永磁同步电机散热仿真分析及优化

在永磁同步电机原始结构的基础上对其进行仿真模型的改进,并对不同的改进方案进行仿真计算和对比分析。仿真结果表明通过对流道结构、传热路径和流量三个方面的优化设计显著降低了电机的最高温度。     

轮毂电机角模块系统多物理场耦合作用下的温升及散热分析

为更好地探究轮毂电机角模块系统在运行过程中的多种物理场耦合特性,解决轮毂电机在有限空间中存在的散热难问题,文章基于键合图理论,建立了轮毂电机角模块系统的多物理场耦合模型,并导出数学模型,利用MATLAB/Simulink进行动态仿真,分析了轮毂电机在多物理场耦合作用下的输出转矩和温度特性。仿真结果表明,采用水冷模式对定子绕组的冷却效果明显;对于不同的水道截面尺寸和冷却液流速,轮毂电机呈现出不同的温升特性;相同的电机运行工况和冷却液流量下,增加水道内径可以达到更好的冷却效果。借助有限元分析软件Fluent进行流体仿真,得到的电机温度分布云图和温度变化曲线与上述结论基本一致,验证了耦合模型的实用性和可靠性,为轮毂电机角模块系统的设计和应用提供了理论参考。     

电动汽车用永磁同步电机优化设计

提出一种能提高车用永磁同步电机转矩密度的优化方法。通过设计一台样机,用有限元方法对电机空载和负载性能进行仿真,并利用motor-CAD软件E-mag模块进行优化设置,优化方案与原电机方案进行对比分析,对比结果证明优化方案的可行性。对方案优化后的样机进行台架测试,试验结果为优化方法提供了参考。     

特种车辆重载电动轮用轮毂电机热特性分析及冷却水道优化

为了准确分析轮毂电机温度场，基于电磁场有限元分析，采用考虑旋转磁化及谐波磁场的方法计算铁耗，并计算了轮毂电机各部件生热率。采用基于有限体积法的流固耦合分析和基于热网络法的磁热耦合分析，分别计算了额定工况下轮毂电机温度场，将轮毂电机温升试验和仿真结果进行了对比。结果表明，基于有限体积法的流固耦合分析得出的绕组稳态温度计算误差为1.8%，基于热网路法的磁热耦合分析计算误差为2.5%，验证了两种温度场分析方法的正确性。对不同结构冷却水道的热阻和压降进行了理论分析，基于Pareto遗传算法对螺旋型水道进行多目标优化，在保证额定工况电机稳态温升基本不变的情况下使水道压降降低了22.9%。     

电动汽车用扁线电机定子绕组损耗分析与优化设计

为了提升扁线绕组电动机的效率，建立了绕组损耗的数学计算模型，分析了不同绕组层数与并联支路数对电机性能的影响，根据损耗产生原理提出绕组换位和改进绕组结构的损耗抑制方法，并分析了不同线型对绕组损耗的影响规律。针对电机常用工况，对不同方案的电机性能和效率进行对比，仿真结果表明，所提出的优化方法可以降低绕组损耗并提高扁线电动机的效率，最后通过试验验证了仿真分析的正确性。     

风冷永磁同步电机噪声分析与优化

以额定功率为18 kW的风冷永磁同步电机为研究对象,建立二维电磁仿真模型,利用有限元软件计算其径向电磁力,通过快速傅里叶变换分析径向电磁力的谐波次数,分别对电机的定子和整机进行了模态测试,得到其各低阶模态固有频率,分析了电机振动和噪声产生的原因,提出了一种通过优化电机壳体结构降低电机噪声的方法,并对改进后的风冷永磁同步电机进行了热仿真分析和噪声试验验证,结果表明,改进后电机温升满足工作要求,噪声降低了约11 dB(A)。     

某型电源车车舱通风散热性能优化研究

建立某型电源车车舱三维CFD模型,选取Realizable k-ε湍流模型,对电源车车舱内空气流场和温度场进行仿真计算,分析车舱的通风散热情况,发现了柴油发电机组和消声器散热存在的问题,并通过在机组舱后壁设计一个轴流风机对散热结构进行了改进。针对改进后的模型进行通风散热仿真分析,发现柴油发电机组和消声器表面温度明显下降。对车舱内温度进行实测,将测试结果与仿真计算结果进行对比分析,结果表明,增加轴流风机后车舱内通风散热效果明显改善。     

车辆主动悬架用电磁作动器温度场的有限元仿真分析

利用异步感应电机工作原理,设计了一种新型车辆主动悬架用电磁直线作动器。建立了该作动器的有限元仿真模型,并对其电磁力和温度场进行了有限元仿真分析,得出作动器内部的温度场分布规律:作动器在产生大电磁力的同时,内部温度上升明显,初级绕组处的温升最快,初级铁芯越接近次级温升越快。对加工后的电磁作动器样机模型进行了堵转情况下的电磁力和温度试验测试,所得结果与仿真结果基本一致。     

电机控制器串联式水道仿真及优化

为解决电机控制器串联式水道冷却效率低且IGBT模块结温不均匀的问题,本文创新性地提出了一种结构优化改进方案。针对一款大功率液冷电机控制器,对其冷却水道进行有限元建模,并利用CFD软件仿真水道的散热性能,对比分析不同方案的优劣,以提出合理化改进建议。     

电动汽车永磁同步驱动电机振动噪声建模与分析

某纯电动样车在试验过程中被抱怨驱动电机噪声问题。针对该问题,首先进行永磁同步驱动电机的振动噪音机理分析,建立以转速为输入信号和以噪声频率与阶次为输出信号的电机振动噪声理论模型,并推导出A声级噪声理论谱线;其次,进行被测永磁同步的电机振动噪声测试,得出A声级噪声试验谱线;最后,对比理论模型预测和测试结果,验证了模型的正确性,并识别被测永磁同步电机异常噪声源。该模型与试验相结合可以快速识别永磁同步电机的异常振动噪声源。     

不同驱动系统下纯电动汽车关键性能对比研究

为比较纯电动汽车不同驱动系统的关键性能,基于同一整车参数和某公司提供的可变绕组永磁同步电机试验数据,对纯电动汽车电机驱动系统开展了相关研究。基于精英保留遗传算法和动态规划理论,对单挡、两挡电控机械式自动变速器驱动系统的速比进行了设计优化。采用了精英保留遗传算法和动态规划理论对系统速比进行设计优化,并对可变绕组永磁同步电机绕组切换过程进行了动力性和经济性设计。仿真结果表明,在动力性上,两挡自动变速器驱动系统的加速性能最优;在经济性上,可变绕组永磁同步电机驱动系统的百公里能耗最小,单挡自动变速器驱动系统的动力性和经济性表现最不理想。     

基于Hypermesh的电机结构模态分析与优化

基于Hypermesh软件对某永磁同步电机进行模态分析。通过合理简化与假设,建立电机有限元仿真模型并计算出固有频率。为了验证仿真结果的准确性,通过锤击法模态试验进行验证,结果表明仿真结果与试验结果误差在5%以内。通过仿真结果优化定子结构,有效地提高了电机固有频率,减少发生电磁共振噪声的可能性。     

电动车用永磁同步电机定子铁心固有频率研究

为了准确预测永磁同步电机定子的固有频率,对某8极36槽永磁同步电机定子铁心进行等效和假设处理,建立其模态分析有限元模型,将定子铁心、绕组按等质量法解析,计算定子铁心的固有频率,并分析了其谐响应,发现在568.84 Hz频率下定子振动位移最大,当电机激振力频率与其接近时,电机噪声显著增大,电机空载噪声频谱分析试验结果表明,该模型具有较高的准确性。基于该模型研究了定子轭不同材料属性、定子齿宽、轭厚和定子铁心轴向长度对固有频率变化的影响。     

混合动力汽车用油冷永磁同步电机温度场研究

针对混合动力汽车用永磁同步电机结构紧凑、散热难的特点,采用电磁场与温度场耦合的有限元分析方法对油冷冷却条件下的永磁同步电机的三维温度场进行了计算。建立了电机的电磁场二维有限元模型,得到了电机的二维电磁场分布,并以此计算了额定工况下的电机损耗。通过计算电机各部件的等效导热系数,得到了额定工况下电机各部件的发热量,并以此建立了电机的温度场三维有限元模型,进而计算出额定工况下使用油冷冷却电机的温度场分布。通过电机温升试验与仿真结果对比,验证了仿真模型的合理性和分析结果的正确性。     

微型电动车轮毂电机的磁热耦合分析

针对温度变化对微型电动车轮毂电机工作性能和使用寿命的影响,提出了一种磁热耦合分析方法,并对轮毂电机进行了磁场和热场分析.采用Ansoft Maxwell软件建立了轮毂电机的有限元仿真模型,并通过仿真获得了其内部复杂磁通密度云图和磁力线分布图.建立了湿度场的数学模型,计算了绕组损耗、定转子铁损和永磁体的涡流损耗,并以此耦合到温度场作为热源.采用Ansys Workbench软件,计算了轮毂电机稳态温度场和各部件的温度分布以及起动过程中定子铁芯与转子铁芯瞬态温度曲线.仿真结果与试验实测温度值基本一致,表明采用磁热耦合方法分析轮毂电机的热源分布与温度分布准确可行,可为今后的轮毂电机优化设计提供基础.     

汽车交流发电机流体散热仿真分析方法

针对汽车交流发电机整机及其部件的流体散热、温度分布计算问题,对汽车交流发电机数学模型的建立与CAE仿真分析等方面进行研究;对汽车交流发电机数学模型的简化处理、流体域划分、部件发热源功率计算、仿真参数设置与后处理等方面进行总结归纳,提出一种适用于汽车交流发电机整机及其部件的温度分布计算方法,利用ANSYS的workbench平台下的FLUENT软件模块进行分析,同时对物理样机也进行试验测试。研究结果表明,仿真分析结果与物理试验进行对比,其偏差率在5%以内,分析结果可信。该仿真思路与方法可供发电机散热结构设计研究者参考。     

某纯电动汽车驱动电机热性能优化分析

为解决某款纯电动汽车的驱动电机在恶劣工况下最高温度超过限值的问题,在没有电机内部详细数模及相关输入参数,无法对电机内部温度场进行仿真分析和评估的条件下,通过电机外部冷流场的定性优化分析,采用多种优化方案,并借助试验测得的温度数据进行对比验证,从而确定优化措施,改善了电机的热平衡性能。     

基于GT-COOL对整车冷却系统散热性能的仿真分析与试验研究

文章采用GT-SUITE软件对某乘用车冷却系统性能进行仿真分析,包括建立发动机水套、水泵、节温器、散热器和暖风芯体等部件的仿真模型以及关键部件的参数设定和仿真计算。研究了整车冷却测试工况下冷却系统各组成部件的流动和换热特性,并与整车试验进行对比,对所建立的仿真模型进行验证。针对整车冷却试验中出现的水温偏高问题,通过对冷却系统水侧回路方案的优化分析,给出了解决方案。文章对发动机冷却系统的仿真与试验研究,为整车前期冷却系统的开发积累了相关经验。     

基于Fluent的电动汽车电机控制器冷却板改进

文章针对电动汽车电机控制器散热问题进行了分析,旨在使其工作在合适温度。建立了电动汽车电机控制器冷却器的三维模型,应用CFD（计算流体力学）方法对冷却器和功率模块的温度场进行了分析。分析结果描述了冷却器板、功率模块及水道在各入口水压下的温度场,并根据分析结果对水道进行了结构改进。改进后的分析结果表明,功率模块的温升有明显降低,这为控制器高效工作和延长其使用寿命提供了保证。     

纯电动汽车永磁同步电机引起车内啸叫的分析及优化

纯电动汽车永磁同步电机是影响整车的NVH性能主要激励源之一,通过对驱动电机定子的分析与优化,能有效降低电机谐频激励,减小电机振动,从而提高整车NVH舒适性。文章以一款纯电动车型为例,重点讲述通过测试排查减速能量回收车内啸叫问题,确认驱动电机24阶、48阶激励通过结构和空气传递到车内,引起车内中高频啸叫声,最终优化驱动电机定子绕组得以改善,达到优化车内噪声的目的,为纯电动汽车NVH性能开发和优化提供参考与借鉴。