哈尔滨工业大学硕士学位论文
摘要
目前环境污染和能源危机是人们面临的两大挑战,由此电动汽车得到了很
快的推广,轮毂电机凭借着结构紧凑、安全性可靠性高、过载能力强的优点受
到广泛关注,但是轮毂电机散热环境恶劣,热性能是制约轮毂电机应用的重要
因素。机壳水冷和直接油冷结合起来,能够从内而外带走电机热量,有效降低
电机温度。本文以扁线绕组永磁同步轮毂电机为研究对象,就电磁损耗、直接
油冷电机油摩损耗计算方法及实验验证、油-水复合冷却结构设计和影响因素进
行了以下研究。
首先,对扁线绕组永磁同步轮毂电机各部件损耗计算方法进行了分析,针
对扁线绕组研究了其槽内绕组和端部绕组交流损耗系数与电流频率的关系,采
用联合仿真的方法研究变频器PWM斩波过程中引入电流谐波对于损耗产生的
影响。根据轮毂电机的使用背景,对电动车在各种运行条件下轮毂电机的损耗
问题展开研究,着重分析电机在过载运行和高速运行时的损耗情况。
其次,对直接油冷电机带来的油摩损耗问题进行了研究,根据电机结构特
点,将电机气隙、转子端面和转子端面搅油槽分开考虑,分别推导出各部位油
摩损耗解析计算公式,分析油摩损耗受影响因素,研究电机不同位置油摩损耗
与转速、温度的关系,研究油量未满时转子浸油高度对油摩损耗和电机散热的
影响,搭建油摩损耗测试平台,进行油摩损耗实验验证分析计算的准确性。
最后研究了永磁同步电机油水复合冷却方案,对比分析了机壳水冷、机壳-
水冷与喷油冷却结合和机壳水冷与转子甩油冷却结合三种方案,从喷油管结构
选取、机壳内油道位置设计、冷却液温度和流量影响方面研究了油-水复合冷却
方案的散热性能。
关键词永磁同步轮毂电机;扁线绕组;损耗分布;油摩损耗;油水复合冷却:-
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哈尔滨工业大学硕士学位论文
Abstract
Atpresent,environmentalpollutionandenergycrisisarethetwomajor
challengesfacedbypeople,soelectricvehicleshavebeenquicklypromoted,
in-wheelmotorwithcompactstructure,highsafetyandreliability,overload
capacityadvantageshavebeenwidelyconcerned,butin-wheelmotorheat
dissipationenvironmentisharsh,thermalperformanceisanimportantfactor
restrictingtheapplicationofin-wheelmotor.Thecombinationofwatercoolingand
directoilcoolingofthecasingcantakeawaytheheatofthemotorfromtheinside
out,effectivelyreducingthetemperatureofthemotor.Inthispaper,takingthe
hairpinwindingpermanentmagnetsynchronousin-wheelmotorastheresearch
object,thefollowingstudiesarecarriedoutonelectromagneticloss,calculation
methodandexperimentalverificationofoilviscositylossofdirectoil-cooledmotor,
designofoil-watercombinedcoolingstructure,andinfluencingfactors.
Firstly,thecalc