江苏龙网

  1. 首页 > 生活 > >

汽车|电动汽车用轮毂电动机磁热耦合仿真分析( 二 )


本文插图

图2 额定工况定子和转子铁心损耗分布
汽车|电动汽车用轮毂电动机磁热耦合仿真分析
本文插图

图3 额定工况永磁体涡流损耗分布
经过Maxwell后处理计算模块 ， 得到轮毂电动机定子、转子铁心损耗和永磁体涡流损耗具体数值大小 ， 见表2 。 其中 ， 电动机绕组铜耗可以通过传统的测电阻并用公式计算的方法得到 。 转子的铁耗较小 ， 仅为定子铁耗的0.89% ， 可以忽略不计；铜耗的数值最大 ， 占整体电磁损耗的一半 。
汽车|电动汽车用轮毂电动机磁热耦合仿真分析
本文插图

表2 额定工况下电动机内各部件的电磁损耗分布（%）
轮毂电动机温度场分析1. 复杂部件的简化与等效
（1）定子槽绕组模型的简化与等效 。 在建立温度场分析模型时 ， 定子槽中的绕组和绝缘体结构复杂 ， 很难对其进行精确建模和导热系数的计算 ， 可以将绕组等效为一整快导体 ， 绝缘体按体积等效成等体积的包围层 ， 并平行紧贴于槽壁 ， 简化模型如图4所示 。
汽车|电动汽车用轮毂电动机磁热耦合仿真分析
本文插图

图4 定子槽绕组模型等效简化
根据传热学定理 ， 通过相关公式得到等效后的绝缘层和导体的物性参数 ， 计算得到等效绝缘体的等效结构尺寸和等效物性参数 ， 见表3 。
汽车|电动汽车用轮毂电动机磁热耦合仿真分析
本文插图

表3 定子槽绕组等效模型的等效物性参数
（2）铁心叠片模型的等效与简化处理 。 定子铁心是由多层硅钢片经过叠压而成的 ， 结构比较复杂 。 根据传热学定理 ， 可以将铁心叠片等效成具有轴向、周向和切向不同导热性能的结合体 。
可以通过公式计算得到定子铁心在各个方向上的导热系数 。
通过计算得到等效模型物理属性参数见表4 。
汽车|电动汽车用轮毂电动机磁热耦合仿真分析
本文插图

表4 定子铁心简化模型物理属性参数
（3）轮毂电动机其他部件的等效与简化 。 为了使温度场分析时的有限元模型较易求解 ， 所以对轮毂电动机中温度场分析影响较小的次要部分进行一定的省略和简化 ， 主要体现在几个方面：忽略对整体模型影响较小的小尺寸零件 ， 如螺栓、垫片等；忽略电动机外壳的两边端盖 ， 以等效散热系数等效两边端盖的散热作用 ， 保留与电动机转子相接触的顶部外壳；假设电动机内部有装配关系的零件是相互接触紧密、无空隙的 。
对轮毂电动机实际结构进行简化与等效处理后得到的简化模型 ， 如图5所示 。
汽车|电动汽车用轮毂电动机磁热耦合仿真分析
本文插图

图5 轮毂电动机简化模型
1.定子 2.绝缘体层 3.导体块 4.外壳 5.转子 6.永磁体 7.气隙
2. 对流换热系数的等效与计算
轮毂电动机主要的对流换热边界面为机壳外表面、机壳端面、转子端面、转子内表面、永磁体端面、气隙端面、绕组端部内表面、绕组端部外表面和定子端面 。
（1）气隙散热系数的计算 。 随着电动机转子的旋转 ， 电动机气隙中的空气会流动 ， 由于气隙的尺寸较小 ， 很难在温度场计算时模拟气隙的旋转和运动 ， 因此对定转子间的气隙做静止处理 。
（2）轮毂电动机外壳表面散热系数的计算 。 电动机壳在旋转时通过对流的形式与外界环境发生热交换 ， 同时旋转电动机的外壳会加速周围空气的流动从而增强散热效果 。
通过公式计算得到电动机对流散热边界面的散热系数 ， 具体数值见表5 。
汽车|电动汽车用轮毂电动机磁热耦合仿真分析


推荐阅读


上一篇：汽车娱生活|爱车一直被堵，要求挪车却被怼，女司机花400请来了吊车

下一篇：车业杂谈|丰田不只有全新86，还有“牛魔王”