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摘 要：電機控制器中的主要散熱器件有電容和IGBT等,其散熱性能直接關系到電機的輸出。以控制器中的8個電容及3個IGBT為主要熱源,采用有限元分析的穩態熱模塊及流體模塊,分別對其進行溫度仿真分析,分析對比在使用水冷散熱前后主要發熱器件的散熱狀態,得出水冷散熱的仿真效果比常態下的溫度降低約27℃,為實際產品的設計生產提供支撐。

而現在有了Ansys Fluent Meshing，網格劃分的效率大幅提升，針對Ansys CFD電機散熱仿真的關鍵技術包括：模型簡化、網格劃分、接地系數、絕緣處理、風扇罩處理、氣隙處理等等。

電機在運行時，電機內的轉子是在旋轉的，帶動周圍空氣運動，那么和靜止時的空氣對流散熱系數就不一樣，那么在fluent中該怎么設置呢

MELKA等建立了永磁無刷直流電機的CFD模型用以研究電機關鍵發熱部件的散熱情況及氣體在電機周圍的流動情況，并測試了電機在多個工況下的溫升性能，電機內部溫度的仿真結果與測試結果之間的誤差不超過9 ℃，電機外部溫度仿真結果的誤差為2 ℃。CHIU等采用FLUENT軟件仿真了翅片結構參數對開關磁阻電機溫升性能的影響，并設置機殼表面自然對流傳熱系數為10 W/(m2·K)。

包括YKK空空冷，YKS空水冷，TEFC封閉式, ODP開啟式，大中型發電機，空調室內機與新風系統用的貫流風機Blower，風壓-風量PQ，效率曲線，永磁同步水冷（電動汽車用）水道，外部軸流，流固，熱固耦合。應用Ansys Fluent計算定子，轉子，繞組溫升。

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。

：基于FLUENT -物理模型豐富：層流、湍流、自然對流、強制對流、輻射、太陽輻射、旋轉部件、濕度、污染物擴散 結論 -流體仿真技術可以應用在電機本體、散熱系統、控制器等設備的流動、熱的相關設計 中 -流體仿真技術可以提供工程上可信的結果 -ANSYS提供了完善的產品方案來解決電機本體、散熱系統、控制器中的流動、熱問題 -ANSYS

而隨著相關技術材料、工藝成本的逐漸下降，電機的散熱性能終究是會穩步提升的，而在徹底解除“散熱”的封印后，電機的整體性能也將真正得到質變。

部分產品為了更好的散熱，在機殼水冷的基礎上又增加了軸向風扇進行強制風冷。德國 Audi 公司與法國 Valeo 公司合作研發了一種定子水冷混合動力汽車驅動電機系統，應用在 Audi SQ7 TDI 車型上。廣汽傳祺 GE3 車型的驅動電機冷卻系統采用機殼圓周水冷技術，其電池、電機、電控分別來自寧德時代、精進電動、法雷奧。油冷是未來驅動電機冷卻技術的趨勢。

2基于AMESim軟件的整車熱管理系統建模 本文首先利用AMESim仿真平臺搭建了純電動汽車的整車模型，然后分別搭建了包括水冷系統和電池包風冷系統在內的熱管理系統模型，然后將已經搭建的水冷系統模型和電池包風冷系統模型與整車系統模型相結合，將整車仿真中電機、電機控制器、電壓轉換器的發熱量作為輸入值，輸給水冷系統模型；將電池的散熱量作為一個輸入值，輸給電池包風冷系統模型，然后制定相關的控制策略

電機溫度場分析電磁熱耦合分析流程風冷分析案例電磁損耗的耦合Fluent流體仿真結果永磁電機定子水冷仿真三相感應電機液冷仿真三相感應電機噴油及液冷仿真考慮磁鋼溫度特性的電機特性仿真電機設計優化參數化建模

為保證足夠的散熱量需求，驅動電機與控制器需要增大與氣流的接觸面積，導致電機和控制器體積和成本的增加；驅動電機和控制器在車輛上使用時對應的工況較為復雜，風冷無法在各工況下保持所需的散熱量，故僅在熱負荷小的小型車驅動電機或輔助電機采用風冷。 氣體冷卻方式的結構簡單、制造成本低。

水冷模塊一體化冷板將散熱模塊和功率模塊一體化，提高了散熱器和功率模塊的配合程度，集成化程度高。

圖1 永磁同步電機水冷散熱結構示意圖