电气化背景下电动汽车热管理技术的进步与展望

电动汽车热管理已成为保障车辆宽温域环境适应能力、电池热安全和乘员舱热舒适性等方面的关键技术,同时也对电动汽车的能耗,特别是高低温环境下的整车能耗有着显著影响。随着车辆电气化和智能化的快速发展,与传统汽车相比,电动汽车热管理技术和发展路线在动力系统、空调系统等子热力系统和整车层面都呈现出了明显的差异和巨大的进步。综述了国内外电动汽车热管理技术领域重要的研究进展,阐述了电池、电机、热泵空调等子系统和整车集成热管理系统的技术进步,总结了当前电动汽车热管理亟待突破的技术重点和未来发展趋势。

高温热泵用螺杆压缩机电机流场的数值研究

为研究半封闭双螺杆压缩机应用于高温热泵时电机内部的温度分布状况,基于电机结构建立了电机内部制冷剂流道模型,通过CFD模拟了在高蒸发温度时电机内部的温度场与制冷剂R134a速度场。研究结果表明:当蒸发温度升高时,采用进气冷却电机效果减弱,电机内部温度升高,在制冷剂流速较小的区域出现超过100℃的高温点。该研究提供了高进气温度时电机内部温度分布情况,为高温热泵用螺杆压缩机的电机冷却方案提供了思路,同时为压缩机优化设计提供了依据。

基于流固耦合传热分析的液压电机泵温度场特征

为获得液压电机泵全域温度场分布特征,分析计算不同负载下电机电磁损耗和液压泵功率损失值,将电机主要部件、液压泵泵芯作为固定体热源,建立了电机泵流固耦合传热仿真模型。结果表明:随着负载的增加,电机泵的整体温度逐渐升高,高温区主要集中在电机定子、转子和泵芯上,其中泵芯的温度相对较低;负载低于6 MPa时,电机泵的最高温位置始终位于定子绕组,负载增加后,逐渐转移至转子导条。采用热电偶测量电机泵样机壳体表面特征点的温度,与仿真结果的最大偏差为9.6%,验证了电机泵流固耦合传热模型及计算方法的有效性。

电动汽车热泵空调系统设计优化及试验研究

为高效节能的满足电动汽车冬季采暖需求,本文结合电动汽车结构研制了一套蒸汽压缩式冷暖双模式热泵空调系统,将其搭载在电动汽车上进行性能试验,研究了环境温度对热泵空调系统制热性能的影响,结果表明该系统能较好的满足电动汽车冬季采暖需求。热泵空调系统性能受环境温度影响大,环境温度越低,系统制热量越少、制热效率越低。针对低温环境下热泵空调系统效率低下的情况,利用电动汽车驱动电机余热优化系统,实验对比分析两种情况下的制热性能,结果表明利用驱动电机余热对提高热泵空调系统性能有很大的帮助。

换流站阀冷却系统主水泵电机发热分析

天生桥换流站阀冷却系统主水泵电机相继出现三次发热故障。通过对电机解体分析,发现电机发热是由于轴承"跑外圆"引起。为了解决轴承"跑外圆"问题,针对进口的西门子电机结构特点进行分析,采用了一种新的处理方法。该方法简单实用,操作性强,经过实际应用,验证了该方法的可行性和有效性。

注水泵电动机发热异常原因分析与对策

通过对注水泵电动机现场测试和数据分析,认为普通电动机变频控制、电动机设计性能与工况不符、供电电压波动大等是造成电动机发热异常的主要原因。结合注水泵电动机配置与运行实际,提出了解决注水泵电动机发热异常的解决方案和措施,并取得了显著的效果。

冷却流道结构对电机泵温升的影响研究

为了研究电机泵温度场及冷却流道结构对其温升的影响,以轴向柱塞式电机泵为研究对象,依据牛顿冷却定律,推导出流道结构对电机泵温升影响的理论计算式,并建立电机泵的三维温度场仿真模型,仿真得出电机泵的温度分布规律及不同流道结构下的温升情况。理论推导与有限元仿真结果一致:额定工况下电机泵定子区域温度最高,高温主要集中在定子绕组区域,转子区域温度较低;减小单个壳体流道宽度以增加流道周向数量能有效增强电机泵散热性能;当壳体流道宽度与流道高度相等时,电机泵散热性能最差;定子铁芯设置通油孔流道后,电机泵定子温度比打孔前有明显下降,转子温度无明显变化。研究结果为电机泵流道结构的设计与优化提供了理论依据。

炉水循环泵马达腔冷却水温度升高的原因分析及预防措施

根据某电厂提出我公司超临界660MW锅炉的启动循环泵马达腔冷却水温度升高的问题,给出了炉水循环泵的结构及产生问题的原因分析。

基于电机变频调速的供暖系统补水泵恒压设计

针对基于电机变频调速的供暖系统补水泵恒压设计进行深入的分析,探究电机变频调速对于供暖系统补水泵恒压控制的影响,完善了传统供暖系统恒速控制中存在的不足之处,值得推广与应用。

液压电机泵多场耦合自冷却特性研究

新型高度集成化液压电机泵将电机和液压泵的功能高度融合,具有结构紧凑、能量转化效率高等优点,在航空领域具有广阔的应用前景和研究意义。然而,液压电机泵中电机的发热及冷却一直是困扰人们且需要解决的难题。本文通过研究液压电机泵电机的发热机理,建立液压电机泵的流场、电磁场及温度场的数学模型;通过数值模拟研究液压电机泵的流场、电磁场及温度场的分布及耦合影响因素,发现自冷却流道周围流体和该流体位置所对应的壳体温度会有所降低。本文对应用于航空领域的高度集成化液压电机泵的设计及自冷却方式具有一定的指导意义。

涡旋压缩机在热泵热水器中的应用

热泵热水器以制取热水为目的,有别于普通制冷或空调设备。热泵热水器运行时冷凝温度和冷凝压力很高,对压缩机的可靠性和应用技巧提出了较高要求。涡旋压缩机以其可靠性好、效率高,在热泵热水器中得到了大量应用。

国产国内最大电动水泵用新工艺

主要论述了在中国最大的电动水泵机组———万家寨大泵生产中采用的一些新工艺措施。其中包括转轮叶片的热弯模压工艺、磁极线圈的焊接、绕制和围带槽加工等新工艺。这些工艺措施保证了产品的顺利生产和产品质量。

真空泵用定子永磁型与转子永磁型电机热性能对比

针对真空泵用驱动电机在额定运行过程中转子热膨胀积累导致轴承抱死的工程问题,根据实际真空泵驱动工况要求,设计了1台磁通切换永磁同步电机(FSPMSM)。利用有限元软件,分析对比了具有相同技术要求的FSPMSM,表贴式永磁同步电机(SPMSM)和内置式永磁同步电机(IPMSM)的电磁场、温度场及热应力场。综合分析了上述3种电机的性能差异,研究表明:FSPMSM的转子温升、轴承热形变等均优于2台转子永磁型电机。验证了FSPMSM相比于传统转子永磁型电机能更好地减小运行时的转子损耗与温升,为永磁电机拓扑结构的选择和新产品研发提供了科学的参考依据。

核电站用余热排出泵电机LOCA试验

重点介绍余热排出泵电机LOCA试验的过程及要求,并对试验出现的异常情况进行探讨。余热排出泵电机是安装在安全壳内重要的核安全级电气设备,在其一系列的质量鉴定试验过程中,LOCA试验是最为重要的试验之一,通过模拟发生冷却剂丧失事故时安全壳内的热工和化学环境,考验余热排出泵电机在LOCA事故期间以及事故后是否能够执行其原有功能。

联体泵-马达壳体内部流动传热特性

联体泵-马达在正常运行过程中,冲洗冷却流动并非直接作用于摩擦副发热位置,使壳体内部的流场存在局部过热的风险,影响整机可靠性和寿命。因此采用了Mixture多相流模型及自编程的网格变形运动和轴承出口控制程序,建立了泵-马达壳体内部流场流动传热特性数值仿真模型并进行了实验验证,模拟分析了油-空气两相流场和温度场,揭示局部热点形成位置和机理,最后设计了冲洗冷却方案。结果表明:泵侧温度沿周向均匀分布,马达侧温度呈上高下低分布,流场最高温度在球碗表面;分散布置泵侧和马达侧出口位置及增大冲洗量可降低流场最高温度,冷却冲洗入口分散布置可改善流场温度分布的均匀性。

改进小波阈值对热泵电机振动信号的去噪研究

通过加速度传感器采集的热泵电机轴承振动信号包含大量的特征信息和高斯噪声干扰。通常采用小波阈值降噪处理可以很大程度上降低噪声,但是传统的阈值函数存在恒等差和不连续的缺点,导致信号失真和振荡。本文提出结合多尺度阈值的具有可调因子的新阈值函数,应用于热泵电机振动信号仿真处理,证明了新阈值函数在克服传统阈值函数缺点的同时,可以灵活调节参数以适应复杂的含噪现象。既提高了信噪比,又保留了更多的有用信号。

充油式潜水电机节材探讨

介绍了感应电动机热负荷、温升与有效体积之间的关系 ,提出了充油式潜水电机节材的两条重要依据 ,即冷却条件好和减小有效体积就可减小油耗 。

纯电动汽车非热泵型整车热管理系统的控制方法

基于V字形开发模式,开发了满足整车热管理需求的非热泵型整车热管理系统,取得了良好的改善效果。在此系统中采用了低温下的电机余热利用等改善措施,与目前电动汽车普遍采用的PTC电加热方式(不带电机余热)相比,能够显著地增加电动汽车低温续驶里程。

某三代核电厂安注泵电动机冷却多样化热阱方案探讨

在某三代核电厂设计中,为了满足核电厂的安全性要求,安全注入系统的安注泵需要设置多样化的热阱来满足不同工况下的安注泵电动机冷却需求。对核电厂中安注泵电动机可用热阱进行了分析,探讨了在电气厂房冷水系统设计的基础上采取一些改进措施,从而满足安注泵电动机在丧失最终热阱(H1)工况下的冷源需求的可行性。经过分析,由电气厂房冷水系统的风冷式冷水机组在H1工况下为安注泵电动机提供冷源的方案可行,满足安注泵电动机多样化热阱的功能要求,提高了安全注入系统的可靠性。

热泵用涡旋压缩机电机的改进设计

介绍了压缩机的制冷循环,分析了热泵热水器的运行工况和运行特点,并将其与空调压缩机进行了对比。针对热泵压缩机的使用特点,对压缩机电机进行设计改进。