【智慧方盛】技術中心|驅(qū)動電機冷卻方式演化
2024-09-30
驅(qū)動電機冷卻方式演化
隨著新能源汽車行業(yè)的快速發(fā)展，電驅(qū)系統(tǒng)正在向高速、高功率的方向發(fā)展，對電機冷卻系統(tǒng)的要求也越來越高，對于驅(qū)動電機的峰值功率、運行效率、響應速度和振動噪音等多項性能提出了更高的要求，這使得電機冷卻技術也在不斷創(chuàng)新和發(fā)展。
驅(qū)動電機冷卻系統(tǒng)主要可分為風冷和液冷兩大類。
風冷
散熱 采用空氣作為冷卻介質(zhì)
驅(qū)動電機冷卻-風冷
通過空氣對流散熱，其構造簡單、成本低，運行維護方便，但冷卻效果一般，主要運用于小功率級別的電動車。
液冷
散熱可以分為冷卻水和油兩種
驅(qū)動電機冷卻-液冷
液冷散熱-水冷
水冷成本低且無污染，但由于電機內(nèi)絕緣的需求，水冷只能在電機殼外壁水套內(nèi)進行散熱，無法直接對定子鐵芯進行冷卻，成為了電機追求更高功率密度、高扭矩密度的制約因素之一。
液冷散熱-油冷
而油冷因為其良好的絕緣性，可以直接在電機內(nèi)部進行接觸散熱，效果更佳，因此也成為驅(qū)動電機散熱熱門選項。
油冷
根據(jù)是否對內(nèi)部電磁線繞組等部分進行冷卻
分為直接油冷和間接油冷
直接油冷有浸油和噴油式兩類。
浸油式即利用油的絕緣特性，直接將油通入電機內(nèi)部，浸沒定轉(zhuǎn)子，這種方法能有效增強電機內(nèi)部的傳熱系數(shù)，但浸油式會使轉(zhuǎn)子在運行過程中與油發(fā)生摩擦，降低電機效率。噴油式是利用油泵將油噴到轉(zhuǎn)子上設計的固定葉片，通過葉片的旋轉(zhuǎn)作用，將油飛濺到電機定子繞組端部等部件進行冷卻。
而間接油冷則是冷卻油通過空心電機軸和電機外殼體進行循環(huán)散熱，可直接去除電機內(nèi)部熱量，并且與轉(zhuǎn)子摩擦損耗較小，優(yōu)勢較為明顯。
圖解油冷
直接油冷（浸油式）
直接油冷（噴油式）
間接油冷
在市場的實際應用后的表現(xiàn)，水冷和油冷兩種冷卻方式對電機的冷卻也都有一定局限性。純水冷方式電機轉(zhuǎn)子不能得到有效冷卻，影響電機轉(zhuǎn)速提升；純油冷方式電機定子冷卻不均勻，影響電機輸出功率。
為了克服現(xiàn)有技術存在的上述缺陷，市場亟需一種油水復合冷卻的集成電機，通過油冷卻系統(tǒng)的集成化設計，能夠?qū)﹄姍C端部繞組內(nèi)、外側(cè)直接進行冷卻，同時具備散熱能力強、功率密度高、集成度高的特點，能夠根據(jù)工況自適應調(diào)節(jié)噴油量大小，滿足各種嚴苛的運行工況，且在傳統(tǒng)水冷電機結(jié)構基礎上，改動成本小，節(jié)約制造成本。
新型提供的油水復合冷卻結(jié)構能充分合理的利用現(xiàn)有空間實現(xiàn)油水復合冷卻，電機的冷卻效果好，能對軸承進行潤滑、降溫，提升電機極限工況下的性能指標達30％，市場熱度開始體現(xiàn)。
在市場需求推動下，技術迭代從未停止，油水復合冷卻集成電機在電驅(qū)橋上的應用為電動汽車帶來了諸多優(yōu)勢，包括但不限于提升整體性能、增加能效比以及改善用戶體驗等方面。
隨著技術的不斷進步和完善，未來這種冷卻方式有望成為電動汽車動力總成領域的重要發(fā)展方向之一。
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