戴兴武

摘要：社会经济不断发展下，汽车已逐渐成为人们的主要代步工具，但汽车尾气排放会给环境带来严重污染，基于这一背景，新能源汽车应运而生。新能源汽车的动力来源是电力，减少对石油、天然气等不可再生能源的消耗，缓解我国资源短缺的现象。但就现阶段新能源汽车应用情况来看，长时间工作后汽车驱动电机会出现发热情况，如何快速冷却驱动电机，是新能源汽车发展中面临的难题。本文就此展开探究，以期为相关企业提供参考。

关键词：新能源汽车;驱动电机;冷却技术

引言：

新能源汽车不再使用石油作为动力来源，缓解了尾气排放对环境的压力，进一步实现汽车低排放甚至零排放的构想。但在新能源汽车电动机运行过程中，容易产生一定热量，如不能及时将热量进行疏散，可能会引发电动机运行问题，甚至导致安全事故的发生。因此，研究人员对此展开探究，将电动机运行维持在温度较为稳定的条件下，不仅有效降低了热量升高对电动机的影响，也在一定程度延长了新能源汽车驱动电机的使用年限。

一、新能源汽车驱动系统设计

现阶段而言，我国相关部门意识到新能源汽车开发与应用的重要性，积极与新能源汽车制造企业展开合作，在共同设计的基础上，制定出了一系列新能源汽车驱动系统设计应遵循的标准，不仅有效提高了新能源汽车驱动电机的设计合理性，也减少了因设计科学性缺失而导致的一系列安全问题。新能源汽车的驱动电机设计标准是在原有设计方案的基础上进行改进，通过加大对基础类、产品类、和通用类等方面的研究力度，进一步完善设计框架。在此过程中，相关部门应加大对驱动电机系统效果性能的检测力度，如重点监测接口与互换性，在确保试验方法合理的情况下，降低系统运行噪声，提高电磁兼容性[1]。另一方面，相关部门还需结合新能源汽车的综合特性，制定新能源汽车制造的通用标准，为其他新能源汽车制造企业提供发展参考，促进该行业的整体发展。

科学技术的进步促进了新能源汽车驱动电机系统设计方面的创新，设计人员在原有功能的基础上，丰富了电机的结构与形式，赋予了驱动电机新的功能。以新型永磁无刷电机为例，设计人员将其双定子型、记忆型等电机应用优势进行整合，并以此展开研究，为驱动电机研发出新的功能。新型驱动电机不仅能将有限空间进行高效利用，降低高结构材料的损耗，还具有驱动灵活的特点，充分发挥新能源汽车的应用优势。受此启发，设计人员还可对驱动系统的铁心材料进行置换，用非晶合金代替传统的硅钢片，从而有效提高驱动电机的应用效果，使其具备低碳、环保的双重优势，以此来降低甚至消除汽车广泛应用对环境造成的污染，为我国环保工作提供助力。

二、新能源汽车驱动电机冷却技术

（一）材料设计方面的冷却技术

新能源汽车是高科技技术下的产物，其电池、电动机制作过程都涉及到了许多高新技术，包括其车身材料在内，也需要高新技术的支持才能完成制作。就材料层面而言，新能源汽车材料选取对重量提出了严格要求，选取轻质材料进行车身制作，在合金、复合材料等优质轻型材料的组合下，新能源汽车车身结构得以优化，自身质量也减轻40%左右，这一改变有效降低了驱动电机运行所消耗的能量，从根本上避免电机过热的问题。新能源汽车轮胎多采用高彈滞材料，将其制作成高气压子午线轮胎，这样的轮胎转动过程所承受的阻力较少，约为普通轮胎的1/2，与此同时，设计人员还对汽车底部进行流线化设计，将其行驶所受空气阻力降低的到原来的一半，从而降低汽车行驶对能源的消耗，达到减轻驱动电机工作压力的目的。

（二）部件选型方面的冷却技术

新能源汽车的冷却系统结构与传统型汽车的冷却结构相似，主要应用到散热器、水泵与风扇等部件，要提高电机驱动冷却系统的应用效果，设计人员还需从部件选型方面入手，优化电机驱动系统的部件选型设计，不仅要保证其应用质量，还需对成本消耗、空间布局等进行充分考虑，提高冷却系统部件的匹配性，提高新能源汽车驱动系统的应用水平。

首先是散热器的选择，设计人员应结合散热器在冷却系统中的应用效果，提高对其选型工作的重视程度。散热器的作用对象是冷却水，在散热器工作下，冷却水的温度逐渐下降，达到一定水平后由水泵进行循环，重新投入应用。为提高散热器工作效率，设计人员可选用管带式散热器作为驱动冷却系统的组成部分，这类散热器中设置有波浪形散热翘片，还配备了扁平水管，二者经由焊接相连，使气流受百叶窗配置影响而出现紊乱，从而达到提升散热器应用效果的目的。除此之外，管带型散热器成本较低，能在一定程度上为相关企业节约制造成本。水泵是驱动电机冷却系统中必不可少的循环装置，在水泵的作用下，冷却水才能完成强制循环，为驱动电机的应用安全提供保障[2]。传统汽车运行过程中，发动机的转速会使水泵运行受到影响，因此无法充分发挥应用效果，但新能源汽车弥补了这一弊端，研究人员使用无刷直流电水泵，完成了对传统水泵的结构优化，提高水泵的运行效率，也有效避免了电机转速对水泵应用效果的影响。结合这一特点，新能源汽车能根据实际需求对水泵运行进行控制，降低能源损耗，提高汽车行驶安全性。作为驱动电机冷却系统三大组成部分之一，风扇在新能源汽车安全行驶中占据着极其重要的地位。在进行风扇选型设计过程中，设计人员首先要考虑风扇提供的风量大小，确保其能支持冷却系统正常运行，同时还要保证风力大小足以克服阻力。风扇对散热器芯部覆盖率的大小影响散热器工作效果，因此对风扇直径大小进行选型是，还要确保其对散热器芯部覆盖率达到相关标准的要求，是散热器能够正常运行。另一方面，设计人员还可为风扇增设护风罩，降低回流对散热器运行的影响。结构方面，可选择带有金属嵌件的复合型塑料风扇，不仅能减少成本损耗，也能有效降低安装难度。部件选型中根据风扇与水泵的运用可将其分为风冷与水冷两大类，风冷散热的电机会使用自带同轴风扇，使机体内部形成内风路循环或外风路循环，利用风扇带来的风量达到冷却电机的目的。而水冷散热的电机，会使用管道和通路将冷却液引入定子或转子空心导体内部，在冷却液循环流动下，电机转子和定子产生的热量能随水消散。跃岭公司为适应汽车绿色发展时代主题，面向未来新能源汽车产业而积极投资研究新能源开发项目。依靠自身品牌及资源优势，推出了22寸轻量化水冷旋压铝合金卡巴轮毂，完成新能源汽车冷却技术的创新与完善。与水冷相同，油冷也是现阶段新能源汽车电机冷却中常用的一种冷却剂，冷却油的灵敏热平衡力较强，热传导能力也优于传统水冷，能将引擎处维持在最佳工作温度。再加上油冷电动机的工作温度区间较为宽泛，能有效防止沸腾开锅现象，提高冷却系统工作效率。油冷电机环境适应力强，及时在低温环境下也不用添加防冻剂辅助冷却，还能有效降低气蚀、水垢、电解等腐蚀概率，与橡胶管也有良好的相容性。

（三）温度控制方面的冷却技术

促进驱动电机高效运行是新能源汽车的重要发展目标，但在效率提升过程中，驱动电机的温度也会迅速上升，从而导致电机故障的出现，同时也会增加电力消耗量，造成额外的能源损耗。为了降低电机温度，设计人员注重于提高冷却水的应用效果，对水泵、风扇等部件的应用时长管控有所欠缺，以至于设备运行耗电量明显上升，也无法达到良好的冷却效果。基于这一点，设计人员应从热量控制与能源节约双重角度进行分析，确定驱动电机的最优冷却温度，并将其温度控制在最优冷却温度区间内，在节约电能的同时，也能起到冷却驱动电机的作用。调查研究发现，驱动电机冷却温度不同，那么新能源汽车对电量的消耗也会呈现不同变化，通过对新能源行驶过程中耗电总量的变化幅度进行调查分析可知，当环境温度高于40°C时，驱动电机的冷却值较小，相应的，耗电量也维持在较低水平，当环境温度低于40°C时，已知车辆行驶耗电量较小，那么系统温度也应该随环境温度而降低，从而可以判断，新能源汽车驱动电机最佳冷却温度应为40°C。但考虑到新能源汽车的应用条件存在差异，适合其工作环境的最佳温度也会产生一定变化，设计人员应结合新能源汽车的实际应用情况，判断驱动电机的最佳冷却温度，并为电机温度超出可控范围的情况提出有效解决措施，冷却水温度控制策略是控制驱动电机温度的有效方法，设计人员通过对比最佳冷却温度与冷却水实际温度，计算出较为准确的差值，并以差值为依据，控制冷却系统中的水泵，将其运作效率维持在合理范围，从而减少冷却水与最佳冷却温度之间的温度差，最终达到降低驱动电机温度的目的。当驱动电机处于最佳冷却温度时，其工作效率会维持在较高的状态，设计人员可依据温度控制，向车轮处的传输电池进行能量输出，输出量大约为66.1%左右。接着按照水泵定排量控制措施的指导，再向车轮传输60.5%的电池能量，达成提高冷却系统工作效率的目的[3]。这就要求相关设计人员充分了解冷却水温度控制这一方法，对驱动电机温度进行有效控制，降低其运行过程中的能力损耗，实现优化系统效率的构想。

（四）能量管理方面的冷却技术

与传统型汽车不同，新能源汽车主要依靠蓄电池储蓄电量，再经其作用驱动汽车行驶。为保证汽车行驶效果，不仅要求蓄电池为新能源汽车提供足够的动力，其比能量与比功率也应保持在较高水平。除此之外，为减少蓄电池的更换频率，选取新能源汽车的蓄电池时需对其使用年限进行调查，尽可能选取使用寿命长的蓄电池进行应用。另一方面，为控制驱动电机温度，也为了确保蓄电池应用效果，设计人员应对新能源汽车中的蓄电池进行系统化的管理。新型技术的推动下，汽车制造业不仅完成了汽车动力来源的革新，还为新能源汽车增设了能量管理系统，在该系统的职能管理下，新能源汽车的应用效果获得了明显提升。。在新能源汽车蓄电池能量管理过程中，设计人员需对车辆运行全过程进行监控，重点关注其子系统运行，及时发现车辆运行过程中存在的问题，并提出针对性的改进意见。蓄电池相关设备故障可能会导致驱动电机无效做功，不仅无法充分发挥新能源汽车的良好形成，反而會造成额外的能源消耗，使驱动电机温度上升，甚至出现安全事故，给用户生命安全造成威胁。针对这一问题，新能源汽车制造企业在蓄电池能量管理系统开发与试行过程中，可建立起完善的系统模型，对其管控效果进行详细记录，并交由专业人士分析其运行中存在的问题与弊端，提高系统运行效率;另一方面，企业可在新能源汽车开发过程中适当引用微处理器，将其作为核心电子控制单元，提高蓄电池能力管理系统工作效果，降低驱动电机温度过高带来的风险，为新能源汽车的应用与发展提供有效助力。

下表1是现阶段已开发出新能源汽车的冷却技术应用情况，可为新能源汽车冷却技术的发展提供实例参考：

结束语：

结合全文可知，新能源汽车在我国拥有良好的发展趋势，但驱动电机冷却技术水平不高是其发展过程中的重大阻力。新能源汽车制造企业结合常用电机类型，更新驱动电机设计方式，从材料方面入手，降低驱动电机冷却系统的降温效果;还要严格控制运行温度，确保汽车行驶中不会因驱动电机温度过高发生事故;最后要提高蓄电池能量管理效果，为汽车安全行驶提供保障，也为我国新能源汽车的应用与发展奠定基础。

参考文献：

[1]朱培培，臧金环.新能源汽车热管理技术发展趋势分析[J].汽车文摘，2021（05）：32-38.

[2]高银桥.新能源汽车驱动电机冷却技术的发展现状研究[J].内燃机与配件，2020（12）：249-250.

[3]郭少杰，王军雷，夏天，吕惠.基于专利分析的新能源汽车驱动电机冷却技术发展现状分析[J].汽车文摘，2020（05）：8-12.