纯电动汽车电机驱动系的冷却系统设计与研究

摘要

随着能源的紧缺以及人们对环境保护的诉求，近年来电动汽车得到了迅猛的发展。那么电机作为电动汽车的“心脏”，其性能直接决定了电动汽车的性能。其中一个关键的问题是电机及其控制器的散热。电机在运行过程中产生的热对电机的物理、电气和力学特性有着重要影响，当温度上升到一定程度时，电机的绝缘材料会发生本质上的变化，最终使其失去绝缘能力，另一方面，随着电机温度的升高，电机中的金属构件强度和硬度也会逐渐下降。由电子元器件构成的控制器，同样会由于温度过高而导致电子器件的性能下降，出现不利影响，如过高温度会导致半导体结点、电路损害，增加电阻，甚至烧坏元器件。 本文中针对某型电动汽车驱动系统的冷却系统进行了设计和研究。首先，本文对电动汽车的驱动电机以及其控制器散热板，使用UG 软件建立了它们的三维模型。在不影响仿真分析精度的前提下，对三维模型进行了简化。将三维模型生成的文件导入Ansys/Fluent软件，设置边界条件，分析了电机壳体以及控制器散热板的温度场。根据它们的温度场分布，对电机冷却水道和控制器散热板中的水道进行了重新优化设计。优化设计后的分析结果表明，电机壳体及其控制器温度有明显降低。 经过对电机及控制器散热板的温度场分析之后，对电动汽车的整个冷却系统部件进行了选型设计，包括散热器、水泵、风扇等。选型设计完成之后，对冷却系统布置各种方案进行了对比研究。并建立了整个冷却系统的数学模型，使用Matlab/Simulink 软件对冷却系统的进行了特性仿真。通过对整个冷却系统的台架试验数据结果，并与仿真结果对比分析表明，仿真结果满足要求。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：符号说明

声明

第一章 绪论

第二章 电机驱动系的冷却方案布置设计

第三章 电机及其控制器冷却水道设计分析

第四章 冷却部件选型设计

第五章 冷却系统的特性仿真与试验分析

第六章 总结与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间所取得的相关科研成果