輪轂電機內部導流結構優(yōu)化設計與溫升分析.pdf

1、本文對用于驅動電動汽車的輪轂電機的散熱結構和溫升問題進行了研究，該輪轂電機采用了多級子電機并聯工作模式，當應對不同的工況需求時，可以靈活的選擇某一個或多個子電機并行工作，使得各子電機盡可能在自己的高效率區(qū)工作。但在某些極端工況下，特別是長時間的低速重載工況，參與工作的子電機的運行效率會大幅下降，導致電機溫升增大，嚴重時可能會影響到電機的正常運行。
　　如果可以在設計階段對輪轂電機在不同工況下的溫升情況進行分析，并且據此提出一種合理

2、有效的散熱措施，對進一步提高電動輪的運行效率和熱穩(wěn)定性具有重大意義。論文針對這一問題展開研究：
　　①建立了適用于輪轂電機的流場仿真模型，考慮到模型的建模和計算難度以及實驗樣本等因素，本文僅針對輪轂電機的第三級永磁電機進行了仿真計算和分析，并在此基礎上，提出了一種新型的散熱結構——輻孔式轉子，即利用轉子上的輻孔兼起導流和流體通道的作用。通過由輻孔驅動空氣形成的環(huán)流作用，在不增大電機體積的同時，使各個子電機內部空氣的溫升分布更加均勻

3、，有效對流換熱面積增大，進而提高輪轂電機整體的散熱效率。
　?、诶梅抡婺Ｐ头謩e對不同結構參數下的輻孔在輪轂電機內部的導流效果進行了對比，發(fā)現輻孔的結構參數對轉子表面的換熱系數和空氣在環(huán)流通道中的流動狀態(tài)影響較大，并據此對輻孔結構進行了優(yōu)化。并針對優(yōu)化后的輻孔結構，進一步分析了轉子與電機殼體之間的間隙尺寸和電機轉速對輪轂電機內空氣的環(huán)流效果的影響，為輪轂電機的前期結構設計和功率分配提供一定的參考。
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4、上，分別以采用輻孔式轉子的輪轂電機和采用普通轉子的輪轂電機為分析對象建立了溫度場仿真模型。通過對兩者溫升計算結果的對比，發(fā)現采用了輻孔式轉子后，輪轂電機內部空氣和殼體的溫升分布更加均勻，這一現象可以進一步提高對埋置于電機殼體中的散熱管路的利用效率，使容易出現熱失效的繞組、磁瓦等位置的溫升出現明顯地下降。特別是針對輪轂電機的多子電機結構，通過空氣的環(huán)流作用，可以充分利用處于空閑狀態(tài)的子電機來分擔處與運行狀態(tài)的子電機的熱負荷。
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