油冷電機熱管理
關注創建者：匿名 創建時間：2021-12-28
油冷電機熱管理的實例教程
然后在接下來的話，其實還有一些工作要做的，就是不可控散熱的這一塊，針對CFD工程師而言，或者說針對CFD部門以及針對于油冷電機熱管理仿真這一塊的工作而言的話，不可控散熱和系統熱仿真其實是一個可選項，我們一般做到系統的熱分析，知道這個油冷電機在熱交換器散熱的作用下，它的一個溫度算出來以后，其實從CFD分析的角度而言，這塊的工作基本已經完成，因為我已經算了一個最大值，我在最大值的一個溫度都是滿足要求的，那后續的一些分析其實就是錦上添花的，那不可控散熱這一塊就是一個錦上添花的工作。
我們可以想象一下，一個油冷電機在前艙里面，它可能有一些風面，他也可能有一些無風的面，大家可以想象一下，如果說有一個油冷電機他四方形的，然后左邊是冷端，右面是熱端，熱端有很大的一個散熱，冷端沒有風沒有散熱，那是不是油冷電機的溫度均勻性會變好；反之冷端風很大，熱端沒有風，那這個時候油冷電機就會因為這種不可控的一些外流場，他的溫差會變得更加的惡劣，那這種情況的話其實很麻煩，我們以前在一些混動項目上的話，遇到過這個問題，不是油冷電機碰到的問題，而是整個系統它底部的溫度和頂部的溫度溫差，已經非常非常夸張。這種其實就是不可控外流場引起的，也是我們沒有辦法計算的痛點。
完成了以下的所有工作以后，就可以做系統級的熱管理。系統的熱管理分析并不是說去算一個溫度場，去算一個散熱能力，而是通過一些參數的調配，比如說改某一個部位的對流換熱系數，看是不是能夠得到一個更加好的溫度分布，像這種工作其實就是熱管理要做的一些事。這塊其實可以做比較多的一些工作，比如說結合實驗可以去做一些類似于數字孿生相關的一些工作，寫一下簡單的算法實現自動優化；結合控制策略減少整個動力系統的熱沖擊，通過調配不可控這一塊的一些結構，來實現整機的溫度分布均勻，像這些工作的話，就是系統熱管理要做的一些事情，非常后端的一個階段。
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圖1 2012款Nissan聆風的電機
圖2電機水道
如圖1所示為2012款Nissan聆風的電機。電機為永磁同步電機，最大輸出功率為80kw。電機采用分布式繞組定子結構。圖2中展示了由壓在電機定子周圍的水-乙二醇（WEG）冷卻套組成的熱管理系統。冷卻套由鋁制成，有三個相對較大的冷卻通道。冷卻通道的尺寸大約是35mm寬，12.5mm高。冷卻套的內徑約為200mm，外徑約為250mm，軸向總長度約為210mm。冷卻套(不包括定子和轉子)的近似重量為10.1 kg。
對電機熱管理系統進行了熱性能測試。為此，電機首先連接到WEG流量測試臺。在入口溫度為65℃時，試驗臺通過冷卻套循環WEG(按水和乙二醇的各為50%的混合物)。測量了系統在不同WEG流量下的熱阻。采用直流、大電流、低壓三種電源對電機繞組進行加熱。約160A通過電機的所有三個階段提供約530 W的總熱量。在每個相的正、負(中性)側的壓降測量值，連同所提供的電流一起被用來計算所耗散的功率。
展開 電機與控制器在電能與機械能的轉換過程中，部分電能會損耗成為熱能釋放。對于新能源汽車，驅動電機作為動力源，控制器提供能量轉換，缺一不可。兩者的熱管理系統則主要對其冷卻，使其能夠安全可靠運行。
電機熱管理3個方法
電機及其電控熱管理的主要任務是分析電機內部的產熱機理，設計冷卻系統對其進行降溫，保證電機及電控系統處于合適的溫度范圍內。目前電機冷卻系統主要有空冷、液冷及其他冷卻方式，液冷又分為水冷和油冷。
有研究者設計了一種新型的混合型電機冷卻系統，冷卻系統包括熱管、銅管水套、風扇，風扇可以加速帶走冷凝端的熱量，如下圖所示。這種被動式和主動式相結合的冷卻系統，可以設計有效的控制策略以優化冷卻系統的能耗。對電機冷卻系統的熱特性進行了試驗和數值研究。結果發現，對于250 VA的熱負荷，在保證運行工況的前提下，采用混合冷卻策略可節省33%的功耗。
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3 基于舜云仿真軟件的油冷電機熱管理解決方案
我們是一家國產的CAE軟件研發企業，目前的話一共有三個模塊，分別是流體模塊，三維熱模塊，還有通用流體仿真軟件。
這是一個油冷電機的熱管理流程，要算一個油冷電機的熱分布問題，首先第一點要知道他到底哪些地方發熱，那左邊第一塊講的就是發熱源的問題。
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針對某插電式混合動力汽車 （PHEV）設計了一套熱管理系統，來保證其動力系統、電池系統、空調系統在各工況下安全可靠地運行.通過虛擬仿真分析技術，對動力系統中的電機冷卻系統在典型工況進行仿真分析，評估了電機冷卻系統設計的可行性.另外，考慮到熱管理系統的能耗，對電機冷卻系統中電動水泵及其控制策略進行優化.計算結果顯示，優化后春秋季、夏季環境的城市循環工況，電動水泵能耗分別降低了54%和85%，能耗降低明顯
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