電機冷卻技術的案例
如何看待奔馳EQC的電機冷卻液泄漏召回？
召回原因如下：
由于制造偏差，電動驅動模塊的冷卻系統可能存在密封不足，導致冷卻液滲漏
。
如果冷卻液微滲到電機內，長期使用后可能降低高壓系統的絕緣電阻值，極端情況下車輛可能無法啟動。冷卻液滲漏不滿足國家相關強制性標準中關于冷卻系統密封的要求，極端條件下，車輛的電動驅動模塊輸出功率會降低，存在安全隱患。
▲圖1. 奔馳EQC的召回（市場監督總局的通告）
Part 1 傳統汽車企業在電動汽車上的創新和迭代
EQC是奔馳在純電領域的第一代的產品設計，電驅系統也是從行業里面找資源聯合開發的，主要和ZF與奔馳聯合設計。如下圖1所示，這里主要考慮的問題是能否提供足夠的功率，前后軸各配備一臺動力電機，總功率達到了300kW，總扭矩為760Nm。
從結構上來看，這套電驅動系統采用電機減速器左右+逆變器上方的布置形式，減速器平行軸結構，電機與減速器共用殼體。在這里，電機軸與減速器輸入齒輪為一體式結構，三球軸承支撐，這樣的設計對電機后端蓋、電機殼體和減速器后殼體，連接部件的同軸度要求較高。
▲圖2. 奔馳EQC的動力系統
從冷卻來看，這里采用系統一體化冷卻的方式：
●
逆變器與電機采用直連式水管，O型圈密封;
●
電機定子、轉子軸都采用水冷，定子水套兩端O型圈密封，通過螺栓固定到機殼上，轉子軸水冷密封結構復雜(機械密封);
目前的主要問題，可能出在了轉子水冷技術上，這在電機冷卻技術屬于前沿的冷卻技術，從市場來看大部分電動機使用水去冷卻定子，或者采取油冷的辦法。
▲圖3. 奔馳后驅系統的爆炸圖和主要概覽
從這個意義上，我們可以看一下德國工程師在電驅動技術方面的考慮。
展開 電動汽車電機"冷卻"技術
電力牽引電機的拓撲 (Equipmake)
在電動汽車的新大陸上，有一場爭論的硝煙從未散去——到底哪種電機是最好的？
對此，Equipmake的經營主管、創新型電力傳動系統設計研發專家Ian Foley表示，“這就像80年代早期的計算機之爭。直到IBM的PC成為業界標準，這場爭論才得以平息?，F在我們有各種類型的電機，不同的電機的制造理念也不一樣。我們不應只著眼于電機，而是要考察包括電機、電池、逆變器、齒輪箱和控制器在內的整體系統解決方案。最后，哪個解決方案成本最低，哪個就是贏家?！?Foley希望，最后的勝利屬于自己公司的APM200輪輻電機。他表示，APM200效率卓越，是目前扭矩和功率密度（kW/kg）最高的電動汽車永磁電機，而且它還有成本低、重量輕等優點。
APM200電機的重量約為49kg （108 lb），最高轉速為10,000rpm，最大功率和最大扭矩分別為220kW（295 hp） and 450 N·m （332 lb·ft），采用了成本更低的釹鐵硼磁鐵（NdFeB），降低了電機整體造價，并搭載了5.5:1整體行星齒輪箱，齒輪箱的輸出軸和輪轂直接相連。此外，Equipmake還為APM200研發了專用逆變器，采用了結合碳化硅二極管和IGBT（絕緣柵雙極晶體管）的動力電子技術，使得電機能在高變頻下保持大功率運轉。
輪輻電機系統剖析圖(Equipmake)
一冷再冷
冷卻是決定電機性能的關鍵。電機磁鐵的溫度越低，電機輸出峰值功率的時間就越長。但是，光做到冷卻還不夠，必須要保證冷卻的成本適中、質量可靠、量產效率高。
Foley表示，“輪輻電機的結構能夠滿足以上這些要求。傳統的永磁電機的磁鐵呈V型，被壓在轉子四周的壓片上，壓入深度很淺，而輪輻電機的磁鐵則像輻條一樣垂直于鋁制轉子的表面，使得磁鐵得以非常接近冷卻液（60℃水/乙二醇）。
展開 【技研】油冷電機技術講解
國內新能源汽車電機冷卻技術路線主要采用水冷的方式，其散熱效率較高，技術難度較低，但由于電機高溫部分主要集中在繞組端部，采用水冷方式無法直接對其冷卻，因此為了進一步提高電機的散熱能力，也為了進一步提高電機功率密度，采用通過油冷系統直接冷卻熱源（繞組）的冷卻方式，其散熱效率高，并可顯著提升功率密度，是下一代電機冷卻系統的趨勢。
2) 挑戰
復雜的油路系統設計以及較高的工藝水平，限制了油冷技術的發展。
展開 電機怎么冷卻的?解剖給你看！
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。
結語：任何汽車技術都有它適用的類型，就像新能源車型的電機冷卻方式一樣。每一種方式，無論是油冷還是風冷，亦或是水冷都有自己的優缺點，適合不同的車型。還是那句話，沒有最好的技術，只有最適用的技術。
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電機怎么冷卻的?解剖給你看！
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。
結語：任何汽車技術都有它適用的類型，就像新能源車型的電機冷卻方式一樣。每一種方式，無論是油冷還是風冷，亦或是水冷都有自己的優缺點，適合不同的車型。還是那句話，沒有最好的技術，只有最適用的技術。
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展開 常用電機冷卻方式匯總
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 基于Fluent輪轂電機自然冷卻仿真 ￥220
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
基于不同冷卻方式的電機散熱分析
在近期打算錄風冷，水冷，油冷電機的散熱視頻，大家有興趣看嗎??
電機殼體冷卻結構設計及熱仿真分析
驅動電機殼體冷卻通道結構設計
針對熱量在電機內部的傳遞方式，本文設計了一款螺旋式冷卻結構的電機殼體，其結構如圖2所示。
利用AMEsim建立電機或發動機冷卻系統模型
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
某PHEV汽車電機冷卻系統熱管理策略優化
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 
計算流體動力學(CFD)方法在電機通風冷卻結構優化中的應用
通風冷卻技術是大型電機設計的關鍵技術之一，對電機的尺寸和性能有著重要的影響。由于
大型水輪發電機的試驗數據很難獲得，因此，可綜合應用比例模型試驗、網絡法和三維計算流體動力學
(CFD)改善電機中風量分布的均勻性，以控制溫度，避免溫度過高縮短電機壽命。
計算流體動力學（CFD）方法在電機通風冷卻結構優化中的應用.pdf
考慮溫度場和流場的永磁同步電機折返型冷卻水道設計
1 電機三維求解域模型建立
1.1 電機及其冷卻水道結構
本文研究的永磁同步電機額定功率為68 kW，額定轉速為3 200 r/min，電機三維模型如圖1所示，主要由端蓋、機殼、定子、轉子、繞組及軸等組成，電機的定轉子結構如圖2所示。電機內部空間密閉，折返型水道集成在機殼內部，盡量布滿機殼以增加散熱面積。水道結構的二維展開圖如圖3所示，主體寬度為36 mm、深8 mm，其中間隔斷寬6 mm。為繞開機殼的接線盒開口，局部水道有內凹形狀。電機相關技術參數見表1。
圖1 永磁同步電機三維模型
Fig.1 3D model of thepermanent magnet synchronous motor
圖2 電機定轉子結構
Fig.2 Stator and rotor structure of the motor
圖3 水道結構二維展開圖
Fig.3 2D schematic diagram of the water channel
表1 電機相關技術參數
Tab.1 Relevant parameters of the motor
1.2 流-固耦合數學模型
為了提高數值仿真模型計算效率，同時滿足工程計算的精度要求，需作如下簡化：①去除零件螺紋孔、凸臺等對于熱分析、流體分析影響較小的特征；②繞組在定子槽中分布復雜且槽中含有絕緣漆、絕緣紙等材料，為方便計算，按總質量、總熱阻均不變的原則對定子槽內繞組進行等效處理，將繞組等效為中間銅、外部絕緣材料的結構，等效模型如圖4所示；③引入氣隙的等效導熱系數，通過導熱系數來描述氣隙中流動空氣的熱交換能力。
展開 技術 \\ 數據中心間接蒸發自然冷卻
來源 |
制冷空調換熱器
間接蒸發冷卻技術在數據中心領域的應用，近年來漸漸得到了國內互聯網大廠的青睞，且在國內的很多地區都有了應用案例。
Moldflow冷卻分析技術
概述
注塑模冷卻系統設計的好壞是模具設計成功與否的一個關鍵因素，它直接影響塑料制品的質量和生產效率。在注塑成型過程中，塑料制品在型腔中的冷卻時間要占整個成型周期的70%~80%，而且冷卻的速度和均勻性直接影響制品的性能。如果冷卻系統設計不合理的話，會造成生產周期過長，成本過高，另一方面，不均勻的冷卻效果也會造成產品因熱應力而產生翹曲變形，從而影響產品品質。
一． 冷卻分析技術的作用
衡量模具冷卻系統設計好壞的標準有兩個：一是是制品冷卻時間最短；二是使制品的各個部位均勻冷卻。影響冷卻系統的因素很多，除了塑料制品的幾何形狀、冷卻介質、流量、溫度、冷卻水路的布置、模具材料、塑料熔體溫度、模具溫度、塑料頂出溫度外，還涉及到塑料與模具之間的非穩態熱循環交互作用。
用實驗的方法來測試不同的冷卻系統對冷卻時間和制品質量的影響是相當困難的，也是不現實的。傳統的冷卻系統設計多以經驗為主，往往無法將冷卻系統優化，以進行均勻而有效的冷卻，結果造成成型周期過長，并可能使產品冷卻不均而導致翹曲變形。計算機分析與模擬則是完成這種預測的最佳方法。Moldflow可以對冷卻系統作優化設計，通過分析冷卻系統對流動過程的影響，優化冷卻管道的布局和邊界條件，從而產生均勻的冷卻，并由此縮短成型周期，減少產品成型后的內應力，提高產品質量，降低成本。
二． 冷卻系統設計原則
1． 注塑模的熱傳輸
在注塑成型過程中，存在四種基本的熱傳輸方式：強制對流、自然對流、傳導和輻射。注塑模熱量的輸入和輸出如圖1所示。由塑料帶入注塑模的熱量，其中80%~95%通過模具金屬傳導至冷卻水管壁，然后遣散到冷卻水管中去。傳導至注塑機模板的熱量和從模具表面對流出去的熱量僅占總量的5%~15%，并不重要。輻射到周圍空間的熱量，只有當模具溫度達到85℃以上時才考慮。在采用熱流道的情況下，也會向模具輸入熱量。
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