【干货分享】电机冷却原理简介

lichengwan

无论是纯电动汽车，亦或是各种混动车型，电驱动技术让它们具备更好的动力性能，动不动就是几秒破百。但是，在带来更好动力性能的同时，动力系统也面临着散热的问题。那么新能源车型都是怎么搞定这个散热问题的？其实它们的招数还挺多的。



首先需要说明的是。动力系统的散热并不仅仅是把它从电动机等部分排掉，而是要把它们更好的利用起来。毕竟节能是当今汽车行业的主题，能把车上的每一点能量都有最高限度的利用，显然是工程师的最高境界。

之前我们也解读过新能源其他系统的热管理：比如电池：以及空调如何更高效：

电机为啥要散热？过热会影响运行效率，影响润滑和绝缘，甚至烧坏电机如果新能源车的电动机没有良好的散热。在持续运行中，很容易出现过热。温度不断升高之后，电机内部的电阻也会增加，这个时候电动机的效率和出力就会急剧下降。对于有监测系统的车型，这个时候往往会限制动力输出，起到保护的作用。



较高的温度也会影响到电动机内部的润滑和绝缘，极端情况下，甚至有可能烧坏电机。虽然新能源车的电机没有电池那么贵，但是换一个新的也是价格不菲。





非主力选手，风冷就够啦优势：结构简单成本低不足：散热效率一般，无法应付大功率电机；不能回收利用热量风冷其实是最早应用在燃油车的冷却技术，早期的甲壳虫，菲亚特126P等经典车型，就采用了风冷散热技术。对于电动车来说，采用这项技术，也是比较容易。它通过电机的壳体，将电机产生的热量，传递到车外。然后通过气流把热量带走。







同样出于散热的考虑。我们看到汽车上电机及驱动系统的外壳，也通常采用铝合金材质。不但重量更轻，也有利于散热。



由于风冷的效率不那么高，所以它一般用在一些电机功率比较低的车型上，目前主要是一些混合动力/插电式混合动力车型的后桥，也就是纯电驱动的那一个轴上面。





应用路子最广算是水冷优势：能充分利用热量，散热效率有保障不足：管路复杂，对设计要求高我们也提到过，新能源汽车的电池，也可以采用水冷（液冷）。如果把电池的水冷系统和电机连起来，为驱动电机系统散热，就顺理成章了。水冷系统的效率是比较高的，以前我们玩电脑的时候，很多高阶刷机的玩家就引入了水冷。





————为啥水冷效率高？————

水的比热容（单位质量上升同样温度吸收的热量）要比空气高三倍，就好比同样的时间短，人家能攒下三倍的钱一样，你说哪个有钱？普通汽车包括新能源汽车的防冻液是乙二醇的水溶液，在同等温度下的比热容略低于纯水，但还是要比空气高很多。



————————————新能源汽车的电机水冷系统通常不是独立的，而是和电池包，以及电控系统的冷却，形成一个完整的热管理系统。在电机壳体的内部，也有类似于内燃机缸体内部那样的水道，冷却液通过水泵的驱动在中间流动，从而达到散热效果。



当然，水冷系统要兼顾电池包和驱动电机两方面的冷却，有的热管理系统还和空调、电控系统等相连，这样涉及到多个子系统，在设计方面就比较复杂了。





但是，由于水冷的使用效果确实很好，所以现在相当多的主流电动车，无论是几十马力的代步车，还是使用大功率驱动电机的车型，基本上都采用水冷系统来为驱动电机散热。

水冷系统还有个好处就是可以统筹使用车上的热量，实现更好的热管理。比如有些车型的设计就将电机散发的热量为电池组保温。在冬季对于新能源车型来说，还是非常有用的——毕竟靠电池组自己的加温，损耗非常大。

随着技术的进步，不但电机外侧的定子可以冷却，内部的转子也可以增加水套进行冷却，进一步提升了热管理的效率。



变速箱的电机，也可以用油冷优势：结构紧凑，和变速箱等通盘设计，散热效率高不足：不方便回收利用热量油冷就和传统燃油车的发动机、变速箱的冷却方式差不多了，通常来说，这种方式的冷却效率还是比较高的。而且这个时候，电机冷却和变速箱的冷却在一起，也有利于结构的紧凑化，不用单独设计布置机油泵等零部件。目前，这种冷却方式一般应用于插电式混合动力车型，特别是P2和P2.5结构。



但是油冷和风冷一样，它们最后需要把热量散发掉。所以电机产生的热量，是不能回收利用的。不过考虑到油冷系统中一般的电机尺寸和功率都不那么大，这部分的损耗还是可以接受的。



结语：任何汽车技术都有它适用的类型，就像新能源车型的电机冷却方式一样。每一种方式，无论是油冷还是风冷，亦或是水冷都有自己的优缺点，适合不同的车型。还是那句话，没有最好的技术，只有最适用的技术。


​
​​​​​版权声明：以上文章来源“EDC电驱未来”，版权归原作者所有，仅用于学习交流参考。如若所发文章涉及侵权，请联系我们，我们将予以删除。