驱动电机并联流道的冷却性能研究

冷却流道的设计对电机冷却性能有重要影响,为研究并联流道的冷却性能,文章以135 kW永磁同步电机为研究对象,利用计算流体动力学(CFD)仿真方法分析了并联流道数量对电机冷却性能的影响,对比了并联式流道和串联式流道冷却性能的差异。结果表明,周向并联型流道数量对电机壳体温度场和速度场有明显的影响,随着流道数量的减少,壳体内壁最高温度下降,流道平均流速和速度均匀性系数提升,流道进出口压力升高,但变化幅度很小。周向并联型流道相比周向Z串联型流道,其电机壳体内壁温升更高,但温度分布均匀,平均流速平缓,速度均匀性系数更高,进出口压力差更低,降低了近5倍。

改进型并联流道液冷开关磁阻电机散热研究

以开关磁阻电机冷却流道为研究对象,在传统并联流道基础上提出一种改进型并联流道,该流道具有对冷却系统要求低、冷却效果好、制造工艺简单的特点。通过建立电机三维数值仿真模型,以流体流量、外界环境温度、流体初始温度作为影响因素对比研究了传统并联流道与改进型并联流道在变压器油作为流体介质下的冷却性能,并进一步分析了流体介质对改进型并联流道电机温升的影响。研究表明:在不同流体流量下改进型并联流道散热性能均优于传统并联流道,且不易受环境的影响,具有更好的热稳定性;在流量为2 L/min时的2种流道下电机最高温度相差5.9℃。通过比较不同冷却介质对改进型并联流道开关磁阻电机散热性能的影响,得出如下结论:与变压器油、乙二醇混合液相比,液体水冷却效果最好,而这3者之中,变压器油流道压差最小;流体流量对变压器油冷却效果影响最大而对其流道压差影响最小;随着乙二醇体积浓度的升高乙二醇混合液冷却效果变差,流道压差升高。

永磁同步电机机壳串并联混合流道液冷分析

针对机壳串联流道水冷永磁同步电机散热冷却水压力损失过大的问题,提出一款新型机壳串并联混合流道,对某型号42 kW车用永磁同步电机冷却散热进行了计算,比较了机壳串并联混合流道与串联流道冷却电机最高温度与冷却水压力损失,分析了机壳串并联混合流道环形流道数量、槽深及冷却水流量对电机冷却散热影响。结果表明:电机以额定工况运行时,在相同对流换热面积及冷却液流量条件下,机壳串并联混合流道冷却水进出口压降比串联流道减小26 693 Pa,降低67%,而机壳串并联混合流道比串联流道冷却电机最高温度升高0.6℃,增大0.68%;机壳串并联混合流道环形流道数量增多或冷却水流量增大均能加快机壳串并联混合流道冷却永磁同步电机散热,但冷却水压力损失会有所增大;流道槽深增加可显著降低冷却水压力损失,但对电机最高温度变化影响较小。

基于并联蛇形流道的动力电池冷媒直冷热管理系统研究

对于使用冷媒直冷的动力电池热管理系统,制冷剂在管道内流动沸腾,管道过长造成电池包底部冷板流道内存在过热段,进而导致电池包的温差以及电池本身垂直方向上的均温性较差。本文针对一个含有48个方形电池的电池包,设计了两种并联蛇形流道结构的直冷板置于电池包底部来改善单蛇形流道所造成的电池包温度均匀性较差的问题。比较了电池包在30℃初始温度下1C倍率充/放电结束时三种直冷板流道内的平均温度和温度均匀性;比较了这三种流道结构下电池包的最大温度以及最大温差,分别分析了三种流道结构的电池包在水平方向上和竖直方向上的温度均匀性,并且提出了一种在电池包上层增设一个环绕小冷板的形式来优化电池包竖直方向的温差。分析结果表明,底置冷板的方式可以将电池包的最高温度控制在40℃以下并且可以保证电池包水平方向的温度均匀性,但电池包竖直方向上的温差过大,通过加设上层小冷板可以保证电池包竖直方向上的温差在整个充放电过程中位于5℃以下,满足电池包的温控要求。

流道结构对IGBT散热器传热及流动特性的影响

采用数值模拟的方法分析串联式和串并联式2种流道结构对IGBT散热器传热能力和流动阻力的影响。结果表明:采用串联式流道时,IGBT功率模块的最高温度低于采用串并联式流道;采用串并联式流道时,IGBT散热器的整体温度分布更加均匀,更有利于功率模块工作性能的稳定;采用串联式流道时,IGBT散热器的压降低于串并联式流道,但2种流道结构的压降差值随着质量流量的减小而逐渐降低,当质量流量为0.1 kg/s时,2种流道的压降几乎相同。

套管管束式换热器的阻力特性和流量分配研究

对套管管束式换热器一次侧并联流道的阻力特性进行了研究。研究的目的是确定套管管束式换热器一次侧并联流道的阻力特性,找出流量分配的规律,通过对流量分配进行优化,解决套管管束式换热器的优化设计问题。研究方法是按照相似准则制造试验本体,建造试验台架并进行试验。试验验证了计算模型的正确性,得到了减小管间距可提高总传热系数的结果。

双层结构液冷机箱设计

本文设计了一种可安装32~36个标准模块(ASAAC)模块的液冷机箱,该液冷机箱采用双层式结构。液冷机箱主体结构由上、中、下冷板及左侧冷板组成,各冷板内均设置有冷却液流道,用于机箱的冷却。上、中、下三块冷板之间的流量分配和连接由左侧冷板完成,左侧冷板上装有一进一出快速自密封接头,用于和液冷源的连接。通过实验测试了液冷机箱冷板均匀性、模块最高温度及不同类型模块负载对散热性能的影响。实验表明,该液冷机箱具有换热性能好、可靠性高等优点,可满足实际应用需要。