轮毂电机驱动系统温度场分析及冷却结构设计

发布时间：2023-02-26 20:53

　　迫于能源紧缺与环境污染的双重压力,节能环保的新能源汽车成为汽车行业发展的趋势。近年来,轮毂电机驱动电动汽车因其在车辆总布置结构、底盘主动控制以及操控方便性等方面的明显技术优势,备受业内专业人士的青睐。但是,由于轮毂电机驱动系统将驱动电机、减速机构、制动器等高度集成于车轮内,致使在封闭狭小的空间内空气流通不畅、散热困难;同时,为了追求驱动电机的高转矩和功率密度,使其驱动电机的体积减小,以提高驱动电机的功率密度,但随之而来的是增加了电机的损耗密度,由此将会导致电机过热。这不仅会损坏绕组绝缘、降低寿命,还会对永磁体造成不可逆退磁,严重影响着驱动电机和车辆的安全稳定运行。因此,正确计算分析轮毂电机驱动系统的温度场分布、设计高效的冷却结构对延长轮毂电机的使用寿命、提高整车性能具有重要意义。在总结了国内外相关研究成果的基础上,以15 kW内置式永磁同步轮毂电机驱动系统为研究对象,建立了轮毂电机驱动系统模型,分析计算了不同工况下电机内各部件的损耗,进而研究了各工况下轮毂电机驱动系统的温度场特性,并设计了轴向水冷和喷淋冷却的冷却结构方案来比较分析两种方案的冷却性能。论文的主要研究内容如下:(1)轮毂电...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题的来源
    1.2 课题的研究背景和意义
    1.3 国内外相关技术研究现状
        1.3.1 轮毂电机驱动车辆国内外发展现状
        1.3.2 轮毂电机驱动系统发热/散热问题研究现状
    1.4 本课题主要研究内容
第二章 轮毂电机驱动系统温度场分析
    2.1 轮毂驱动系统基本结构
    2.2 轮毂驱动系统热源计算
        2.2.1 绕组铜耗
        2.2.2 铁芯损耗
        2.2.3 永磁体涡流损耗
        2.2.4 机械损耗
    2.3 轮毂驱动系统温度场分析
        2.3.1 温度场分析理论基础
        2.3.2 温度场的参数计算
        2.3.3 温度场模型的建立与分析
        2.3.4 额定工况下瞬态温度场分析
        2.3.5 峰值工况下瞬态温度场分析
    2.4 本章小结
第三章 不同工况下轮毂电机驱动系统温度场分析
    3.1 车用工况分析
        3.1.1 缓慢加速工况
        3.1.2 急加速工况
        3.1.3 定速巡航工况
        3.1.4 减速工况
    3.2 整车参数
    3.3 急加速工况下瞬态温度场分析
        3.3.1 工况设定及热源计算
        3.3.2 瞬态温度场特性分析
    3.4 低速爬长坡工况下瞬态温度场分析
        3.4.1 工况设定及热源计算
        3.4.2 瞬态温度场特性分析
    3.5 循环工况下瞬态温度场分析
        3.5.1 工况设定及热源计算
        3.5.2 瞬态温度场特性分析
    3.6 本章小结
第四章 轮毂电机驱动系统冷却结构设计
    4.1 流体力学的基础理论
        4.1.1 计算流体力学基础理论
        4.1.2 流体力学控制方程
        4.1.3 计算流体力学求解过程
    4.2 计算模型的假设与分析
        4.2.1 计算模型的基本假设
        4.2.2 边界条件的计算
    4.3 轴向水冷结构设计与分析
        4.3.1 轴向水冷冷却结构设计
        4.3.2 轴向水冷冷却性能分析
    4.4 喷淋冷却结构设计与分析
        4.4.1 喷淋冷却结构设计
        4.4.2 喷淋冷却性能分析
    4.5 冷却性能比较
        4.5.1 额定工况下冷却性能比较
        4.5.2 峰值工况下冷却性能比较
        4.5.3 循环工况下冷却性能比较
    4.6 本章小结
第五章 总结和展望
    5.1 全文总结
    5.2 本文的主要创新点
    5.3 研究展望
参考文献
攻读硕士学位期间参与的课题项目及发表的论文
致谢



本文编号：3750874