電機冷卻
關注創建者：匿名 創建時間：2021-08-06
電機冷卻的視頻教程
基于無網格思想的新能源電機冷卻快速分析方案
本次課程會介紹CONVERGE軟件無網格思想、功能和技術特點，及其在電機冷卻方面的分析方案，讓用戶快速了解CONVERGE在該應用中如何發揮其網格思想和模型優勢，并使用戶短時間內掌握電機冷卻分析過程和操作方法。 課程大綱： 1. 電機冷卻主題概述 2. CONVERGE軟件簡介及在電機冷卻分析方案及優勢 3. 某強制風冷電機分析案例演示
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基于Fluent水冷+噴油甩油冷卻電機熱仿真
基于項目實戰Fluent油冷電機（噴油甩油）熱仿真教學； 掌握Fluent流動傳熱仿真的整個流程，電機熱仿真全流程計算設置方法，包括以下四個模塊： 1、幾何處理-SpaceClaim 2、網格劃分-FluentMeshing 3、計算-Fluent 4、后處理-CFDPost
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基于Fluent水冷+噴油甩油冷卻電機熱仿真 -幾何處理部分
掌握Fluent流動傳熱仿真的整個流程，電機熱仿真全流程計算設置方法，案例包括workbench源文件及計算設置的全過程錄屏。
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電機冷卻的實例教程
電機冷卻系統回路是一個單獨的冷卻回路，包括了低溫散熱器、電子水泵、充電機、電機控制器、電機等.電子水泵驅動回路冷卻液流動，將各發熱件的熱量通過低溫散熱器與環境空氣換熱帶走.
整個熱管理系統的前端模塊 （散熱器、冷凝器、中冷器、低溫散熱器、電子風扇）通過分層布置在汽車前保險桿格柵之后.通過正常行駛及風扇驅動環境空氣強制對流換熱，將熱管理系統各回路的熱量帶走，使熱管理系統內各部件在許用或需求溫度范圍內工作.
2 電機冷卻系統匹配分析
電機冷卻系統是一個單獨的冷卻回路，且低溫散熱器布置在前端模塊的最前面.在前端模塊密封較好的前提下，低溫散熱器的進風溫度與環境溫度大致相當.電機冷卻系統的換熱基本不受其他3個換熱系統的影響，所以，可以單獨評估電機冷卻系統的設計是否滿足整車需求.
根據企業內部標準以及整車熱平衡試驗經驗，60 km/h爬坡 （9%坡度）工況下，整車負荷較大，對應的電機、電機控制器散熱量也會比較大；同時這一工況下，車速不太高，低溫散熱器進風量不會太大，對于電機冷卻系統挑戰較大.另外，蠕行工況 （設定蠕行車速6 km/h）下，雖然整車負荷不大，但是低溫散熱器進風主要靠風扇驅動，進風來自貼近地面空氣或部分熱回流空氣，進風溫度較高；同時，單靠風扇驅動進風，進風量相對較小，電機冷卻系統也可能存在風險.綜合以上，選定低速蠕行工況和60 km/h爬坡 （9%坡度）工況，評估電機冷卻系統設計可行性.
本文采用三維CFD仿真分析與一維系統仿真分析相結合的方法，計算電機冷卻系統在純電動模式、典型工況下系統的溫度和流量，評估系統設計的可行性.
通過機艙三維CFD仿真分析，計算低速蠕行工況和60 km/h爬坡 （9%坡度）工況下，低溫散熱器的進風量和進風溫度，作為電機冷卻系統一維仿真分析的邊界輸入.機艙三維CFD仿真分析模型，如圖2所示.
展開 眾所周知，電機的運行過程，其實就是一個電能和機械能相互轉換的過程，在這個過程中同時也不可避免地將產生一些損耗。這些損耗絕大部分會轉化為熱量，從而導致電動機繞組，鐵芯及其他部件的工作溫度升高。
電機發熱問題在研發生產新品過程中較常見，Ms.參也接觸過不少型式試驗時電機溫度階梯式升高溫升難以穩定的案例。結合該問題，Ms.參今天與大伙簡單談談電機的冷卻方法和通風散熱，解析各類電機通風冷卻結構，企圖能發掘一些避免電機過熱的設計技巧。
由于電動機使用的絕緣材料有對溫度的限制，故電機冷卻的任務是將電機內部損耗產生的熱量散發掉，使電機各個部位的溫升維持在標準規定的范圍之內，并力求內部溫度均勻化。
電機通常采用氣體或者液體作為冷卻介質，常見的有空氣和水，對應的我們稱之為空冷或者水冷。 空冷常見的有全封閉空氣冷卻和開啟式空氣冷卻；水冷常見的有水套式冷卻和熱交換器冷卻。
交流電機標準IEC60034-6規定和解釋了電機的冷卻方式，采用IC代碼來表示：
冷卻方式代碼 = IC+ 回路布置代號 + 冷卻介質代號 + 推動方法代號
一、常見的冷卻方式
1、IC01 自然冷卻 （表面冷卻）
例如西門子緊湊型1FK7/1FT7伺服電機。注意：此類電機運行時表面溫度較高，可能對周邊設備和物料產生影響。故在某些行業應用時，應考慮通過電機的安裝和適度的降容來規避電機溫度的負面影響。
2、IC411 自扇冷卻 （自冷）
IC411是通過電機自身的旋轉來移動空氣從而實現冷卻的，空氣的移動速度與電機速度相關。
3、IC416 強迫風扇冷卻（強冷或獨立風扇冷卻）
IC416則含有獨立驅動的風機，保證了風量的恒定而與電機的轉速無關。
IC411和IC416是低壓交流異步電機經常采用的冷卻方式，是通過風扇吹電機表面散熱筋來實現散熱的。
展開 ————————————新能源汽車的電機水冷系統通常不是獨立的，而是和電池包，以及電控系統的冷卻，形成一個完整的熱管理系統。在電機殼體的內部，也有類似于內燃機缸體內部那樣的水道，冷卻液通過水泵的驅動在中間流動，從而達到散熱效果。
當然，水冷系統要兼顧電池包和驅動電機兩方面的冷卻，有的熱管理系統還和空調、電控系統等相連，這樣涉及到多個子系統，在設計方面就比較復雜了。
但是，由于水冷的使用效果確實很好，所以現在相當多的主流電動車，無論是幾十馬力的代步車，還是使用大功率驅動電機的車型，基本上都采用水冷系統來為驅動電機散熱。
水冷系統還有個好處就是可以統籌使用車上的熱量，實現更好的熱管理。比如有些車型的設計就將電機散發的熱量為電池組保溫。在冬季對于新能源車型來說，還是非常有用的——畢竟靠電池組自己的加溫，損耗非常大。
隨著技術的進步，不但電機外側的定子可以冷卻，內部的轉子也可以增加水套進行冷卻，進一步提升了熱管理的效率。
變速箱的電機，也可以用油冷優勢：結構緊湊，和變速箱等通盤設計，散熱效率高不足：不方便回收利用熱量油冷就和傳統燃油車的發動機、變速箱的冷卻方式差不多了，通常來說，這種方式的冷卻效率還是比較高的。而且這個時候，電機冷卻和變速箱的冷卻在一起，也有利于結構的緊湊化，不用單獨設計布置機油泵等零部件。目前，這種冷卻方式一般應用于插電式混合動力車型，特別是P2和P2.5結構。
但是油冷和風冷一樣，它們最后需要把熱量散發掉。所以電機產生的熱量，是不能回收利用的。不過考慮到油冷系統中一般的電機尺寸和功率都不那么大，這部分的損耗還是可以接受的。
展開 ————————————新能源汽車的電機水冷系統通常不是獨立的，而是和電池包，以及電控系統的冷卻，形成一個完整的熱管理系統。在電機殼體的內部，也有類似于內燃機缸體內部那樣的水道，冷卻液通過水泵的驅動在中間流動，從而達到散熱效果。
當然，水冷系統要兼顧電池包和驅動電機兩方面的冷卻，有的熱管理系統還和空調、電控系統等相連，這樣涉及到多個子系統，在設計方面就比較復雜了。
但是，由于水冷的使用效果確實很好，所以現在相當多的主流電動車，無論是幾十馬力的代步車，還是使用大功率驅動電機的車型，基本上都采用水冷系統來為驅動電機散熱。
水冷系統還有個好處就是可以統籌使用車上的熱量，實現更好的熱管理。比如有些車型的設計就將電機散發的熱量為電池組保溫。在冬季對于新能源車型來說，還是非常有用的——畢竟靠電池組自己的加溫，損耗非常大。
隨著技術的進步，不但電機外側的定子可以冷卻，內部的轉子也可以增加水套進行冷卻，進一步提升了熱管理的效率。
變速箱的電機，也可以用油冷優勢：結構緊湊，和變速箱等通盤設計，散熱效率高不足：不方便回收利用熱量油冷就和傳統燃油車的發動機、變速箱的冷卻方式差不多了，通常來說，這種方式的冷卻效率還是比較高的。而且這個時候，電機冷卻和變速箱的冷卻在一起，也有利于結構的緊湊化，不用單獨設計布置機油泵等零部件。目前，這種冷卻方式一般應用于插電式混合動力車型，特別是P2和P2.5結構。
但是油冷和風冷一樣，它們最后需要把熱量散發掉。所以電機產生的熱量，是不能回收利用的。不過考慮到油冷系統中一般的電機尺寸和功率都不那么大，這部分的損耗還是可以接受的。
展開 系統原理圖如下，建立電機冷卻系統仿真模型，進行大循環和小循環仿真
電機散熱量21.7kw，運行環境溫度45度,冷卻流量小于25L/min
電機出水口溫度小于65度時，節溫器關閉，冷卻液不經過散熱器，進行小循環；
電機出水口溫度大于65度時，節溫器開啟，進行大循環，
保證電機出水口溫度在85度以下
QQ：315673349
電機冷卻的最新內容
一期一會 | 什么是電機？3個月前
它還有助于優化電機的冷卻系統，以最大限度地降低機械應力以及噪聲、振動和聲振粗糙度（NVH）響應。
Ansys Mechanical結構FEA軟件和Ansys Fluent流體仿真軟件：為電機的物理設計提供更詳細和定制的后處理仿真。
Ansys ConceptEV設計和仿真平臺：用于仿真電動汽車動力總成的專用工具。
Fluent輪轂電機自然冷卻仿真
源文件加制作過程錄屏，源文件是workbench，包括幾何，網格，設置跟結果。錄屏是全過程錄屏，包括幾何處理，網格劃分，計算設置跟后處理，錄屏沒有聲音，關鍵步驟錄屏中有文字
平臺軟件：
Ansys 2020版本
參考案例-電池-電熱建模：電池包冷卻
參考案例-電池-熱失控：電池包放熱和通風
參考案例-電池-Simcenter STAR-CCM+ Batteries：電芯熱分析
參考案例-電池-圓柱型電池單元：電池單元熱分析
參考案例-電池-鋰離子電池單元模型：電池單元電化學分析
· 電機與電控 (eMotor & Inverter)：分析電機水套冷卻效率和控制器的散熱性能。
●演講看點：
★ 電機冷卻原理概述
★ 多相流模擬最佳實踐
★ 固體熱模擬
4電驅系統集成NVH開發方案
●演講嘉賓：
馮海星 博士
西門子數字化工業軟件
資深技術顧問
●演講內容：
隨著電動汽車的普及，電驅系統已成為整車主要的噪聲與振動源頭之一，其NVH問題更為突出和敏感。為應對上述問題，西門子Simcenter3D提供了集成的電驅NVH分析流程。
●演講看點：
★ 電機冷卻原理概述
★ 多相流模擬最佳實踐
★ 固體熱模擬
4電驅系統集成NVH開發方案
●會議時間：
15:30-16:10
●演講嘉賓：
馮海星 博士
西門子數字化工業軟件
資深技術顧問
●演講內容：
隨著電動汽車的普及，電驅系統已成為整車主要的噪聲與振動源頭之一，其NVH問題更為突出和敏感。
<strong>驅動設計優化：</strong>為齒輪箱熱管理、剎車系統熱衰退分析、電機噴油冷卻設計等關鍵應用提供可靠依據，提升產品性能和可靠性。
）動力學分析</li><li>傳動系統（變速箱、差速器、傳動軸）性能優化</li><li>發動機/電機動力學仿真與NVH（噪聲、振動與聲振粗糙度）預測</li><li>車體附件（座椅、門鎖、雨刷機構等）運動學與動力學評估</li></ul><p><strong>Particleworks 無網格粒子法流體仿真：突出其在解決復雜流體問題上的獨特優勢：</strong></p><ul><li>發動機/電機關鍵潤滑與冷卻系統設計與優化
最后，電機冷卻方式從多點噴淋進化為環瀑式油冷，最高工作轉速提高31%，熱交換效率提升30%，持續功率提升30%。通過轉子軸中空設計和新型硅鋼片結構，五菱將電機工作轉速鎖定在21000rpm，機械轉速達到27258rpm，極限轉速突破3萬轉。在虧電狀態下，車輛時速100到140公里可連續加速239次，持續2小時動力無衰減。
涵道設計優化了氣流路徑，提高了風扇效率和電機冷卻效果。
主要優點包括：
1）大流量高壓強：提供更大的推力，滿足eVTOL的飛行需求。
2）低噪音運行：優化氣流，減少噪音，適合城市環境。
3）高效能轉化：提高電機運行效率，降低能耗，延長續航里程。
4）結構精巧緊湊：集成設計節省空間，減輕飛行器重量。
5）維護便捷輕松：結構簡單，維護成本低，降低運營成本。
匯川聯合動力憑借在乘用車油冷技術領域的多年經驗，將技術優勢延伸至商用車領域，其油冷電機產品在冷卻回路設計、軸承潤滑散熱、軸電腐蝕、高速潤滑、熱管理以及結構工藝等方面均取得突破，具備高PDIV、高可靠、高壽命、高速持續輸出、高效率等特點，為商用車市場提供了更優的解決方案。
