Forschungsstand der Kühlstruktur für Antriebsmotoren von Elektrofahrzeugen 2
Flüssigkeitskühlstruktur
Bei der flüssigkeitsgekühlten Wärmeableitungsstruktur handelt es sich um eine Motorkühllösung, bei der ein abgedichteter Zirkulationsströmungskanal im Motorgehäuse oder im Inneren des Motors vorgesehen ist und das Kühlmedium Wärme über Kühlstrukturen wie den Gehäusewassermantel, den Statorkanal usw. austauscht Rotorkanal. Je nach Kühlmedium können Flüssigkeitskühlungs-Wärmeableitungsstrukturen in zwei Kategorien unterteilt werden: Wasserkühlungs-Wärmeableitung und Ölkühlungs-Wärmeableitung. Flüssigkeitskühllösungen eignen sich für Anwendungen wie Hochleistungsmotoren, bei denen der Kühlbedarf nicht durch natürliche Wärmeableitung gedeckt werden kann. Die am häufigsten verwendeten flüssigen Kühlmedien mit hoher Wärmekapazität in Flüssigkeitskühllösungen sind Wasser, Ethylenglykol und Transformatoröl.
Um die Nachteile des Wassermediums mit hohem Gefrierpunkt und niedrigem Siedepunkt zu verbessern, wird während des Gebrauchs üblicherweise eine Wasser-Ethylenglykol-Mischlösung verwendet, um den Gefrierpunkt des Mediums zu senken und die allgemeine Umweltanpassungsfähigkeit des wassergekühlten Mediums zu verbessern Wärmeableitungssystem. Darüber hinaus ist das wassergekühlte Wärmeableitungssystem im Langzeitbetrieb anfällig für Kalkkorrosion, daher sollten während des Gebrauchs Korrosions- und Antischaumzusätze hinzugefügt werden.
Anhand eines Asynchronmotors mit wassergekühltem Kühlmantel als Forschungsobjekt werden die Temperaturfeldverteilung sowie die Einlass- und Auslassdruckabfälle des Motors bei unterschiedlicher Anzahl von Kanälen analysiert, wie in der Abbildung dargestellt. Experimentelle Ergebnisse zeigen, dass eine Erhöhung der Anzahl der Kanäle oder eine Erhöhung der Durchflussrate die maximale Temperatur des Motors senkt, während gleichzeitig die erforderliche Pumpenleistung steigt. Darüber hinaus ergab die Studie, dass das Multi-Port-System keinen wirklichen Nutzen für die Reduzierung der Maximaltemperatur des Motors hatte. Die maximale Gesamttemperatur des Multiports ist im Vergleich zur Dual-Port-Konfiguration unter gleichen Betriebsbedingungen höher.
Obwohl der Kühlwassermantel eine ausreichende Wärmeübertragung auf den aktiven Teil der Statorwicklung gewährleistet, reicht er aufgrund des hohen Wärmewiderstands zwischen der Wärmequelle und dem Kühlmedium in der Regel nicht aus, um die Wärme von den Wicklungsköpfen und dem Rotor abzuleiten. Daher ist diese Kühlstruktur nicht für Motoren mit langen Wicklungsköpfen geeignet. Für diesen Motortyp kann eine spezielle Kühlstruktur für den stark erhitzten Teil entwickelt werden, um den Kühlbedarf des Motors zu decken.
