在中國乃至全球范圍內(nèi)，汽車驅(qū)動電機(jī)應(yīng)該屬于電機(jī)業(yè)中的小分支，但是隨著新能源汽車在我國相關(guān)政策帶動下，如今已經(jīng)成為了各大資本爭先涉足的領(lǐng)域，但是汽車電機(jī)制造門檻非常高，尤其是我國的電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)與國外驅(qū)動機(jī)系統(tǒng)相比還存在不小的差距與不足，下面就新能源汽車電機(jī)熱管理策略以及發(fā)展現(xiàn)狀給大家分析一下。

電動汽車電機(jī)的結(jié)構(gòu)及性能

驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)是新能源車三大核心部件之一。電機(jī)驅(qū)動控制系統(tǒng)是新能源汽車車輛行使中的主要執(zhí)行結(jié)構(gòu)，其驅(qū)動特性決定了汽車行駛的主要性能指標(biāo)，它是電動汽車的重要部件。電動汽車的整個驅(qū)動系統(tǒng)包括電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)與其機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)兩個部分。其主要是由電動機(jī)、功率轉(zhuǎn)換器、控制器、各種檢測傳感器以及電源等部分構(gòu)成。

從電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)價值鏈來看，驅(qū)動電機(jī)和電機(jī)控制器所占的成本之比大致相同。新能源汽車驅(qū)動電機(jī)屬于中低壓電機(jī)范疇，由于其應(yīng)用領(lǐng)域的特殊性，相對一般中低壓產(chǎn)品，它具有較高的性能要求：

（1）功率密 度高，主要是為了在盡量小的車內(nèi)空間限制、電池電量下，提高續(xù)航里程；

（2）調(diào)速范圍寬：新能源汽車有兩類工況場景，在啟動、加速、爬坡時，要求工作在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)間；在高速行駛時，要求電機(jī)工作在恒功率區(qū)間；

（3）過載能力強(qiáng)：在啟動、加速、爬坡工況下，要求電機(jī)具有4-5倍的過載能力；

（4）安全可靠，要求電機(jī)的穩(wěn)定工作和抗震、散熱性能佳；

（5）輕量化，即電機(jī)體積小，滿足整車輕量化的要求。

電動汽車電機(jī)熱管理作用

電動汽車采用永磁電機(jī)作為驅(qū)動心臟，這種類型的電機(jī)具有高效率、高功率因數(shù)、寬弱磁范圍、高轉(zhuǎn)矩過載能力以及低噪聲與振動等一系列優(yōu)點。受車輛空間與運行環(huán)境的限制，研發(fā)人員總是力求使驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)矩密度高、功率密度高。

在功率不變的情況下，電機(jī)體積減小，不僅使其功率密度得到了提高，其損耗密度也有所增加，這勢必導(dǎo)致散熱困難，由此將會帶來電機(jī)過熱。當(dāng)電動汽車在惡劣環(huán)境和惡劣工況下運行時（如上時間處于爬坡、加速等狀態(tài)），電機(jī)熱耗更大，溫升更嚴(yán)重，對電機(jī)的安全性和使用壽命均產(chǎn)生不利影響。因此，準(zhǔn)確預(yù)測電機(jī)在不同工況下的內(nèi)部溫度分布，合理設(shè)計器冷卻散熱方式，是保證電機(jī)穩(wěn)定安全運行的前提。

電動汽車電機(jī)散熱案例解析

目前常規(guī)電動汽車的電機(jī)一般采用水套冷卻。驅(qū)動電機(jī)剖面如下圖所示，定子鐵心與冷卻水套之間采用過盈配合進(jìn)行裝配，這樣電機(jī)定子鐵心中產(chǎn)生的電磁力將通過此種配合傳遞到冷卻水套上。整個電機(jī)內(nèi)產(chǎn)生的熱量也將被冷卻水帶走。

在一定泵功驅(qū)動下，水道截面尺?寸增大，其冷卻水流速將下降，水道對流傳熱系數(shù)也將減小，受冷卻水套機(jī)械強(qiáng)度的限制，水道截面尺寸不能無限制增大；若水道截面尺寸減小，冷卻水流速將增加，其對流傳熱系數(shù)增大，但流動阻力也將增大。可見，在設(shè)計冷卻水套時，除了工藝實施性和造價因素之外，更需要考慮括冷卻水套水頭損失分析、水道內(nèi)的對流傳熱分析以及整個水套的機(jī)械應(yīng)力分析與計算。利用熱流仿真分析軟件可以對電機(jī)的冷卻水套進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，實現(xiàn)最佳散熱性能和最小泵功消耗的最佳匹配。

以下組圖為尼桑LEAF電動汽車的驅(qū)動電機(jī)的冷卻水套系統(tǒng)。

該水套采用鑄造成型，在高度方向上分三層，每層留設(shè)中空的流道，各層之間有流道相連。整個水套與電機(jī)定子外壁過盈配合，最大限度減小兩者之間的熱阻。