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MILAN体育平台登录官网:怎么猜测纯电轿车驱动电机的热负荷？新办法可大起伏进步核算速度
来源：MILAN体育平台登录官网
发布时间：2025-09-26 23:46:51 吉祥轿车研讨院（宁波）有限公司的李丹丹、毛金龙、唐城琨再2024年第12期《电气技能》上撰文，选用暖流固耦合数值仿真办法对某纯电轿车用水冷扁线永磁同步驱动电机进行峰值扭矩和额外转速工况下的热负荷猜测。其间，峰值瞬态工况选用多参阅坐标系（MRF）界说旋转，结合周向热通量均匀算法，大起伏进步了核算速度，且仿真效果与实验效果根本共同。
仿真依据效果得出，峰值工况和额外工况下，电动机冷却水套进出口温差分别为2.8K和4.0K；定子线圈及转子磁钢的最高温度均满意相应耐温规划目标，标明冷却液的质量流量和电动机水套规划合理；不同于额外工况，峰值工况下各零部件的大部分热量均用于本身温度上升，但传热途径根本共同，首要传热途径均为定子线圈→绝缘纸→定子铁心→水套外壳体→冷却液，在温度场到达稳守时此途径传出的热量占总产热量的96%以上。
永磁同步电动机功率密度大、功率因数高、高效区规模广、起动转矩大、噪声小，是新能源轿车驱动电机的干流机型。随同更高的功率密度要求，电动机的损耗密度敏捷添加，这使其热办理更具挑战性，并成为约束其功能的重要的要素。关于电动机的冷却办法，混动车型当时考虑高度集成化，更倾向于选用与发动机和变速器集成的油冷电动机，而纯电动车型的驱动电机仍以水冷办法为主。
现在，对电动机温升的常用核算办法有简化公式法、等效热路法、等效热网络法、有限元法及暖流固耦合法等。
本文的研讨对象是一款用于纯电动车型的七合一三相六极54槽扁线水冷永磁同步驱动电机，上限功率80kW，绝缘等级H级。
因为电动机上部的控制器总成、右侧减速器总成内部的各零部件及减速器端盖对核算电动机温度场的影响较小，核算模型不包含以上各部分。别的，在不影响温度场仿真核算的前提下做如下简化：
④定子线圈依据坚持外概括不变且等质量的准则进行简化。电动机、定子线圈及转子简化后模型如图1所示。
本文仿线个，包含定子铁心、绝缘纸、定子线圈、转子铁心、转子磁钢、转子内部空气域、平衡端环、转子轴、转子压环、轴承、冷却液流体域、驱动电机总成内部空气域、外壳体、水套壳体、端盖板和旋转变压器。不同的核算域之间创立交界面，热量经过交界面相互传递。
冷却液流体域网格选用Polyhedral Mesher和Prism Layer Mesher，棱柱层3层，棱柱层厚度0.7mm，进出口不区分棱柱层；其他区域选用Polyhedral Mesher和Thin Mesher，薄体层数取3；驱动电机总成内部空气域不区分棱柱层；转子内部空气域不活动按等效固体域处理（物性按80℃空气取），相同不区分棱柱层。
根据以上网格战略，驱动电机体网格总数为1053万，且比较薄的区域如定转子间气隙及绝缘纸处均确保为3层网格。区分后的驱动电机x向切片体网格如图2（a）所示、y向切片体网格如图2（b）所示。
本文考虑电动机壳体内空气域对定转子间传热的影响，选用暖流固耦合办法对某电动轿车驱动电机热负荷进行仿真，并经过实验测试数据来进行比照验证，首要定论如下：
1）冷却水套温度最高区域坐落远离冷却液进口的端部线圈邻近。峰值工况和额外工况进出口温差分别为2.8K和4.0K。
2）该电动机的额外工况和峰值工况的定子线圈最高温度均满意相应漆包线耐温规划目标，以及电机绝缘等级H级规划目标，标明此电驱热办理规划合理。
3）驱动电机的最高温度坐落定子线圈端部。定子铁心的高温区坐落齿部，且越接近端部温度越高。定子线圈的高温区坐落端部，且远离冷却液进口侧的端部温度最高。
4）定子线圈和定子铁心本身产热的首要传热途径为定子线圈→绝缘纸→定子铁心→水套外壳体→冷却液，在温度场到达稳守时此途径传出的热量占总产热量的96%以上。转子铁心和转子磁钢本身产热的首要传热途径为转子磁钢→转子铁心→转子轴、转子磁钢→转子铁心→平衡端环。
6）峰值瞬态工况选用MRF界说旋转，一起结合周向热通量均匀算法，256核用时34h完结核算，与选用RBM界说旋转比较，仅从扩展步长视点，仿真核算时刻即可缩短为本来的1/120，且仿真效果与实验效果根本共同。
本作业效果宣布在2024年第12期《电气技能》，论文标题为“ 某纯电轿车永磁同步电动机暖流固耦合数值模仿 ”，作者为李丹丹、毛金龙、唐城琨。
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