无论是双电机中央驱动还是分布式轮边驱动,电机都是重要组成部分。油冷扁线电机集合了油冷技术和扁线电机,以其卓越的性能和效率,在电驱桥领域中展现出巨大的潜力和优势。今天我们就深入讨论油冷扁线电机的优势、技术特点以及未来它在新能源汽车中的应用前景。
油冷扁线电机的技术演变
扁线电机,即“发卡式”扁线绕组电机。2021年精进电动研发第一代低速扁线电机,并将其率先应用于混动车型领域。该扁线电机的功率达到了2.7kW/kg,此后,扁线电机技术逐渐成熟,扁线电机也由第一代低速扁线电机逐渐发展到第三代高速油冷扁线电机,不仅成本比以往大大降低,电机功率也达到了6.33kW/kg。
扁线电机VS圆线电机
扁线电机绕成线圈后空隙较小,槽满率提升 19.5%,扁线电机的扁矩形横截面使得电机内部散热快,绕组温升下降 17.5%。并且在同样峰值功率下 ,额定功率更高。可以说,扁线电机无论在性能上、散热、成本上都远远优于圆线电机。
因而在规模效益下,扁线电机比圆线电机更有性价比。在同样功率扭矩下 ,材料成本更低。如果将其运用在商用车重卡,扁线电机扭矩较圆线电机更高,提速快,动力强。
电机散热——水冷
想要电机功率更高,就需要更加有效的散热方式。其中常见的散热方式有水冷和油冷。我们先来说说水冷散热。
水冷散热,在工作过程中,电机运转时会产生热量,会通过电机的绕组、转子和定子等部件传导出来。水冷电机在设计上会设置冷却通道,通过这些通道,水流动并与电机的热源进行热交换,从而将热量排出。
水冷散热的热传导顺序从绕组传导到绝缘,再到铁芯,最后到机壳。不同部件的温升速率不同,其中绕组是电机中的主要发热部件,绕组的温升最快,最终温度最高,绝缘的温升次之,铁心和机壳的温升相对较慢,且最终温度较低。
利用电机每颗导体均匀触槽,绝缘传热,不存在导体间传热和较大气隙热阻的关键特点,意味着绕组设计有助于均匀分布热量,电机设计中减少了不必要的热传导路径,从而提高了散热效率。此外,在电机设计中,气隙的热阻对整体散热有显著影响,较大的热阻会一定程度限制热量的传递,从而影响电机的温升。
电机散热——油冷
油冷散热又称作直接散热,冷却液直接冷却发热体,相比水冷散热,大大缩短了热阻传导路径;针对发热源(绕组和铁芯)直接散热,能够快速带走热量,冷却效果好。
当然油冷技术也是有一定难点,如果将电机和变速箱共油设计需考虑ATF油兼容性 ,过滤等一系列问题;油路设计 ,仿真也是一大难点;生产制造还需考虑电机清洁度,采用真空清洗。
不过尽管如此,油冷技术与水冷散热相比,解决水冷散热传递路径长,容易造成局部过热的现象。并且凭借散热性能优越、系统集成度高、运行噪音低以及维护成本低大受欢迎。
总结
综合以上所述,因而我们可以大胆推测,电机未来的终极技术路线—扁线电机&油冷,从而快速将电机的热量散出 ,提高电机功率扭矩密度。
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