考虑沸腾传热的车用永磁同步电机峰值工况温升特性研究

为研究电动汽车在高原环境下峰值工况运行时永磁同步电机的温升问题,建立RPI过冷沸腾换热模型。该模型考虑了气泡分离直径、气泡分离频率和气泡成核密度等的影响,能够对沸腾换热过程中两相流状态进行准确分析。运用沸腾传热理论研究电机的温升特性,在流体域中建立沸腾传热模型以及气泡子模型,模拟电机在高原环境下的运行环境来研究冷却液进口温度、海拔高度以及进口流速等因素对电机温升的影响。结果表明:在电机热机后进行试验与仿真,考虑沸腾传热时电机的温升特性更接近试验结果,所以研究电机的温升特性时应该要考虑冷却系统沸腾传热的影响;峰值工况下电机的温升特性随着冷却液进口温度的升高,电机绕组达到150℃所用的时间越少,即电机温度越高;在平原或者高海拔环境下,电机在峰值工况运行时的温度增长速率均随着冷却水进口水温的增大而增大,而电机的温度随着大气压强的降低而下降;由于冷却水的相变两相流沸腾传热现象,在高海拔地区运行时的温升特性比平原地区更好。

车用变频调速水冷永磁同步电机三维温度场分析

为研究其三维温升分布规律,以一台48槽的纯电动车用水冷永磁同步电机作为研究对象,首先分析了电机的热损耗,计算了绕组的等效导热系数;然后采用流体场与温度场耦合法仿真计算额定工况下电机的三维温度场与峰值工况下电机的温升,符合设计要求;最后通过试验验证了仿真分析的正确性。