校企合作毕业设计

新能源汽车高速矩形导线主驱电机油冷系统分析

机械工程

资助企业: 上海奕勤智能科技发展有限公司

企业导师: 殷再兵

指导教师: 董腾辉

项目成员: 孙义杰 徐颺 余柯颉

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项目简介

项目概述

高速永磁同步电机作为新能源汽车主要动力部件,迫切需要具备更高的功率密度、动力性与经济性,而温升是限制电机核心指标进一步上升的主要瓶颈之一。

近年来,车用电机油冷技术发展迅速。相对于水冷电机,油冷电机具有如下优势:冷却效率高;绝缘性能好;集成性高,适用于多合一电驱系统等。

本课题研究对象为车用电机普遍采用的“端部喷淋”+“转子甩油”复合冷却技术,主要通过多方面分析与优化,尽可能提高冷缺效率并避免失效故障


项目目标

1、 改善喷淋方式与喷淋结构,优化冷却覆盖效果

当前的冷却方式对具有复杂交织结构的端部绕组难以形成充分、均匀的冷却覆盖,导致“干区”和“热区”的存在,影响散热效率,亟需改善。

2、 多物理场耦合仿真,定向寻找应力集中点

温升不均匀产生的热应力及轴向漏磁产生的电磁力对端部绕组绝缘系统的可靠性构成威胁,需优化结构以增强其耐久性。

3、 设计油液流道排油,减少油液粘滞损耗

不规则运动会导致部分油液进入气隙,在定转子高速运转时产生粘滞力及大量粘滞损耗,影响电机效率。


项目成果

1、 新型引流结构设计

在定子端部出油口处设计一种新型引流结构,利用油液的粘度引导油液均匀流向端部绕组,并阻挡油液流经端部绕组空腔,从而改善冷却均匀性。

2、 精细化仿真计算与弱点分析

对复杂交织式端部绕组的交流损耗分布进行精细化计算,结合温度分布与换热系数分析应力应变情况,识别结构薄弱点并优化设计。

3、 气隙排油方法创新

提出一种依靠转子上微锥形纹路实现油冷电机气隙排油的方法,有效减少油液进入气隙,降低粘滞损耗,提升电机运行效率。


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