插电式混合动力汽车用电机温度场计算及冷却系统设计

发布时间：2017-11-04 07:40

  本文关键词：插电式混合动力汽车用电机温度场计算及冷却系统设计

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【摘要】：随着环境污染与能源短缺的加剧,实现汽车工业的可持续发展道路必须开发环保、节能的新能源汽车。而插电式混合动力汽车集合了纯电动汽车与混合动力电动汽车的优点,可以使用蓄电池储存的电能驱动前进,也可以使用发动机使它具有更长的续驶里程,是向纯电动汽车过渡阶段的最佳研究方案,具有重大的科研与现实意义。电机作为插电式混合动力汽车的关键部件,具有体积小、效率高、功率密度高、启动转矩大、调速范围宽等特点,但电机的散热环境较差,导致电机在工作时温升过高,影响电机内绝缘材料与永磁体的性能,不利于电机安全可靠的运行,严重时甚至会烧毁电机。本文以一台插电式混合动力汽车用水冷永磁同步电机为基础,深入研究了电机定子的温升规律与冷却系统的优化。首先,根据Berttotti铁耗分离法与焦耳-楞次定律分别计算出电机在额定功率、额定转速和额定功率、峰值转速工况下的铁心损耗与铜损耗,通过CFX软件对电机温度场进行仿真计算,分析电机在两种工况下的温升分布规律,并对电机进行温升试验,验证了电机的最高温升在允许的温升限度内和仿真方法的准确性与有效性。其次,根据牛顿冷却公式,在直线型水道的基础上设计出弯曲水道和肋片型水道,运用仿真方法,对比分析三种冷却结构对电机温度场、流体场以及水道压力场的影响,得到肋片型水道结构更为合理,并对肋片型水道的冷却水流量进行优化,得到流量为8L/min时最优。最后,对比分析了在额定功率、额定转速条件下冷却结构优化前后电机最高温升、绕组与定子铁心的平均温升,得到最高温升降低了10.76%,绕组平均温升降低了8.88%,定子铁心平均温升降低了17.81%,优化后的电机散热能力明显提高。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.7

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本文编号：1138478