驱动电机冷却方式演化
随着新能源汽车行业的快速发展,电驱系统正在向高速、高功率的方向发展,对电机冷却系统的要求也越来越高,对于驱动电机的峰值功率、运行效率、响应速度和振动噪音等多项性能提出了更高的要求,这使得电机冷却技术也在不断创新和发展。
驱动电机冷却系统主要可分为风冷和液冷两大类。
风冷
散热 采用空气作为冷却介质
驱动电机冷却-风冷
通过空气对流散热,其构造简单、成本低,运行维护方便,但冷却效果一般,主要运用于小功率级别的电动车。
液冷
散热可以分为冷却水和油两种
驱动电机冷却-液冷
液冷散热-水冷
水冷成本低且无污染,但由于电机内绝缘的需求,水冷只能在电机壳外壁水套内进行散热,无法直接对定子铁芯进行冷却,成为了电机追求更高功率密度、高扭矩密度的制约因素之一。
液冷散热-油冷
而油冷因为其良好的绝缘性,可以直接在电机内部进行接触散热,效果更佳,因此也成为驱动电机散热热门选项。
油冷
根据是否对内部电磁线绕组等部分进行冷却
分为直接油冷和间接油冷
直接油冷有浸油和喷油式两类。
浸油式即利用油的绝缘特性,直接将油通入电机内部,浸没定转子,这种方法能有效增强电机内部的传热系数,但浸油式会使转子在运行过程中与油发生摩擦,降低电机效率。喷油式是利用油泵将油喷到转子上设计的固定叶片,通过叶片的旋转作用,将油飞溅到电机定子绕组端部等部件进行冷却。
而间接油冷则是冷却油通过空心电机轴和电机外壳体进行循环散热,可直接去除电机内部热量,并且与转子摩擦损耗较小,优势较为明显。
图解油冷
直接油冷(浸油式)
直接油冷(喷油式)
间接油冷
在市场的实际应用后的表现,水冷和油冷两种冷却方式对电机的冷却也都有一定局限性。纯水冷方式电机转子不能得到有效冷却,影响电机转速提升;纯油冷方式电机定子冷却不均匀,影响电机输出功率。
为了克服现有技术存在的上述缺陷,市场亟需一种油水复合冷却的集成电机,通过油冷却系统的集成化设计,能够对电机端部绕组内、外侧直接进行冷却,同时具备散热能力强、功率密度高、集成度高的特点,能够根据工况自适应调节喷油量大小,满足各种严苛的运行工况,且在传统水冷电机结构基础上,改动成本小,节约制造成本。
新型提供的油水复合冷却结构能充分合理的利用现有空间实现油水复合冷却,电机的冷却效果好,能对轴承进行润滑、降温,提升电机极限工况下的性能指标达30%,市场热度开始体现。
在市场需求推动下,技术迭代从未停止,油水复合冷却集成电机在电驱桥上的应用为电动汽车带来了诸多优势,包括但不限于提升整体性能、增加能效比以及改善用户体验等方面。
随着技术的不断进步和完善,未来这种冷却方式有望成为电动汽车动力总成领域的重要发展方向之一。
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