轮式车辆电传动系统冷却传热特性研究

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1、轮式车辆电传动系统冷却传热特性研究郜盼盼2015年6月中图分类号：U463UDC分类号：621轮式车辆电传动系统冷却传热特性研究作者姓名郜盼盼学院名称机械与车辆学院指导教师李福庆副教授答辩委员会主席张卫正教授申请学位工程硕士学科专业车辆工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年6月StudyonCoolingandHeatTransferaboutElectricalTransmissionSystemofWheeledVehicleCandidateName：PanpanGaoSchoolorDepartment:SchoolofMe

2、chanicalEngineeringFacultyMentor:Ass.Prof.FuqingLiChair,ThesisCommittee：Prof.WeizhengZhangDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：MaterialScienceandEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：June,2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，

3、文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要大功率混合动力车辆由于功率流和热流传递规律复杂，且各热源部件的发热量大，对动力系统热量管理提出了更高的要求，如何在保证大功率混合动力特种车辆正常工作的前提下，提高能量的利用率，发挥混合动力车辆节能优势，成为混合动力车辆热量管理研究的目的所在。本文以某电传动特种车

4、辆为研究对象，建立车辆各热源部件生热计算模型，针对对车辆常用四种工况，计算了不同车速时各热源部件的生热量，设计了高低温双循环回路。根据轮毂电机三维温度场的仿真结果，以车辆各个工况下最大发热量为参考点，对各工况下冷却系统所需的冷却风量和冷却液参数进行了计算，并根据计算所得到的冷却风量和冷却液流量的最大值对冷却系统所需风扇和水泵进行了选型。对轮毂电机内部结构进行适当简化，并建立了电机三维模型。建立了电机内部铜损、铁损、转子涡流损耗计算模型，等效绝缘体的物性参数计算模型，端部散热系数计算模型和定、转子间气隙等效导热系数计算模型。针对车辆正常行驶、越野

5、行驶和爬坡行驶三种工况下轮毂电机最大发热量时的情况，利用CFX软件对不同工况下，不同进水温度下电机内部温度场进行了仿真分析，得到了冷却水流量不变时，各工况下轮毂电机所允许的最大进口水温。以各工况下最大发热量时所设计冷却系统参数为边界条件，计算并得到了此时电机内部温度场分布情况，验证了当前冷却系统低温循环回路中电机支路的设计正确性。利用KULI软件建立了车辆冷却系统一维仿真模型，对正常行驶、越野行驶和爬坡行驶三种工况下最大发热量时的情况进行了仿真计算，得到了三种工况下各热源部件的散热情况，验证了整个冷却系统设计的合理性。搭建试验台，对冷却系统部件

6、进行了试验研究，分别测试了斜翅片波纹型散热器实际换热性能和轮毂电机在模拟120km/h正常行驶时的工作特性和内部绕组所能达到的最高温度。关键词：混合动力；轮式车辆；轮毂电机；冷却系统；冷却传热I北京理工大学硕士学位论文AbstractAsforhighpowerhybridelectricvehicles,becauseofthepowerflowandheatflowiscomplex,andtheamountofheatingoftheheatsourcecomponentishigh,whichputforwardhigherrequir

7、ementsaboutthermalmanagementofpowersystem.Thetargetoftheresearchaboutthethermalmanagementishowtoplaytheenergy-savingadvantagesofhybridsystemunderthenormaloperationofthehighpowerhybridvehicle.Inthisarticle,takeanelectricaltransmissionforspecialtyvehiclesasresearchobjects.Esta

8、blishingheatcalculationmodelofthethermalsource,calculatingtheheatofthethema