轴向磁通轮毂电机新型冷却系统涡流损耗优化*
2021-08-31常九健郑昕昕方建平王晓林
汽车工程 2021年8期
关键词:优化
常九健,王 晨,郑昕昕,方建平,王晓林,康 鹏
(1.合肥工业大学汽车与工程技术研究院,合肥230000;2.宁波菲仕运动控制技术有限公司,宁波315000)
前言
近些年,随着各种高性能电机材料的迅速发展和工艺水平的不断进步,许多新电机的拓扑结构才得以实现[1-3]。在各种拓扑结构中,轴向磁通电机轴向长度短、结构紧凑、功率密度高,适合轮毂驱动这种对轴向空间要求严格的场合,尤其是轴向磁通分块铁心无磁轭电机(the yokeless and segmented armature axial flux machine,YASA)。该种电机不存在定子磁轭,电机整体质量和铁耗进一步降低,电机采用集中式短距绕组,可有效提高定子槽满率,降低电机铜耗,提高电机效率[4-6]。
YASA轮毂电机定子铁心为独立的单元,定位难度大,易导致气隙不均,并且难以集成冷却系统,对电机散热提出一定的挑战。文献[7]中研制的YASA自然冷却电机,电机外壳上伸出翅片,通过翅片将绕组热量传导到外壳进行散热。该种结构既可以对定子单元进行轴向定位,又可以对定子进行有效散热,但是自然冷却电机功率密度低,并不适用于车用轮毂驱动。文献[8]中采用多路铜管并联的方式作为冷却系统对电机绕组背部进行冷却,但是冷却铜管和绕组之间接触面积小,冷却效率低。
本文中针对现有YASA轮毂电机传热效率低的问题提出一种新型冷却系统,其主要特点是在液冷壳体上伸出翅片,翅片上开有U型水道,YASA电机绕组直接和翅片贴合,绕组上产生的热量传导到翅片上,再通过翅片内部液冷管道中液体将热量带走从而达到散热目的。……
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