原文传递
电动汽车用轮毂电机油冷散热的温度场分析
| 论文题名： | 电动汽车用轮毂电机油冷散热的温度场分析 |
| 关键词： | 轮毂电机;温度场;计算流体动力学;有限元;电动汽车 |
| 摘要： | 随着人类社会的发展，人们财富的日益增多，生活水准的不断提高，汽车产销量逐年递增。在为人类带来便利的同时，也产生了诸多的问题，如环境污染和能源危机一直困扰着人们的生活。电动汽车的使用既节约能源，又减少了污染，有利于人类社会的可持续发展。轮毂电机凭借其体积小，可采用复杂的驱动方式来实现电机整体性能效率提高的优点被广泛用于电动汽车。而轮毂电机最常用的永磁同步电机由于内部永磁体和绝缘材料的特性会受温度变化的影响。在过高温度下会造成绝缘老化、永磁体退磁等不良后果。因此如何有效移除轮毂电机所产生的热量就成为本文的研究重点。本文采用内油冷却的散热方式对电机散热系统主要做了如下研究工作： 首先，在电机电磁场理论与流体力学理论的基础上，通过磁热耦合的方式利用有限元方法对比研究了内油冷却和自然冷却两种方法的散热效果。通过有限元仿真软件建立电机模型，应用传热学理论与流体力学公式推导定转子间在不同流体介质和不同转速情况下的对流传热系数。根据所得系数进行仿真，根据仿真结果研究不同冷却方式电机的温度分布情况，研究两种冷却方式的散热效果。 其次，对电机转速、超载电流对于内油冷却方式散热能力的影响进行了研究，得出不同转速、超载电流运行情况下电机的各热源分布、电机稳定运行后的温度分布及运行稳定温度。建立了在采用内油冷却散热方式情况下，电机转速与热源、温升的关系；以及电机的超载能力、超载电流与温升的关系。 再次，讨论了采用内油冷却方式时油量与散热能力的关系。分析了使用较少油量情况下转速与散热的关系。通过流体力学理论推导，得出在使用较少油量情况下，冷却油在电机内部随转速的变化而处于不同的运动状态，从而推导出不同的转速情况下的散热能力。并用1/3油量与满油量通过仿真分析油量对电机散热能力的影响。同时，通过对电机本体端盖的优化进一步改进电机的整体散热能力。 最后，对轮毂电机采用内油冷却散热方式进行温升实验，通过对比实验结果与仿真结果证明本文所建立的模型在通过磁热耦合有限元仿真所得到结果的正确性。证明了基于各仿真结果所得出的结论适用于实际情况。 |
| 作者： | 陈博 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 王晓远 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
