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发表于 2024-10-25 22:26:12

新能源汽车驱动电机及冷却原理

 

随着环保意识的增强和能源结构的调整,新能源汽车在全球范围内得到了广泛的关注和迅速的发展。驱动电机作为新能源汽车的核心动力部件,其性能和可靠性直接影响着整车的动力性、经济性和安全性。而冷却系统则是保障驱动电机在各种工况下正常运行的关键,良好的冷却系统能够有效地控制电机温度,提高电机的效率和寿命。上汽奥迪Q5etron电动车在新能源汽车领域具有一定的代表性,其先进的电池热管理系统和电机散热管理系统为车辆的高性能和可靠性提供了有力保障。
 





二、新能源汽车驱动电机工作原理
 
(一)基本原理
 
新能源汽车驱动电机主要是将电能转化为机械能,驱动车辆行驶。其工作原理基于电磁感应定律和安培力定律。当电流通过电机的定子绕组时,会在定子绕组周围产生一个旋转磁场。这个旋转磁场与转子上的永磁体或感应绕组相互作用,产生电磁力,从而使转子旋转,输出机械能。
 
(二)上汽奥迪Q5etron电机特点
 
1. 定子绕组 hair - pin、扁线设计
- 原理与优势:
- Hair - pin 绕组(发卡绕组)和扁线设计是上上汽奥迪Q5etron电机的重要特点之一。传统的圆线绕组在电机槽内的填充率较低,而扁线绕组可以大大提高槽内的空间利用率,从而增加绕组的匝数,提高电机的功率密度和效率。
- Hair - pin 绕组的形状类似于发卡,其端部较短,相比传统绕组可以有效降低电机的铜耗和电阻,提高电机的效率和散热性能。同时,这种设计还可以减少电机的体积和重量,有利于整车的轻量化设计。
2. 工作过程中的电磁转换
- 在电机运行过程中,定子绕组中的电流按照一定的规律变化,产生的旋转磁场以同步转速旋转。转子在旋转磁场的作用下,受到电磁力的驱动而旋转。上汽奥迪Q5etron电机通过优化定子绕组的设计和电流控制策略,使得电机在不同转速和负载下都能够高效地运行,提供稳定的动力输出。
 
三、新能源汽车冷却系统工作原理
 
(一)冷却系统的重要性
 
冷却系统对于新能源汽车驱动电机至关重要。电机在工作过程中会产生大量的热量,主要包括铜损(电流通过绕组时的电阻损耗)、铁损(铁芯中的磁滞损耗和涡流损耗)以及机械损耗等。如果这些热量不能及时散发出去,电机的温度会迅速升高,导致电机的性能下降,甚至会损坏电机的绝缘材料,影响电机的寿命和可靠性。因此,冷却系统的主要作用就是将电机产生的热量带走,保持电机在合适的温度范围内工作。
 





(二)上汽奥迪Q5etron电机散热管理系统
 
1. U 型水道设计
- 结构与原理:
- 上汽奥迪Q5etron电机采用了 U 型水道设计来进行散热。U 型水道通常是在电机的定子铁芯或外壳内部加工而成。冷却液在水泵的驱动下,流经 U 型水道,与电机的发热部件进行热交换。冷却液吸收热量后,温度升高,然后通过散热器将热量散发到空气中,冷却后的冷却液再回到电机继续循环。
- 散热效果优势:
- U 型水道的设计具有较大的散热面积,能够与电机的发热部件充分接触,提高热交换效率。与传统的冷却方式相比,这种设计可以更快速、有效地将电机产生的热量带走,保证电机在高负荷运行时也能保持较低的温度。
2. 冷却系统的工作流程
- 冷却液循环:
- 冷却液从水箱出发,经过水泵加压后进入电机的 U 型水道。在水道中,冷却液吸收电机产生的热量,温度升高。然后,热冷却液流向散热器,在散热器中与空气进行热交换,将热量散发到空气中,冷却液温度降低。冷却后的冷却液再回到水箱,完成一个循环。
- 温度控制策略:
- 上汽奥迪Q5etron的冷却系统配备了智能温度控制策略。通过传感器实时监测电机的温度和冷却液的温度。当电机温度升高到一定程度时,冷却系统会自动增加冷却液的流量,提高散热效率。反之,当电机温度较低时,冷却系统会适当降低冷却液的流量,以减少能量消耗,同时保证电机在合适的温度范围内工作。
 
因此,新能源汽车驱动电机及冷却系统是保障车辆高效、可靠运行的关键部件。上汽奥迪Q5etron电动车的驱动电机采用了先进的定子绕组 hair - pin、扁线设计等技术,提高了电机的性能和效率。其冷却系统中的 U 型水道设计和智能温度控制策略以及超过国标的电池热管理系统,有效地保证了电机和电池在合适的温度范围内工作,提高了整车的性能、可靠性和安全性。

 
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