叶升强

摘要：针对新能源汽车电机紧凑、轻量化、高功率密度和高可靠性的要求，提出基于热管一风冷系统的新型冷却系统。设计了基于热管一风冷系统的电机结构，建立电机有限元热分析模型并验证其可行性;通过有限元模拟，研究该新型电机在额定功率和峰值功率下的温度场。结果表明：热管一风冷系统能有效地控制电机的温升。与水冷系统相比，无需水泵、节温器、水箱、管路以及其他装置，结构简单、紧凑，有利于实现新能源汽车的轻量化和高功率密度。

关键词：热管-风冷系统、电机热

1 前言

电机在运行过程中会产生各种损耗，产生的损耗转换成热能，引起电机各部分温度升高，温度过高将严重影响电机性能和使用寿命。随着新能源汽车的发展，电机单机容量不断增大，且要求体积小、重量轻、功率密度大，对电机的温升控制带来极为严峻的挑战。

由于电机温升控制的重要性，国内外对电机的热分析和冷却系统做了大量的研究。目前使用最多的是利用有限元法对电机的温度场进行仿真模拟。

2 基于热管的风冷冷却系统

2.1电机损耗及传统水冷系统分析

电机作为一种电能与机械能的转换装置，在运转过程中不可避免会产生损耗。电机损耗主要包括铁损耗、铜损耗、机械损耗、杂散损耗等，这些损耗转化成热量造成电机温度升高。电机温度过高，一方面会降低永磁体的性能甚至引起不可逆退磁，另一方面还会破坏绕组绝缘，降低线圈的使用寿命，进而影响电机的长期稳定运行。……