發(fā)熱源及邊界條件分析

隨著新能源汽車技術(shù)的發(fā)展與改革，對總成結(jié)構(gòu)的集成度及功率密度也要求越來越高?？偝刹考谶\(yùn)行時(shí)其電動(dòng)機(jī)零部件同時(shí)會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)子損耗、定子損耗和繞組損耗等，而變速器部件也會(huì)產(chǎn)生摩擦損耗等，這些損耗終都將轉(zhuǎn)換成熱能，促使總成內(nèi)部各個(gè)零部件發(fā)熱，其邊界條件的限制主要是熱源的傳遞影響分析?？偝山Y(jié)構(gòu)中變速器的發(fā)熱源主要是由齒輪之間摩擦及油與殼體間的摩擦等產(chǎn)生;它們自身的冷卻主要是靠被動(dòng)冷卻系統(tǒng)來執(zhí)行，都能得到較好的散熱管理。而電動(dòng)機(jī)中的發(fā)熱源則集中在定子、轉(zhuǎn)子和繞組等(包括銅耗、鐵耗、機(jī)械損耗及雜散損耗)，針對散熱方案可多方面考慮，本文主要對總成結(jié)構(gòu)中的電動(dòng)機(jī)部件進(jìn)行溫度場熱分析，通用的冷卻方案是主要對定子外圍設(shè)計(jì)冷卻水套，使之與整車熱管理系統(tǒng)相連，在滿足整車熱管理的情況下，主動(dòng)對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行散熱冷卻。而在集成結(jié)構(gòu)中如能充分考慮箱體內(nèi)油的冷卻作用，將其引入電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸心處冷卻，將是不同模式的熱管理方案。

2. 電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)分析

電動(dòng)機(jī)殼體-水冷套

變速器齒輪組合

電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)軸

變速器殼體

在進(jìn)行熱分析前，需觀察分析其結(jié)構(gòu)組成形式，結(jié)構(gòu)如圖1所示，其由電動(dòng)機(jī)本體結(jié)構(gòu)包括定轉(zhuǎn)子、水冷套前后端蓋、變速器殼體結(jié)構(gòu)及內(nèi)部齒輪組合等構(gòu)成。

圖1 總成結(jié)構(gòu)外觀

其總成內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示的電動(dòng)機(jī)定子、轉(zhuǎn)子及變速器齒輪等結(jié)構(gòu)構(gòu)成。

圖2 總成內(nèi)部外觀

3. 電動(dòng)機(jī)冷卻方案分析

由于本文所述的電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)是與變速器集成一體化集成設(shè)計(jì)，所以冷卻方式除了傳統(tǒng)的定子增加水冷套冷卻外，還可以考慮利用變速器內(nèi)部本身的被動(dòng)冷卻系統(tǒng)流動(dòng)的油液體對電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸心進(jìn)行冷卻，但是該種方案就面臨很多問題，例如變速器內(nèi)部運(yùn)轉(zhuǎn)的潤滑油的流量與壓力是否足夠，是否能使之在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)部運(yùn)轉(zhuǎn)流動(dòng)起來、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行油冷卻是否效果明顯等。而接下來將對該兩種方案進(jìn)行具體溫度場分析和可行性分析。

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