本文關(guān)鍵詞：電動汽車電機定子液冷流道結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析

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【摘要】：作為電動汽車核心部件之一的驅(qū)動電機,其發(fā)展趨于體積小型化、功率高密度化以及工作環(huán)境相對封閉化,這使得其產(chǎn)熱和散熱的問題研究成為電機結(jié)構(gòu)設(shè)計所關(guān)心的重要課題。常規(guī)的風(fēng)冷散熱方式已難以滿足冷卻需求,所以需采用液冷方式對電機進(jìn)行散熱以保障電動汽車穩(wěn)定而安全的運行。對液冷電機實驗?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行計算流體力學(xué)(CFD)熱仿真計算；對實驗?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行實驗；并對液冷電機的溫升特性進(jìn)行理論解析；通過三種研究方法所得結(jié)果的對比分析,以驗證CFD熱仿真方法的可靠性。文章對液冷電機的不同冷卻流道結(jié)構(gòu)進(jìn)行了對比分析,可分為串聯(lián)結(jié)構(gòu)與并聯(lián)結(jié)構(gòu)兩類,其中串聯(lián)結(jié)構(gòu)包括軸向結(jié)構(gòu),平行結(jié)構(gòu)和螺旋結(jié)構(gòu)；并聯(lián)結(jié)構(gòu)分為將進(jìn)出液口置于同側(cè)和異側(cè)兩種。通過對不同冷卻結(jié)構(gòu)的電機定子模型進(jìn)行CFD熱仿真計算,得出各自的溫升特性,從而對比分析各流道結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣情況以及在實際應(yīng)用中的取舍。文章對冷卻流道結(jié)構(gòu)提出了三種不同的優(yōu)化方法：一是對冷卻流道橫截面倒角進(jìn)行優(yōu)化；二是對加入流道中的直肋的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行細(xì)化的優(yōu)化分析,包括厚度、高度、側(cè)面傾斜角度三個方面；三是提出在冷卻流道中加入擾流片以進(jìn)行傳熱強化,并設(shè)計了多種擾流片結(jié)構(gòu)方案。對于上述所有優(yōu)化方案,均對其使用計算流體力學(xué)軟件進(jìn)行溫度場與流場的仿真計算,通過對比各結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的優(yōu)劣以得到最終的優(yōu)化方案。
【關(guān)鍵詞】：電動汽車 液冷電機 冷卻流道 熱仿真
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U469.72
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• abstract9-15
• 第一章 緒論15-18
• 1.1 本文的研究意義15-16
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16
• 1.3 本文的研究內(nèi)容16-18
• 第二章 電機定子的熱特性分析18-26
• 2.1 電機定子的組成18-21
• 2.1.1 繞組18-19
• 2.1.2 鐵芯19-20
• 2.1.3 機殼20
• 2.1.4 冷卻液20-21
• 2.2 電機生熱機理21
• 2.2.1 鐵損耗計算21
• 2.2.2 銅損耗計算21
• 2.3 電機的散熱機理21-24
• 2.3.1 外表面散熱系數(shù)22
• 2.3.2 流道內(nèi)湍流強制對流換熱數(shù)學(xué)模型22-23
• 2.3.3 電機內(nèi)部空氣的處理23-24
• 2.3.4 水道熱阻數(shù)學(xué)模型24
• 2.4 本章小結(jié)24-26
• 第三章 電機定子的CFD熱仿真26-42
• 3.1 熱仿真26-34
• 3.1.1 電機定子模型26-27
• 3.1.2 仿真計算流程27-29
• 3.1.3 電機定子穩(wěn)態(tài)仿真29-31
• 3.1.4 電機定子瞬態(tài)仿真31-34
• 3.2 實驗研究34-37
• 3.2.1 實驗平臺的介紹34-36
• 3.2.2 實驗步驟及結(jié)果36-37
• 3.3 電機定子溫升的理論解析37-40
• 3.4 三者結(jié)果對比分析40-42
• 第四章 冷卻結(jié)構(gòu)的分析及優(yōu)化42-68
• 4.1 冷卻結(jié)構(gòu)對比分析42-52
• 4.1.1 軸向結(jié)構(gòu)44-46
• 4.1.2 平行結(jié)構(gòu)46-47
• 4.1.3 螺旋結(jié)構(gòu)47-48
• 4.1.4 并聯(lián)結(jié)構(gòu)—進(jìn)出液口同側(cè)48-50
• 4.1.5 并聯(lián)結(jié)構(gòu)—進(jìn)出液口異側(cè)50-51
• 4.1.6 冷卻結(jié)構(gòu)對比分析51-52
• 4.2 水道倒角52-55
• 4.3 直肋的優(yōu)化55-60
• 4.3.1 肋片結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化55-59
• 4.3.2 優(yōu)化設(shè)計的理論解析59-60
• 4.3.3 優(yōu)化方案結(jié)論60
• 4.4 擾流片的優(yōu)化60-66
• 4.4.1 物理模型60-61
• 4.4.2 擾流片結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計61-65
• 4.4.3 優(yōu)化結(jié)構(gòu)的理論解析65-66
• 4.4.4 優(yōu)化設(shè)計結(jié)論66
• 4.5 本章小結(jié)66-68
• 第五章 總結(jié)與展望68-71
• 5.1 總結(jié)68-69
• 5.2 展望69-71
• 參考文獻(xiàn)71-74
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動及成果情況74

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本文編號：699507