浅谈新能源汽车电机外壳冷却水套的创新设计

[摘 要]研究新能源汽车发动机交流发电机的结构及发热状况，分析新能源汽车交流发电机的基本结构和工作原理，对新能源汽车发电机外壳的连接结构和功能进行改进，设计一个水冷却水套，以满足较大功率新能源汽车发电机的散热要求。本创新设计主要运用流程式平行流水循环的水冷却方式，使得安装更加灵活，冷却效率更高。

[关键词]新能源汽车 电机 流程式 灵活

中图分类号：TS761.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）24-0116-01

背景

在当今汽车上，汽车电器设备和电子控制系统不断增多。随之而来，汽车用电量需求不断攀升，如空调用电、燃料系统的电子化、排气的净化处理、电动执行机构的增多及其用电等，输出电流增大，从而导致汽车发动机所带发电机的功率从原来的0.25kW、0.35kW、0.5kW、增大到0.75kW、1kW，甚至1.5kW、2kW，这样原来的风冷已经不能满足汽车发电机的温升问题，影响到其寿命和工作可靠性。

目前，新能源汽车的发展，因其绿色环保的概念而得到了各国政府的大力支持，各国纷纷出台新能源汽车相关政策。新能源汽车，主要是以电动汽车为核心，电机和控制器是电动汽车的动力来源，也是驱动系统中发热量较高的两大部件。因此，高效合理的散热设计，是保证电机和驱动器可靠运行的必要条件。一般的，传统的散热方式是自然风冷，强制和风冷和强制水冷三种方式，风冷主要是对小功率的电机产品，对大功率的电机，目前广泛采用强制水冷，而冷却水套是主要水冷方式。但是，目前现有的冷却水套仍存在着许多的缺陷。

1.现有冷却水套设计存在的主要缺陷

目前现有技术问题主要是：1、进出水口受到限制、不能灵活安装。为保证散热效果的均匀，螺旋形冷却水套只能在水套前后两侧开进出水口，对电机安装造成限制2、冷却不均匀，导致局部高温，水流受重力影响较大，进水口一般只能安装在中心线上。受重力影响，导致流速不均，冷却不均匀。3、水道由串联到并联，最终并入出水口，导致出水后出现局部冲击，影响装置的可靠性。

2.冷却水套的创新设计

本设计主要通过成本低廉的一套设备，弥补现有技术的不足。利用水冷却方式，通过导流隔片形成多流程水循环式冷却水套。流程式平行流水循环，解决了重力影响对冷却效果的影响，通过前后往复式水循环，使得电机冷却均匀。流程式水循环水路对进出水口的位置没有限制，进一步解决了安装受限制的问题。水循环过程匀速、均匀，不会造成局部冲击，装置可靠性好。水循环的管路采用多孔设计，扩大水的接触面积，提高冷却效率。本设计的流程示意图如图1，其中1为出水口，2为进水口，3为前集流管，4为导流隔片，5为冷却扁管 ，6为后集流管。

本设计利用流程式水循环冷却方式，通过水泵控制水的速度和流量进入进水口，利用导流隔片控制水流循环的走向和流程，通过冷却扁管内部的多孔设计，增大了水流的接触面积，提高了对电机的冷却效率。易于控制冷却效率、可靠性强、安装灵活。

本设计的系统工作流程具体如下：

第一步：通过水泵将水引入进水口，流入前集流管。

第二步：水流到前集流管的第一个导流隔片后，开始转向，通过冷却扁管，进入后集流管，第一流程结束。

第三步：进入后集流管后，水沿集流管方向流，遇到第二个导流隔片，进而转向，进入第二流程，流回前集流管。

第四步，重复以上行程，依次类推，直到水流通过出水口，一个冷却循环结束。

3.总结

本发明利用水冷却方式，通过导流隔片形成多流程水循环式冷却水套。流程式平行流水循环，解决了重力影响对冷却效果的影响，通过前后往复式水循环，使得电机冷却均匀。流程式水循环水路对进出水口的位置没有限制，进一步解决了水套的安装受限制的问题。水循环过程水流匀速、均匀，不会造成局部冲击，装置可靠性好。水循环的管路采用多孔设计，扩大水的接触面积，提高冷却效率。

参考文献：

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