新能源汽车轮毂电机高效智能热管理系统研究
最佳展示奖资助企业: 江苏中关村科技产业园节能环保研究院有限公司
企业导师: 陈海忠
指导教师: 陈江平
项目成员: 赵安 朱昊来 袁楗钧 李历浪
项目概述
电机处于轮毂内部,空间狭小,制动时发热量大,散热不良易造成轮毂电机退磁,严重时甚至会烧毁电机。电机各类损耗是导致电机温度升高的根本原因,电机各类损耗所产生的过高温升会导致电机永磁体退磁,绝缘层老化等不良后果。因此,散热成为轮毂电机技术实用化的主要障碍。为改善轮毂电机散热性能,提高其工作效率和寿命,有必要对轮毂电机进行集电磁场、热场和流场多物理场耦合的高效智能热管理,并在此基础上探究泵驱两相、喷雾制冷于轮毂电机冷却上的适用性。
项目目标
通过数值仿真完整得到轮毂电机内部二维热量分布,并利用Simulink建立了轮毂电机热负荷的一维模型,进而用 Motor-CAD设计冷却通道,得到较好的冷却方案,通过设计并搭建了泵驱两相冷却实验台验证仿真的正确性。其次,由于喷雾冷却在高热流密度冷却领域有着独特优势,希望通过设计并搭建完整的实验台系统,探索喷雾冷却在轮毂电机冷却上的适用性。
项目成果
在本次项目过程中,小组成员完成了电机磁热耦合仿真模型的建立,完整得到了轮毂电机内部二维热量分布。在此基础上,进一步对自然风冷、强制风冷、水冷、喷淋冷却等多种散热方式进行了仿真研究。喷雾冷却实验方面,小组成员在充分进行理论研究的基础上,设计了单喷嘴单通道实验台。实验中了探究模拟热源功率对喷雾冷却换热效率的影响以及不同压力下喷雾冷却的特点,并且尝试调整喷嘴高度进行实验,总结高度规律,获得了最佳喷雾高度。泵驱两相流实验研究方面,确定了泵驱动两相流散热实验方案,并搭建实验台。实验探究了不同热流密度和质量流量对系统换热特性的影响,并针对微型磁力齿轮泵研究了系统的驱动特性。