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電動(dòng)汽車(chē)輪轂電機(jī)噴油冷卻系統(tǒng)的熱性能分析

輪轂電機(jī)由于其具有綜合效率較高、驅(qū)動(dòng)性能較好等優(yōu)點(diǎn)而得到了廣泛關(guān)注，是未來(lái)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)形式的主要發(fā)展方向。電動(dòng)汽車(chē)輪轂電機(jī)的噴油冷卻系統(tǒng)是對(duì)電動(dòng)汽車(chē)性能和耐用性起到關(guān)鍵性作用。因此，輪轂電機(jī)的熱性能成為研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。

對(duì)輪轂電機(jī)熱流量的分析是在連續(xù)額定轉(zhuǎn)速條件下，通過(guò)評(píng)估兩個(gè)傳統(tǒng)輪轂電機(jī)冷卻模式的熱性能來(lái)完成。對(duì)于傳統(tǒng)冷卻模式1，冷卻油是在電動(dòng)機(jī)的下端，線(xiàn)圈的最高溫度為221.7℃；對(duì)于傳統(tǒng)模式2，冷卻油循環(huán)通過(guò)殼體和夾具的出口和入口，線(xiàn)圈的最高溫度為155.4℃。因?yàn)殡姍C(jī)限制溫度最高至150℃，因此上述兩種冷卻模式不適合應(yīng)用于輪轂電機(jī)。設(shè)計(jì)了一個(gè)先進(jìn)的冷卻模式應(yīng)用到輪轂電機(jī)中，該冷卻模式的通道經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)得到，并對(duì)該冷卻模式的散熱性能進(jìn)行了分析評(píng)估。在額定和最大速度下，先進(jìn)模型線(xiàn)圈的最高溫度低于電機(jī)的溫度上限，分別為138.1℃和137.8℃。從線(xiàn)圈的溫度分布表明，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速4000r/min、扭矩37.5Nm下，溫度范圍為125.1～138.1℃；在最大速度的條件下，溫度范圍為134.6～137.82℃，均低于150℃的溫度限制。考慮冷卻系統(tǒng)工作環(huán)境的變化，當(dāng)油溫從65℃降至45℃時(shí)，線(xiàn)圈的溫度最高下降約13.5℃；當(dāng)油流率從1.5L/min提高到2.5L/min時(shí)，線(xiàn)圈溫度最高下降約17.2℃。

總體而言，噴油冷卻方法相對(duì)傳統(tǒng)的冷卻方法其能夠?qū)崿F(xiàn)更好的散熱性能和更均勻的內(nèi)部溫度分布。未來(lái)將開(kāi)發(fā)利用噴油冷卻系統(tǒng)的數(shù)值模型來(lái)做仿真分析，以進(jìn)一步提高輪轂電機(jī)的散熱性能。

刊名：Applied Thermal Engineering（英）

刊期：2015年第63期

作者：Dong Hyun Lim et al

編譯：王瑩