本文關(guān)鍵詞：插電式混合動力汽車用電機溫度場計算及冷卻系統(tǒng)設計

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【摘要】：隨著環(huán)境污染與能源短缺的加劇,實現(xiàn)汽車工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展道路必須開發(fā)環(huán)保、節(jié)能的新能源汽車。而插電式混合動力汽車集合了純電動汽車與混合動力電動汽車的優(yōu)點,可以使用蓄電池儲存的電能驅(qū)動前進,也可以使用發(fā)動機使它具有更長的續(xù)駛里程,是向純電動汽車過渡階段的最佳研究方案,具有重大的科研與現(xiàn)實意義。電機作為插電式混合動力汽車的關(guān)鍵部件,具有體積小、效率高、功率密度高、啟動轉(zhuǎn)矩大、調(diào)速范圍寬等特點,但電機的散熱環(huán)境較差,導致電機在工作時溫升過高,影響電機內(nèi)絕緣材料與永磁體的性能,不利于電機安全可靠的運行,嚴重時甚至會燒毀電機。本文以一臺插電式混合動力汽車用水冷永磁同步電機為基礎,深入研究了電機定子的溫升規(guī)律與冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化。首先,根據(jù)Berttotti鐵耗分離法與焦耳-楞次定律分別計算出電機在額定功率、額定轉(zhuǎn)速和額定功率、峰值轉(zhuǎn)速工況下的鐵心損耗與銅損耗,通過CFX軟件對電機溫度場進行仿真計算,分析電機在兩種工況下的溫升分布規(guī)律,并對電機進行溫升試驗,驗證了電機的最高溫升在允許的溫升限度內(nèi)和仿真方法的準確性與有效性。其次,根據(jù)牛頓冷卻公式,在直線型水道的基礎上設計出彎曲水道和肋片型水道,運用仿真方法,對比分析三種冷卻結(jié)構(gòu)對電機溫度場、流體場以及水道壓力場的影響,得到肋片型水道結(jié)構(gòu)更為合理,并對肋片型水道的冷卻水流量進行優(yōu)化,得到流量為8L/min時最優(yōu)。最后,對比分析了在額定功率、額定轉(zhuǎn)速條件下冷卻結(jié)構(gòu)優(yōu)化前后電機最高溫升、繞組與定子鐵心的平均溫升,得到最高溫升降低了10.76%,繞組平均溫升降低了8.88%,定子鐵心平均溫升降低了17.81%,優(yōu)化后的電機散熱能力明顯提高。
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U469.7

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