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电机及控制器冷却流道散热性能分析及结构优化

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为降低电机绕组及控制器IGBT温升,提升电机及控制器冷却流道散热性能的同时确保电机及控制器的冷却流道具有较低流动阻力,以某微型电动车驱动系统的冷却流道结构、电机及控制器为研究对象,采用CFD方法搭建了电机及控制器的流固耦合分析模型,分析了该冷却流道原始结构下内部速度场及流阻特性、电机绕组温度场、IGBT温度场.采用协同优化方法对电机及控制器冷却流道结构参数进行智能寻优,寻求低流阻、高效散热的冷却流道结构.结果表明:冷却流道原结构存在局部涡旋和流动死区,冷却流道流阻为31.87 kPa,电机绕组最高温度为120.04℃.在满足工艺和流阻改善的条件下,选取绕组温升改善最明显的结构作为最终优化结果.优化后冷却流道内部流动存在的局部涡旋、流动死区都得以减少,流动更顺畅,流速更均匀,流动阻力显著下降,流阻较原始模型降低约12.5 kPa,降幅39.4％.优化后电机绕组端部最高温度较原始模型降低3.28℃,降幅2.7％.研究结果可为电机及控制器冷却结构的设计及改良提供理论参考.
Heat dissipation performance analysis and structure optimization of cooling channels for motors and controllers

唐琳、赖晨光、谭礼斌

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重庆理工大学汽车零部件先进制造技术教育部重点实验室,重庆 400054

陕西科技大学机电工程学院,西安 710021

电机 控制器 流阻 温度 优化分析 冷却结构

国家自然科学基金

51305477

2023

10.3969/j.issn.1674-8425(z).2023.02.012

重庆理工大学学报
重庆理工大学

重庆理工大学学报

CSTPCD北大核心
影响因子：0.567
ISSN：1674-8425
年,卷(期)：2023.37(4)
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