淺談新能源汽車電機外殼冷卻水套的創(chuàng)新設(shè)計

沈松貞++田玉東++折遠文++任千++周自康

[摘 ?要]研究新能源汽車發(fā)動機交流發(fā)電機的結(jié)構(gòu)及發(fā)熱狀況，分析新能源汽車交流發(fā)電機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，對新能源汽車發(fā)電機外殼的連接結(jié)構(gòu)和功能進行改進，設(shè)計一個水冷卻水套，以滿足較大功率新能源汽車發(fā)電機的散熱要求。本創(chuàng)新設(shè)計主要運用流程式平行流水循環(huán)的水冷卻方式，使得安裝更加靈活，冷卻效率更高。

[關(guān)鍵詞]新能源汽車 ?電機 ?流程式 ?靈活

中圖分類號：TS761.6 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）24-0116-01

背景

在當今汽車上，汽車電器設(shè)備和電子控制系統(tǒng)不斷增多。隨之而來，汽車用電量需求不斷攀升，如空調(diào)用電、燃料系統(tǒng)的電子化、排氣的凈化處理、電動執(zhí)行機構(gòu)的增多及其用電等，輸出電流增大，從而導(dǎo)致汽車發(fā)動機所帶發(fā)電機的功率從原來的0.25kW、0.35kW、0.5kW、增大到0.75kW、1kW，甚至1.5kW、2kW，這樣原來的風(fēng)冷已經(jīng)不能滿足汽車發(fā)電機的溫升問題，影響到其壽命和工作可靠性。

目前，新能源汽車的發(fā)展，因其綠色環(huán)保的概念而得到了各國政府的大力支持，各國紛紛出臺新能源汽車相關(guān)政策。新能源汽車，主要是以電動汽車為核心，電機和控制器是電動汽車的動力來源，也是驅(qū)動系統(tǒng)中發(fā)熱量較高的兩大部件。因此，高效合理的散熱設(shè)計，是保證電機和驅(qū)動器可靠運行的必要條件。一般的，傳統(tǒng)的散熱方式是自然風(fēng)冷，強制和風(fēng)冷和強制水冷三種方式，風(fēng)冷主要是對小功率的電機產(chǎn)品，對大功率的電機，目前廣泛采用強制水冷，而冷卻水套是主要水冷方式。但是，目前現(xiàn)有的冷卻水套仍存在著許多的缺陷。

1.現(xiàn)有冷卻水套設(shè)計存在的主要缺陷

目前現(xiàn)有技術(shù)問題主要是：1、進出水口受到限制、不能靈活安裝。為保證散熱效果的均勻，螺旋形冷卻水套只能在水套前后兩側(cè)開進出水口，對電機安裝造成限制2、冷卻不均勻，導(dǎo)致局部高溫，水流受重力影響較大，進水口一般只能安裝在中心線上。受重力影響，導(dǎo)致流速不均，冷卻不均勻。3、水道由串聯(lián)到并聯(lián)，最終并入出水口，導(dǎo)致出水后出現(xiàn)局部沖擊，影響裝置的可靠性。

2.冷卻水套的創(chuàng)新設(shè)計

本設(shè)計主要通過成本低廉的一套設(shè)備，彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足。利用水冷卻方式，通過導(dǎo)流隔片形成多流程水循環(huán)式冷卻水套。流程式平行流水循環(huán)，解決了重力影響對冷卻效果的影響，通過前后往復(fù)式水循環(huán)，使得電機冷卻均勻。流程式水循環(huán)水路對進出水口的位置沒有限制，進一步解決了安裝受限制的問題。水循環(huán)過程勻速、均勻，不會造成局部沖擊，裝置可靠性好。水循環(huán)的管路采用多孔設(shè)計，擴大水的接觸面積，提高冷卻效率。本設(shè)計的流程示意圖如圖1，其中1為出水口，2為進水口，3為前集流管，4為導(dǎo)流隔片，5為冷卻扁管 ，6為后集流管。

本設(shè)計利用流程式水循環(huán)冷卻方式，通過水泵控制水的速度和流量進入進水口，利用導(dǎo)流隔片控制水流循環(huán)的走向和流程，通過冷卻扁管內(nèi)部的多孔設(shè)計，增大了水流的接觸面積，提高了對電機的冷卻效率。易于控制冷卻效率、可靠性強、安裝靈活。

本設(shè)計的系統(tǒng)工作流程具體如下：

第一步：通過水泵將水引入進水口，流入前集流管。

第二步：水流到前集流管的第一個導(dǎo)流隔片后，開始轉(zhuǎn)向，通過冷卻扁管，進入后集流管，第一流程結(jié)束。

第三步：進入后集流管后，水沿集流管方向流，遇到第二個導(dǎo)流隔片，進而轉(zhuǎn)向，進入第二流程，流回前集流管。

第四步，重復(fù)以上行程，依次類推，直到水流通過出水口，一個冷卻循環(huán)結(jié)束。

3.總結(jié)

本發(fā)明利用水冷卻方式，通過導(dǎo)流隔片形成多流程水循環(huán)式冷卻水套。流程式平行流水循環(huán)，解決了重力影響對冷卻效果的影響，通過前后往復(fù)式水循環(huán)，使得電機冷卻均勻。流程式水循環(huán)水路對進出水口的位置沒有限制，進一步解決了水套的安裝受限制的問題。水循環(huán)過程水流勻速、均勻，不會造成局部沖擊，裝置可靠性好。水循環(huán)的管路采用多孔設(shè)計，擴大水的接觸面積，提高冷卻效率。

參考文獻：

1.鄧隱北，鄧彬，汽車發(fā)電機的技術(shù)進展，微電機，2010（1），89-91;

2.侯譚剛，論汽車交流發(fā)電機的現(xiàn)狀與發(fā)展，汽車科技，2012（5），31-32;

3.陳光軍，汽車發(fā)電機自動化測試臺的設(shè)計，機電技術(shù)，2008（10），98-100;

4.張俊智，發(fā)動機動態(tài)試驗臺混合模擬方法的仿真研究，內(nèi)燃機學(xué)報， 2007（1），1-5;

5.優(yōu)可夫，桑塔納電噴發(fā)動機實驗臺架，機械研究與應(yīng)用，2006（3），47-48.