【智慧方盛】技術中心|驅動電機冷卻方式演化
2024-09-30
驅動電機冷卻方式演化
隨著新能源汽車行業的快速發展，電驅系統正在向高速、高功率的方向發展，對電機冷卻系統的要求也越來越高，對于驅動電機的峰值功率、運行效率、響應速度和振動噪音等多項性能提出了更高的要求，這使得電機冷卻技術也在不斷創新和發展。
驅動電機冷卻系統主要可分為風冷和液冷兩大類。
風冷
散熱 采用空氣作為冷卻介質
驅動電機冷卻-風冷
通過空氣對流散熱，其構造簡單、成本低，運行維護方便，但冷卻效果一般，主要運用于小功率級別的電動車。
液冷
散熱可以分為冷卻水和油兩種
驅動電機冷卻-液冷
液冷散熱-水冷
水冷成本低且無污染，但由于電機內絕緣的需求，水冷只能在電機殼外壁水套內進行散熱，無法直接對定子鐵芯進行冷卻，成為了電機追求更高功率密度、高扭矩密度的制約因素之一。
液冷散熱-油冷
而油冷因為其良好的絕緣性，可以直接在電機內部進行接觸散熱，效果更佳，因此也成為驅動電機散熱熱門選項。
油冷
根據是否對內部電磁線繞組等部分進行冷卻
分為直接油冷和間接油冷
直接油冷有浸油和噴油式兩類。
浸油式即利用油的絕緣特性，直接將油通入電機內部，浸沒定轉子，這種方法能有效增強電機內部的傳熱系數，但浸油式會使轉子在運行過程中與油發生摩擦，降低電機效率。噴油式是利用油泵將油噴到轉子上設計的固定葉片，通過葉片的旋轉作用，將油飛濺到電機定子繞組端部等部件進行冷卻。
而間接油冷則是冷卻油通過空心電機軸和電機外殼體進行循環散熱，可直接去除電機內部熱量，并且與轉子摩擦損耗較小，優勢較為明顯。
圖解油冷
直接油冷（浸油式）
直接油冷（噴油式）
間接油冷
在市場的實際應用后的表現，水冷和油冷兩種冷卻方式對電機的冷卻也都有一定局限性。純水冷方式電機轉子不能得到有效冷卻，影響電機轉速提升；純油冷方式電機定子冷卻不均勻，影響電機輸出功率。
為了克服現有技術存在的上述缺陷，市場亟需一種油水復合冷卻的集成電機，通過油冷卻系統的集成化設計，能夠對電機端部繞組內、外側直接進行冷卻，同時具備散熱能力強、功率密度高、集成度高的特點，能夠根據工況自適應調節噴油量大小，滿足各種嚴苛的運行工況，且在傳統水冷電機結構基礎上，改動成本小，節約制造成本。
新型提供的油水復合冷卻結構能充分合理的利用現有空間實現油水復合冷卻，電機的冷卻效果好，能對軸承進行潤滑、降溫，提升電機極限工況下的性能指標達30％，市場熱度開始體現。
在市場需求推動下，技術迭代從未停止，油水復合冷卻集成電機在電驅橋上的應用為電動汽車帶來了諸多優勢，包括但不限于提升整體性能、增加能效比以及改善用戶體驗等方面。
隨著技術的不斷進步和完善，未來這種冷卻方式有望成為電動汽車動力總成領域的重要發展方向之一。
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