导语:本文旨在深入探讨油路设计中的关键因素,通过对比分析多种方案的优化过程,以期为解决实际问题提供指导。今天,我们将详细介绍电动汽车转子油冷电机的设计理念,并揭示其油路走向、结构特点以及仿真迭代过程。本文旨在通过解读这些技术细节,为行业内的工程师和研究人员提供实用的参考。
一、油路走向
首先,我们来审视这一创新的电机设计,其独特之处在于引入了转子专用的冷却系统。与传统水冷方案相比,这个改进版增加了一条环形流道,从前盖注入到定子铁芯内部,然后经由后盖汇集至转子的中心,再从转子的另一端返回至前盖。这一布局不仅简化了流道,还提高了效率。
二、电机油冷结构
为了实现上述设计,电机的前后盖及壳体需要具备特殊结构,如图所示。此外,壳体内置多入口出口以减少阻力。而对于转子,它采用分段加工并焊接工艺,使其具有独特的构造,如图所示。
三、仿真迭代过程
我们的模拟循环如下:
基于初始温度进行初步计算。
依据损耗数据更新温度场分析。
重复以上步骤直至达到稳态条件。
为了缩短时间,我们使用2D数值模拟计算磁场,而3D数值模拟处理温度场。在空气间隙换热系数方面,我们引用经验值进行估算。
四、实际测量验证
我们对不同位置和工作状态下的温度进行了精确测量,并与预测结果作对比分析。例如,在2300rpm, 7.38Nm工作状态下,误差控制在10%以内见图所示:
五、电机优化策略
选择合适的机壳通道形式:
我们比较了三个不同类型通道(a, b, c)作为案例研究。
结果表明,在低流量时b最有效;而c尽管更复杂但高流量时效果不佳。
根据流量需求选取最佳通道配置以匹配最佳性能。
调整角度设置:
转子的进出口角度是可调参数之一,如下图所示。
经过几组特定角度下的测试得出了以下结果:第三组最优解。
六、实验方法与设备设置:
实验样品开设六个额外通道如同此图描述,
定子部分放置热敏抵抗器监控温标签纸用于记录转子温度,
测量点分布见此处定义
七、试验结果总结:
风冷80分钟需130℃未达平衡;
单壳体60分钟需110℃已达平衡;
壳加轴30分钟需80℃即达平衡;
八、本次研发成果概述:
本方案相较风冷降低线圈50%,单壳体降低38%,证明是一个提升性能的创新路径。