《车用电机冷却系统热仿真及其优化》.pdf

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1、机械设计与制造第2期238MachineryDesign&Manufacture2015年2月车用电机冷却系统热仿真及其优化田玉冬一，王潇．一，张舟云3，刘庆龙(1．上海理工大学机械工程学院，上海200093：2．上海电机学院汽车学院，上海200245；3上海电驱动股份有限公司技术中心，上海200240)摘要：随着电动汽车驱动电机功率密度不断增加、电机安装位置的狭小，常造成电机工作时内部温升过高。水冷电机的温升不仅取决于电机内部复杂的传热网络，也与冷却介质的流动特性密切相关，而冷却水路结构对于冷

2、却介质的流动特性起关键性作用。针对高功率密度电动车用驱动电机存在严重的温升问题，研究了一种C型环槽水路结构。依据计算流体动力学(CFD)原理，采用有限体积法，对电机水冷系统及电机三维温度场进行了计算分析，得到了水路内流体的流动特性和电机温度场分布。研究表明：在该种水路结构下，各水路支路间流场分布均匀，水路与机壳的耦合传热性能匹配良好。关键词：永磁电机；三维温度场；流场；有限元；稳态中图分类号：TH16文献标识码：A文章编号：1001—3997(2015)02—0238～05ThermalSimu

3、lationandOptimizationofCoolingSystemforEVs’DrivingMotorsTIANYu-dong一，WANGXiao，ZHANGZhou-yun，LIUQing—long(1．CollegeofMechanicalEngineering，UniversityofShanghaiforScienceandTechnology，Shanghai200093，China；2．SchoolofAutomotive，ShanghaiDia~iUniversity，Sh

4、anghai200245，China；3．TechnicalCenter，ShanghaiEdfiveCo．，Ltd，Shanghai200240，China)Abstract：Astheelectricvehicledrivemotorpowerdensityincreasinglyaggrandize，theinstallationpositiondynamobecomesnarrow，encausesmotorinternaltemperaturetoohigh．Warer—cooledm

5、otortemperaturerisingdependsnotonlyontheheattransferofthemotorinternalcomplexnetworks，butalsocloselyrelatedtotheflowcharacteristicsofcoolingmedium，andthestructureofcoolingwaterforcoolingmediumflowcharacteristicsplayacriticalrole．Alining讲theproblemofs

6、erioustemperatureriseinhighpowerdensityEV’Sdrivingmotor，akindofhighefficientC-typecoolingchannelmodelWasresearched．The3-DtemperatureandfluidfieldinPMmotoriscalculatedbyusingthefinitevolumemethod(FVM)basedontheprincipleofcomputationalfluiddynamics(CFD

7、)．Thenthefluidflowandheattransfercharacteristicsinsidethewater—coolingstructureisobtained．Theresearchshowsthat，inthistypeofwaterjacket，waterflowvelocitydistribatesuniformlyineachwaterchannelandabettercoupledheattransferpeformancebetweenwaterchannelsa

8、ndhousingisobtained．KeyWords：PMMotor；如TemperatureField；FluidField；FiniteElementMethod；Steady-Statel引言冷却系统，特别是冷却系统中冷却水路结构的研究较少[I-21。国内运用CFD原理进行电机三维温度场的研究也逐渐展开，然而近年来，随着电动汽车驱动电机功率密度不断增加、电机安装位置的狭小，常造成电机_T作时内部温升过高。水冷电机的温升也多集中于电机内部温升的计算。不仅取决于电机内部复杂的传热网络，也与