周志剛，楊文豪，李爭爭，李豪迪

(1. 河南科技大學(xué) 車輛與交通工程學(xué)院，河南 洛陽 471000； 2. 寧波圣龍(集團(tuán))有限公司，浙江 寧波 315100； 3. 吉林大學(xué) 汽車仿真與控制國家重點(diǎn)實(shí)驗室，吉林 長春 130012； 4. 同濟(jì)大學(xué) 汽車學(xué)院，上海 4201804)

0 引 言

輪轂電機(jī)電動汽車作為純電動汽車的一種，因傳動效率高、轉(zhuǎn)向靈活和響應(yīng)速度快等優(yōu)勢逐漸受到社會各界重視[1-2]。輪轂電機(jī)在運(yùn)行過程中，由于所處空間狹小空氣流通困難、運(yùn)行工況復(fù)雜以及損耗較高等原因，容易造成電機(jī)溫度過高[3]。輪轂電機(jī)溫升過高會影響效率和使用壽命，所以對外轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)采取針對性冷卻。不同冷卻方式對外轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)各部位的冷卻效果不同，有必要對輪轂電機(jī)不同冷卻方式的溫度場與溫度應(yīng)力進(jìn)行分析與研究，保證電動汽車的使用壽命與安全運(yùn)行[4-5]。

國內(nèi)外學(xué)者對電機(jī)溫度場與溫度應(yīng)力研究相對較多。上官漩峰等[6]針對永磁同步感應(yīng)電機(jī)溫升影響永磁轉(zhuǎn)子永磁體性能的問題，研究了雙轉(zhuǎn)子雙鼠籠永磁感應(yīng)電機(jī)的電磁場模型和三維溫度場模型；王曉遠(yuǎn)等[7]針對冷卻方式中螺旋型水路進(jìn)行了流體動力學(xué)分析；王小飛等[8]針對車用永磁同步電機(jī)，從流速、壓差、溫差等多方面對比螺旋型、軸向Z字型、徑向Z字型3種冷卻水道對輪轂電機(jī)溫度的影響，并分析不同流速時電機(jī)溫升情況；司紀(jì)凱等[9]對表面-內(nèi)置式永磁同步電機(jī)進(jìn)行溫升計算，并分析了不同工況下溫度場的變化情況；丁樹業(yè)等[10]針對永磁同步電機(jī)進(jìn)行了溫度場與溫度應(yīng)力分析，得到電機(jī)各部位形變不僅受溫升作用影響，還受結(jié)構(gòu)和施加約束等因素影響。綜上，現(xiàn)有文獻(xiàn)主要對永磁同步電機(jī)的溫度場以及溫度應(yīng)力方面進(jìn)行研究，對電動汽車中輪轂電機(jī)溫度場與溫度應(yīng)力研究相對較少，特別缺少對輪轂電機(jī)中采用不同冷卻方式的溫度場與溫度應(yīng)力研究。

筆者以外轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)為研究對象，建立外轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)仿真模型，對額定工況條件下運(yùn)行的輪轂電機(jī)進(jìn)行電磁仿真，并進(jìn)行磁、熱耦合分析，對比不同冷卻方式條件下輪轂電機(jī)溫度場?？紤]不同冷卻方式對電機(jī)各部位形變影響，通過臺架實(shí)驗將實(shí)驗數(shù)據(jù)與有限元仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，驗證有限元方法的正確性，同時確保輪轂電機(jī)溫度應(yīng)力場載荷設(shè)置的正確性。

1 輪轂電機(jī)模型

以一臺8 kW車用輪轂電機(jī)為研究對象建立模型，其結(jié)構(gòu)為外轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)。輪轂電機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1，基本參數(shù)如表1。

圖1 輪轂電機(jī)模型Fig. 1 In-wheel motor model

表1 輪轂電機(jī)基本參數(shù)Table 1 In-wheel motor basic parameters

對輪轂電機(jī)分別單獨(dú)采用水冷、風(fēng)冷和油冷進(jìn)行溫度場研究。

水冷冷卻是通過電機(jī)機(jī)殼內(nèi)部開槽水道，利用熱傳導(dǎo)將電機(jī)各部件中的熱量傳遞至機(jī)殼，通過冷卻水將電機(jī)內(nèi)部熱量帶走達(dá)到冷卻目的，外轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)冷卻水道如圖2。風(fēng)冷冷卻是通過電機(jī)內(nèi)部與外部氣流對各部件進(jìn)行自然對流冷卻。油冷冷卻是通過在電機(jī)內(nèi)部填充冷卻油，使冷卻油在電機(jī)內(nèi)部流動，利用冷卻油良好的導(dǎo)熱性能直接對電機(jī)各部件進(jìn)行冷卻。表2為輪轂電機(jī)材料導(dǎo)熱系數(shù)。

圖2 輪轂電機(jī)水道模型Fig. 2 In-wheel motor waterway model

表2 輪轂電機(jī)材料基本參數(shù)Table 2 Basic parameters of in-wheel motor material

2 溫度場相關(guān)系數(shù)

2.1 輪轂電機(jī)損耗

電動汽車輪轂電機(jī)熱源主要來自于電機(jī)內(nèi)部各種損耗。輪轂電機(jī)內(nèi)部損耗主要包括鐵芯損耗、繞組損耗、永磁體渦流損耗以及機(jī)械損耗等，因機(jī)械損耗計算條件較為復(fù)雜，且在各種損耗中占比較小，因此不對機(jī)械損耗進(jìn)行重點(diǎn)研究[11]。

繞組損耗PCu計算如下：

PCu=3(I2R)

(1)

式中：I為輪轂電機(jī)中繞組電流；R為輪轂電機(jī)中繞組電阻。

定子和轉(zhuǎn)子鐵芯損耗主要分為磁滯損耗與渦流損耗，計算定子和轉(zhuǎn)子鐵芯損耗需計算磁滯損耗與渦流損耗。

定子和轉(zhuǎn)子鐵損PFe計算如式(2)、式(3)：

PFe=Ph+Pc

(2)

(3)

式中：Ph為電機(jī)鐵芯磁滯損耗；Pc為鐵芯渦流損耗；Bm為磁通密度；f為交變頻率；kh、kc分別為鐵磁材料的磁滯損耗系數(shù)和渦流損耗系數(shù)。

永磁體渦流損耗Pe計算公式如式(4)：

(4)

式中：vm為輪轂電機(jī)中永磁體體積；J為輪轂電機(jī)中永磁體電流密度；σ為輪轂電機(jī)中永磁體電導(dǎo)率。

針對外轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)電磁場進(jìn)行仿真分析，得到各種損耗結(jié)果如圖3。由圖3可知：電機(jī)定子和繞組部件損耗密度分布較高，永磁體渦流損耗和轉(zhuǎn)子損耗次之。

圖3 輪轂電機(jī)損耗分布云圖Fig. 3 In-wheel motor loss distribution cloud map

2.2 輪轂電機(jī)熱場數(shù)學(xué)模型

在直角坐標(biāo)系下，根據(jù)導(dǎo)熱基本定律，輪轂電機(jī)瞬態(tài)溫度場求解為式(5)邊值問題：

(5)

式中：kx、ky、kz分別為輪轂電機(jī)各材料在x、y、z方向的導(dǎo)熱系數(shù)；T為電機(jī)溫度;q為熱源密度;h為邊界sj的對流散熱系數(shù)；n為si、sj邊界面上的法向矢量；K為si、sj邊界面上的法向熱傳導(dǎo)系數(shù)；T1和T0分別為邊界面與周圍介質(zhì)的溫度；si為輪轂電機(jī)絕熱面邊界情況，主要包括：槽中心斷面以及電機(jī)各部件的軸向中心面；sj為輪轂電機(jī)散熱面邊界情況，包括：定子鐵芯端面、永磁體外表面、繞組表面、轉(zhuǎn)子軸向端面以及機(jī)殼表面。

2.3 輪轂電機(jī)傳熱邊界條件

電動汽車在運(yùn)行過程中，輪轂電機(jī)內(nèi)部損耗轉(zhuǎn)化為熱源，使電機(jī)溫度升高。流體與固體間的散熱系數(shù)以及電機(jī)內(nèi)部的材料導(dǎo)熱系數(shù)對電機(jī)溫度影響較大。

繞組的散熱系數(shù)hci為：

(6)

式中：Nuc為繞組努塞爾特常數(shù)；det為繞組的等效直徑；λair為空氣導(dǎo)熱系數(shù)。

定子鐵芯的散熱系數(shù)hsh計算公式為：

(7)

式中：vr1為轉(zhuǎn)子表面線速度。

轉(zhuǎn)子鐵芯的散熱系數(shù)hrh計算為：

(8)

(9)

式中：Nur為轉(zhuǎn)子鐵芯努賽爾特常數(shù)；RR為轉(zhuǎn)子鐵芯外徑；Re為轉(zhuǎn)子鐵芯端面氣隙雷諾數(shù)；n1為電機(jī)額定轉(zhuǎn)速；γ為空氣運(yùn)動粘度系數(shù)。

機(jī)殼表面散熱系數(shù)hca計算為：

(10)

式中：vair為電機(jī)機(jī)殼表面空氣運(yùn)動速度(按照電機(jī)殼旋轉(zhuǎn)速度的75%取值)。

電動汽車在行駛過程中，電機(jī)轉(zhuǎn)子與定子之間的空氣產(chǎn)生流動，因此轉(zhuǎn)子內(nèi)側(cè)與定子之間的氣隙存在對流換熱，氣隙間對流換熱系數(shù)βδ為：

(11)

式中：Vδ為氣隙空氣平均速度。

定子槽內(nèi)繞組等效導(dǎo)熱系數(shù)為：

(12)

式中：δCu為繞組銅裸線直徑；δj為銅線絕緣漆厚度；λj為絕緣漆等效傳熱系數(shù)；λCu為繞組銅導(dǎo)線的傳熱系數(shù)。

3 輪轂電機(jī)不同冷卻方式溫度特性

依據(jù)第1節(jié)模型的建立，進(jìn)行輪轂電機(jī)額定工況的仿真分析，進(jìn)行三維電磁場與溫度場耦合仿真計算，并分別進(jìn)行風(fēng)冷、水冷及油冷冷卻方式仿真分析。

3.1 風(fēng)冷輪轂電機(jī)溫度特性

工作環(huán)境為20 ℃，風(fēng)冷冷卻時，得到仿真結(jié)果如圖4～圖6。輪轂電機(jī)溫度變化曲線如圖4。由圖4可知：電動汽車在運(yùn)行過程中輪轂電機(jī)各部件溫度隨時間增加而逐漸上升，在3 000 s前溫度上升速度較快，在3 000～4 000 s之間，電機(jī)溫度上升趨勢逐漸減小，電機(jī)繞組溫度在達(dá)到119 ℃時逐漸趨于平穩(wěn)，運(yùn)行4 000 s后輪轂電機(jī)各部件溫度曲線逐漸趨于穩(wěn)定，且電機(jī)繞組與定子溫度逐漸接近。

圖5為輪轂電機(jī)整體溫度分布以及各部件溫度分布。由圖5可知：在輪轂電機(jī)運(yùn)行過程中，繞組溫度最高，定子次之；由于受到通風(fēng)條件的限制和繞組損耗過高影響，定子齒部溫度高于定子軛部；永磁體與轉(zhuǎn)子的損耗較低并且有良好的通風(fēng)位置，永磁體和轉(zhuǎn)子溫度最低。

圖4 輪轂電機(jī)各部件溫度變化曲線Fig. 4 Temperature variation curve of various components of the in-wheel motor

圖5 風(fēng)冷輪轂電機(jī)整體溫度場分布Fig. 5 In-wheel motor overall air cooling temperature field distribution

圖6為輪轂電機(jī)整體沿徑向溫度變化分布。由圖6可知：因為定子齒部與繞組相鄰，受到繞組溫度影響較大，而定子底部與電機(jī)軸部相接觸，在一定程度起到冷卻作用，電機(jī)定子徑向區(qū)域相對于軸向區(qū)域溫差較大；由于轉(zhuǎn)子徑向長度較小，受到周圍熱源影響較小，轉(zhuǎn)子區(qū)域軸向與徑向溫差相對較小。

圖6 輪轂電機(jī)整體沿徑向溫度變化Fig. 6 Temperature variation of the in-wheel motor changing along the radial direction

3.2 水冷輪轂電機(jī)溫度特性

輪轂電機(jī)采用水冷方式時，電機(jī)整體以及各部件溫度分布如圖7。結(jié)合圖7及圖5可知：采用風(fēng)冷冷卻時，輪轂電機(jī)內(nèi)部最高溫度約為119 ℃，高溫區(qū)域主要集中在繞組與定子齒部；采用水冷冷卻時，電機(jī)各部件溫度都有所下降，最高溫度約為79 ℃，下降了40 ℃，雖然高溫部件仍是繞組與定子，但是定子齒部高溫區(qū)域明顯減少。

圖7 水冷輪轂電機(jī)整體溫度場分布Fig. 7 In-wheel motor overall water-cooling temperature field distribution

3.3 油冷輪轂電機(jī)溫度特性

輪轂電機(jī)采用油冷冷卻方式時整體溫度分布及各部件溫度分布如圖8。輪轂電機(jī)在油冷冷卻時高溫區(qū)域主要集中在定子和繞組，溫度分別約為 84.6、81.2 ℃，低溫部件為轉(zhuǎn)子和永磁體，溫度分別約為69.7、72.4 ℃；電機(jī)采用油冷冷卻可有效降低電機(jī)整體溫度，達(dá)到更好的冷卻效果。

圖8 油冷輪轂電機(jī)整體溫度場分布Fig. 8 In-wheel motor overall oil-cooling temperature field distribution

4 輪轂電機(jī)溫度應(yīng)力與應(yīng)變

4.1 溫度應(yīng)力計算分析

輪轂電機(jī)受溫度變化影響會產(chǎn)生溫度應(yīng)力發(fā)生形變。關(guān)于輪轂電機(jī)形變，研究多基于單電機(jī)平臺，忽略車輪與車軸對電機(jī)的影響。由于輪轂電機(jī)技術(shù)是將電機(jī)安裝于車輪內(nèi)部，與單電機(jī)相關(guān)約束條件相差較大，因此對比分析輪轂電機(jī)與單電機(jī)的形變情況，并著重研究不同冷卻方式中輪轂電機(jī)溫度場對溫度應(yīng)力影響。

對輪轂電機(jī)進(jìn)行溫度應(yīng)力分析，當(dāng)認(rèn)為形變小于相應(yīng)部位尺寸時忽略高階小量，溫度應(yīng)力關(guān)系式可表達(dá)為：

(12)

式中：B為單元應(yīng)力矩陣；D為彈性系數(shù)矩陣；δ為系統(tǒng)位移向量；ε0為單元熱應(yīng)力矩陣；n2為單元數(shù)。

如果αx，αy，αz分別表示為x，y，z方向上的熱膨脹系數(shù)，則ε0可表示為：

ε0=[αxΔt,αyΔt,αzΔt,0,0,0]T

(13)

式中：Δt表示溫升。

由于單電機(jī)與輪轂電機(jī)在形變過程中受到的約束條件不同，因此對單電機(jī)和輪轂電機(jī)分別進(jìn)行約束條件設(shè)置；根據(jù)輪轂電機(jī)特殊使用情況，在輪轂電機(jī)與軸部接觸部分施加固定邊界條件進(jìn)行約束，并在轉(zhuǎn)子與機(jī)殼接觸部分施加固定邊界條件進(jìn)行約束；在單電機(jī)中對軸部與定子接觸部分施加固定邊界條件進(jìn)行約束。關(guān)于對溫度應(yīng)力形變情況分析，均基于電機(jī)溫度場的分布情況與邊界條件的設(shè)定。

4.2 風(fēng)冷冷卻對輪轂電機(jī)形應(yīng)變影響

風(fēng)冷電機(jī)溫度應(yīng)力形變分布如圖9。由圖9可知：輪轂電機(jī)采用風(fēng)冷冷卻方式時，由于電機(jī)內(nèi)部空氣導(dǎo)熱系數(shù)較低，不能及時使電機(jī)內(nèi)部熱量排除，電機(jī)定子、繞組等部件處于高溫狀態(tài)，造成電機(jī)部件形變較大。

單電機(jī)最大形變出現(xiàn)在定子齒部、繞組和轉(zhuǎn)子等部件，最大值約為0.116 mm。輪轂電機(jī)最大形變情出現(xiàn)在繞組部分約為0.064 mm，相對于單電機(jī)最大形變下降了0.052 mm。但是從圖9(b)處可以得到輪轂電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)破壞程度大于單電機(jī)，說明輪轂電機(jī)的形變數(shù)值雖小，但由于輪轂電機(jī)安裝在汽車輪轂中的特殊性，反而破壞大對結(jié)構(gòu)影響較大。

圖9 風(fēng)冷電機(jī)溫度應(yīng)力形變分布Fig. 9 Air cooling temperature stress deformation distribution of in-wheel motor

輪轂電機(jī)受到約束作用不同，造成輪轂電機(jī)與單電機(jī)形變情況有較大區(qū)別，若將單電機(jī)的形變情況應(yīng)用于輪轂電機(jī)中進(jìn)行研究，可能導(dǎo)致形變計算不準(zhǔn)確，從而使輪轂電機(jī)壽命以及安全性受到影響，因此對輪轂電機(jī)采用不同冷卻方式的形變分析，均基于輪轂電機(jī)環(huán)境下進(jìn)行。

4.3 水冷冷卻對輪轂電機(jī)形變影響

水冷輪轂電機(jī)溫度應(yīng)力形變分布如圖10。由圖10可知：采用水冷冷卻方式的輪轂電機(jī)，在經(jīng)過冷卻后電機(jī)最大形變約為0.037 mm，相對于風(fēng)冷冷卻方式電機(jī)最大形變下降0.027 mm。這是由于冷卻水具有較好的導(dǎo)熱性，能將電機(jī)內(nèi)部熱量通過熱傳遞方式進(jìn)行傳導(dǎo)，使溫度應(yīng)力對電機(jī)形變影響減小。

輪轂電機(jī)各部件受到溫度應(yīng)力影響較大，最大形變出現(xiàn)在繞組部分，這是由于繞組部分溫度較高導(dǎo)致形變程度較大。最小形變出現(xiàn)在電機(jī)定子軛部與轉(zhuǎn)子部件，這一方面是由于定子軛部與轉(zhuǎn)子散熱性能較好，另一面是由于相鄰部件軸與永磁體溫升較小。

圖10 水冷輪轂電機(jī)溫度應(yīng)力形變分布Fig. 10 Water-cooling temperature stress deformation distribution of in-wheel motor

4.4 油冷冷卻對輪轂電機(jī)形變影響

油冷輪轂電機(jī)溫度應(yīng)力形變分布如圖11。由圖11可知：采用油冷冷卻時，電機(jī)最大形變同樣出現(xiàn)在繞組區(qū)域約為0.039 mm，相較于風(fēng)冷冷卻下降了0.025 mm。電機(jī)定子區(qū)域形變變化相對較小，這是由于電機(jī)受到油冷冷卻方式影響，電機(jī)內(nèi)部溫度下降，各部件形變減小。

圖11 油冷輪轂電機(jī)溫度應(yīng)力形變分布Fig. 11 Oil-cooling temperature stress deformation distribution of in-wheel motor

4.5 溫度應(yīng)力對定子影響

電機(jī)定子溫度應(yīng)力形變分布如圖12。由圖12可知：風(fēng)冷單電機(jī)中定子形變最大達(dá)到0.103 9 mm，大于風(fēng)冷輪轂電機(jī)定子的0.026 1 mm，這是因為輪轂電機(jī)的特殊結(jié)構(gòu)對電機(jī)形變造成一定限制，使輪轂電機(jī)定子形變小于單電機(jī)定子。

雖然不同冷卻方式對定子形變影響不同，但是定子形變趨勢與溫度變化趨勢基本相近，均是軛部到齒部逐漸增大，最大形變差值達(dá)到0.089 0 mm；其中溫度對電機(jī)形變有較大影響，風(fēng)冷輪轂電機(jī)定子最大形變約為0.026 1 mm、水冷輪轂電機(jī)和油冷輪轂電機(jī)定子最大形變較小分別約為0.015 4、0.018 0 mm；定子軛部部分沒有發(fā)生形變，是因為受到電機(jī)軸部約束。

圖12 定子溫度應(yīng)力形變Fig. 12 Stator temperature stress deformation

4.6 溫度應(yīng)力對繞組影響

繞組溫度應(yīng)力形變?nèi)鐖D13。由圖13可知：在3種冷卻方式中風(fēng)冷輪轂電機(jī)繞組形變程度最高，約為0.063 9 mm，這是由于風(fēng)冷輪轂電機(jī)繞組在3種冷卻方式中熱源聚集程度最高； 3種冷卻方式中繞組形變分布規(guī)律相同且與溫度分布特性關(guān)系密切。

4.7 溫度應(yīng)力對永磁體影響

永磁體溫度應(yīng)力形變分布如圖14。結(jié)合圖14及圖6～圖8可知：風(fēng)冷輪轂電機(jī)相對于油冷輪轂電機(jī)和水冷輪轂電機(jī)，永磁體溫度相差較大，但是永磁體形變程度相差較小，其中風(fēng)冷輪轂電機(jī)最大形變約為0.023 7 mm、水冷輪轂電機(jī)最大形變約為0.014 1 mm、油冷輪轂電機(jī)最大形變約為0.016 8 mm。

圖14 永磁體溫度應(yīng)力形變Fig. 14 Permanent magnet temperature stress deformation

4.8 溫度應(yīng)力對轉(zhuǎn)子影響

電機(jī)轉(zhuǎn)子溫度應(yīng)力形變?nèi)鐖D15。在電機(jī)中轉(zhuǎn)子形變較小，風(fēng)冷輪轂電機(jī)最大形變?yōu)?.016 2 mm，水冷輪轂電機(jī)最大形變約為0.009 3 mm，油冷輪轂電機(jī)最大形變約為0.011 3 mm，且形變皆是沿徑向發(fā)生變化，軸向形變幾乎沒有發(fā)生變化，這是因為轉(zhuǎn)子形變與溫度分布關(guān)系密切；同時由于輪轂電機(jī)與單電機(jī)中轉(zhuǎn)子受到約束條件不同，所以輪轂電機(jī)與單電機(jī)中轉(zhuǎn)子形變變化趨勢相反，且單電機(jī)形變遠(yuǎn)大于輪轂電機(jī)，風(fēng)冷時轉(zhuǎn)子最大形變相差0.099 8 mm。

圖15 電機(jī)轉(zhuǎn)子溫度應(yīng)力形變Fig. 15 Motor rotor temperature stress deformation

5 試驗驗證

對輪轂電機(jī)進(jìn)行風(fēng)冷冷卻方式的溫升試驗，并將試驗結(jié)果與溫升仿真計算結(jié)果對比，完成有限元模型的驗證，圖16為輪轂電機(jī)溫升實(shí)驗裝置。主要由輪轂電機(jī)、驅(qū)動控制器、負(fù)載電機(jī)、輪轂電機(jī)性能測控平臺、測功機(jī)、電源、溫度傳感器和紅外線測溫儀等裝置組成。在電機(jī)繞組中安裝溫度傳感器用于檢測電機(jī)溫度，紅外線測溫儀測量轉(zhuǎn)子表面溫度。

圖16 輪轂電機(jī)溫升實(shí)驗裝置Fig. 16 Experimental device of in-wheel motor temperature rise

在對輪轂電機(jī)進(jìn)行溫升實(shí)驗時，通過溫度傳感器和紅外線測溫儀測試讀取測點(diǎn)溫度，并與有限元計算結(jié)果進(jìn)行對比。外轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)計算溫度與實(shí)驗測試溫度對比曲線如圖17。

由圖17可知：繞組和轉(zhuǎn)子溫度計算值與試驗值吻合度較好，但是由于所受實(shí)驗本身的多方面因素影響，計算溫度與實(shí)驗測試值存在一定誤差，最大誤差為6.6%，結(jié)果在可控范圍內(nèi)，驗證了所建立的輪轂電機(jī)有限元分析模型的正確性。

圖17 電機(jī)實(shí)驗溫度與計算溫度曲線(風(fēng)冷冷卻)Fig. 17 Motor experimental temperature and calculated temperature curve (air cooling)

6 結(jié) 論

對電動汽車輪轂電機(jī)在不同冷卻方式下進(jìn)行溫度場對比分析，將不同冷卻方式得到的溫度場與溫度應(yīng)力耦合，探究了輪轂電機(jī)溫度與溫度應(yīng)力之間的關(guān)系，并分別對比了單電機(jī)與輪轂電機(jī)的形變。雖然輪轂電機(jī)采用不同冷卻方式對電機(jī)整體以及各部件溫度場影響效果不同，但是定子繞組與轉(zhuǎn)子仍分別為電機(jī)最高與最低溫度部件；電機(jī)采用風(fēng)冷方式時整體溫度最高并且電機(jī)各部件溫度相差較大，采用水冷方式時電機(jī)溫度最低，對電機(jī)冷卻效果明顯但是相對于油冷溫差較大。通過實(shí)驗數(shù)據(jù)與計算結(jié)果進(jìn)行對比，驗證輪轂電機(jī)模型建立的正確性，并為輪轂電機(jī)采用不同冷卻方式溫度場和形變研究提供基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了不同冷卻方式對電機(jī)形變影響分析，其中，風(fēng)冷電機(jī)相對于水冷電機(jī)和油冷電機(jī)形變最大；水冷與油冷電機(jī)之間形變相差較小。由于約束條件不同使輪轂電機(jī)結(jié)構(gòu)受到形變影響較大，并且單電機(jī)與輪轂電機(jī)之間最大形變不同。最后通過試驗，驗證了輪轂電機(jī)模型的正確性。