论文部分内容阅读
纯电动汽车是未来汽车发展的趋势。电动汽车的驱动系统为电机驱动系统,驱动电机是电机驱动系统的核心零部件,其性能直接影响汽车运行的稳定性。驱动电机的温升对电机的性能有着很大的影响。因此,需要研究分析电机内部的温度场,合理设计电机的冷却结构,使电机可靠运行。本文结合一款A00级小型轿车用永磁同步电机项目,对电机损耗、各工况温度场以及冷却结构进行了研究分析。首先根据设计要求确定电机基本性能参数。在产品中选择合适的定转子冲片进行电磁结构设计;利用MotorCad软件中场路耦合的算法对电机进行电磁仿真计算;基于电机损耗的基本计算方法对电机主要损耗进行优化分析,最终确定最优化的电机本体结构。其次,根据电机内热交换理论建立该永磁同步电机的热路图,运用MotorCad中等效热网络法的原理建立电机热分析模型和热阻网络图,确定了电机热分析的基本流程。并结合纯电动汽车用永磁同步电机的运行工况,对该永磁同步电机进行稳态和实际运行工况瞬态的温度场分析,通过仿真得出电机温升规律和各种工况下电机温升曲线,为电机设计过程中的温升分析提供了理论依据和实用的分析流程。根据温升曲线判断该电机温升较高,需要进一步优化电机的冷却结构。再次,为了降低电机的温升,获得更好地散热效果,对电机的冷却结构进行了研究;通过流固耦合的分析方法,对电机壳体结构的换热效果进行了分析,主要对比了螺旋水道以及轴向水道的换热效果,并且对水道数进行调整分析。通过分析优化了电机壳体结构,使电机的散热性能得到提高,满足了设计要求。最后,根据实际电机设计经验,建立了电机测试平台;对电机的性能、反电势、温升进行测试。将仿真结果与实测数据进行对比,数据基本一致,误差在5%以内,确定了整个设计过程的合理性。在满足设计要求的情况下,缩短了产品开发周期,提高了电机的可靠性,为后续产品的开发提供了理论基础和设计流程。