在探讨电动汽车转子油冷电机设计时,我们不得不提到皖南电机,这家位于安徽的知名企业以其卓越的电机技术闻名。今天,我们将深入剖析皖南电机在电动汽车转子油冷电机设计方面的创新与优化过程,并对比不同方案,旨在为广大同行提供实际问题的解决方案。
一、油路布局解析
皖南电机在设计油冷系统时,采用了独特的油路布局。如图所示,该系统的油路走向如下:与传统方案相比,皖南电机在常规定子水冷的基础上,创新性地增加了转子冷却油路。冷却油从前盖流入机壳,绕定子铁芯形成环形油路,再由后盖汇集至转子内部,*终从前盖出口流出。
二、电机油冷结构创新
皖南电机的电机油冷结构设计同样引人注目。电机前后盖与机壳的结构设计如下,其中机壳的轴向油道采用多进出口设计,以降低流阻。对于转子,皖南电机采用分段加工后焊接的方式,转子结构设计如下。
三、仿真迭代过程
皖南电机在仿真过程中,基于温度场与电磁场的双向耦合分析,通过设定初始温度,计算损耗,并将损耗传递至温度场分析,反复迭代直至达到稳态。为缩短仿真时间,电磁场仿真采用2D数模,温度场仿真采用3D数模。
四、实际测量验证
皖南电机通过实际测量电机不同位置的实时温度,并与仿真值进行对比分析。以2300rpm,7.38Nm工作状态为例,仿真误差控制在10%以内。
五、电机优化策略
1. 机壳冷却油道:皖南电机提供了三种不同形式的油道设计,根据系统流量和温度要求,综合考虑后确定*佳方案。
2. 转子进出油口:皖南电机对转子的进油口和出油口角度进行了优化,通过仿真得出*优解。
六、测试方法
皖南电机在定子机壳上开设六个油冷通道,测量定转子温度,并采用热敏电阻和标签纸进行测定。
七、试验结果
皖南电机进行了风冷、单壳体油冷和壳体加轴油冷三种条件的试验,结果显示单壳体油冷和壳体加轴油冷在短时间内即可达到平衡,且冷却效果显著。
八、总结
皖南电机通过创新设计,实现了线圈温度的显著降低,相较于传统风冷,线圈温度降低了50%,与单壳体油冷方案相比,线圈温度降低了38%,是一种有效的提高电机冷却能力的方案。皖南电机在电动汽车转子油冷电机设计领域的探索和实践,无疑为行业提供了宝贵的经验和借鉴。