟后已达平衡;
八总结
这项创新方案不仅比传统风冷方式提高了50%线圈温降,还超过单独使用单壳体Oil Cold技术38%,因此它是一项有效提升机械设备整体性能的手段。