燃料電池汽車(chē)電機(jī)冷卻模塊設(shè)計(jì)

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接,焊后需要進(jìn)行退火消應(yīng)力處理,且焊縫處容易出線裂紋、未焊透、夾渣、氣孔和 起瘤等問(wèn)題印象水套的密封性及美觀度。在國(guó)內(nèi)水冷電機(jī)中,機(jī)座水冷腔大多采用光滑水冷空腔,或采用蛇形溝槽水冷腔。對(duì)于機(jī)座采用光滑水冷腔的電機(jī),由于散熱面積小,機(jī)座強(qiáng)度低,使得電機(jī)輸出功率僅提高40%。對(duì)于機(jī)座采用蛇形溝槽水冷腔的電機(jī),雖然能較好地解決機(jī)座強(qiáng)度問(wèn)題,但其散熱面積仍然較小,使得電機(jī)運(yùn)行中產(chǎn)生的熱量不能充分的得到傳遞,限制了電機(jī)散熱效率的提高,因此限制了電機(jī)輸出功率的提高。 新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)作為我國(guó)汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略，能夠有效地解決日益嚴(yán)峻的能源危機(jī)與環(huán)境污染問(wèn)題。驅(qū)動(dòng)電機(jī)作為燃料電池汽車(chē)唯一的動(dòng)力源，其可靠性直接影響著燃料電池汽車(chē)的性能。目前，新能源汽車(chē)的發(fā)展，因其綠色環(huán)保的概念而得到了各國(guó)政府的大力支持，各國(guó)紛紛出臺(tái)新能源汽車(chē)相關(guān)政策。新能源汽車(chē)，主要是以電驅(qū)動(dòng)汽車(chē)為核心，電機(jī)是電驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力來(lái)源，也是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中發(fā)熱量較高的部件。因此，高效合理的散熱設(shè)計(jì)，是保證電機(jī)可靠運(yùn)行的必要條件。一般的，傳統(tǒng)的散熱方式是自然風(fēng)冷，強(qiáng)制和風(fēng)冷和強(qiáng)制水冷三種方式，風(fēng)冷主要是對(duì)小功率的電機(jī)產(chǎn)品，對(duì)大功率的電機(jī)，目前廣泛采用強(qiáng)制水冷，而冷卻水套是主要水冷方式。為了防止由于溫度過(guò)高的原因使得電機(jī)永磁體產(chǎn)生退磁現(xiàn)象，甚至影響到電機(jī)及其控制器的壽命和整車(chē)安全性，驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其控制系統(tǒng)的溫度控制顯得尤為重要。因此，對(duì)燃料電池汽車(chē)驅(qū)電機(jī)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行合理的匹配并制定科學(xué)有效的控制策略具有重要工程實(shí)際意義 本課題對(duì)燃料電池汽車(chē)用驅(qū)動(dòng)電機(jī)的冷卻系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化匹配設(shè)計(jì)，完成驅(qū)動(dòng)電機(jī)冷卻系統(tǒng)溫度控制子模塊的開(kāi)發(fā)，以完善整車(chē)控制策略。系統(tǒng)的控制目標(biāo)是保證在燃料電池汽車(chē)使用過(guò)程中電機(jī)的溫度始終處于合理的范圍內(nèi)，避免因電機(jī)溫升問(wèn)題而產(chǎn)生的永磁體退磁現(xiàn)象，延長(zhǎng)電機(jī)使用壽命，提高燃料電池汽車(chē)的運(yùn)行可靠性。同時(shí)，盡量減少冷卻系統(tǒng)工作過(guò)程中的能量損耗，提高能量利用率。 為了保證燃料電池汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)能夠安全可靠地運(yùn)行，本文主要工作是根據(jù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)布置形式和整車(chē)行駛工況，完成電機(jī)產(chǎn)熱機(jī)理分析和產(chǎn)熱散熱計(jì)算、電機(jī)冷卻系統(tǒng)主要部件的匹配計(jì)算、選型及校核等工作。 三、課題的研究?jī)r(jià)值（課題的價(jià)值及實(shí)際指導(dǎo)意義） 當(dāng)前，能源危機(jī)和環(huán)境污染已成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題，世界上主要汽車(chē)生產(chǎn)國(guó)相繼出臺(tái)了一系列的燃料電池汽車(chē)汽車(chē)發(fā)展戰(zhàn)略。燃料電池汽車(chē)因具有零排放、低噪音等突出特點(diǎn)也成為各大汽車(chē)生產(chǎn)商著重發(fā)展的車(chē)型。驅(qū)動(dòng)電機(jī)作為燃料電池汽車(chē)唯一的動(dòng)力源，其性能和使用壽命對(duì)整車(chē)可靠性及安全性有著極為重要的影響，電機(jī)在使用過(guò)程中產(chǎn)生的熱量如果不能及時(shí)散發(fā)，會(huì)使得電機(jī)溫度急劇升高，導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)子中永磁體因受熱而產(chǎn)生不可逆的退磁現(xiàn)象，降低驅(qū)動(dòng)電機(jī)的性能，影響永磁同步電機(jī)的使用壽命，增加整車(chē)使用成本。同時(shí)，溫度過(guò)高還會(huì)使得電機(jī)絕緣材料發(fā)生本質(zhì)變化，失去絕緣能力。此外，電機(jī)控制器中一些電子元件和模塊如 IGBT 模塊、主控板、電源板等，也會(huì)因溫度過(guò)高而影響使用壽命，有時(shí)甚至?xí)乖龤?。因此，設(shè)計(jì)有效的冷卻系統(tǒng)對(duì)保證驅(qū)動(dòng)電機(jī)和控制器正常工作、燃料電池汽車(chē)整車(chē)運(yùn)行的安全性和可靠性都具有極為重要的實(shí)際意義 本課題對(duì)燃料電池汽車(chē)用驅(qū)動(dòng)電機(jī)的冷卻系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化匹配設(shè)計(jì)，完成驅(qū)動(dòng)電機(jī)冷卻系統(tǒng)溫度控制子模塊的開(kāi)發(fā)，以完善整車(chē)控制策略。系統(tǒng)的控制目標(biāo)是保證在燃料電池汽車(chē)使用過(guò)程中電機(jī)的溫度始終處于合理的范圍內(nèi)，避免因電機(jī)溫升問(wèn)題而產(chǎn)生的永磁體退磁現(xiàn)象，延長(zhǎng)電機(jī)使用壽命，提高燃料電池汽車(chē)的運(yùn)行可靠性。同時(shí)，盡量減少冷卻系統(tǒng)工作過(guò)程中的能量損耗，提高能量利用率。 本文主要研究目的是分析驅(qū)動(dòng)電機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及產(chǎn)熱機(jī)理，并結(jié)合具體使用工況，對(duì)電機(jī)的冷卻系統(tǒng)進(jìn)行匹配設(shè)計(jì)，制定有效的溫度控制策略，避免電機(jī)永磁體退磁現(xiàn)象的發(fā)生，提高永磁同步電機(jī)使用壽命和整車(chē)的使用可靠性及安全性。 由于燃料電池汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)散熱環(huán)境的特殊性，電機(jī)的溫度控制對(duì)冷卻系統(tǒng)有較高的要求。因此，結(jié)合電機(jī)布置方案和電動(dòng)車(chē)行駛工況，設(shè)計(jì)有效的冷卻系統(tǒng)和控制策略對(duì)于驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作可靠性顯得尤為重要。 四、課題的實(shí)施方案 1、課題的主要論點(diǎn)和擬采用的研究方法 新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)作為我國(guó)汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略，能夠有效地解決日益嚴(yán)峻的能源危機(jī)與環(huán)境污染問(wèn)題。驅(qū)動(dòng)電機(jī)作為燃料電池汽車(chē)唯一的動(dòng)力源，其可靠性直接影響著燃料電池汽車(chē)的性能。目前，新能源汽車(chē)的發(fā)展，因其綠色環(huán)保的概念而得到了各國(guó)政府的大力支持，各國(guó)紛紛出臺(tái)新能源汽車(chē)相關(guān)政策。新能源汽車(chē)，主要是以電驅(qū)動(dòng)汽車(chē)為核心，電機(jī)是電驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力來(lái)源，也是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中發(fā)熱量較高的部件。因此，高效合理的散熱設(shè)計(jì)，是保證電機(jī)可靠運(yùn)行的必要條件。一般的，傳統(tǒng)的散熱方式是自然風(fēng)冷，強(qiáng)制和風(fēng)冷和強(qiáng)制水冷三種方式，風(fēng)冷主要是對(duì)小功率的電機(jī)產(chǎn)品，對(duì)大功率的電機(jī)，目前廣泛采用強(qiáng)制水冷，而冷卻水套是主要水冷方式。為了防止由于溫度過(guò)高的原因使得電機(jī)永磁體產(chǎn)生退磁現(xiàn)象，甚至影響到電機(jī)及其控制器的壽命和整車(chē)安全性，驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其控制系統(tǒng)的溫度控制顯得尤為重要。因此，對(duì)燃料電池汽車(chē)驅(qū)電機(jī)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行合理的匹配并制定科學(xué)有效的控制策略具有重要工程實(shí)際意義 2、課題的研究重點(diǎn)、關(guān)鍵及解決的思路 1．分析驅(qū)動(dòng)電機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理及產(chǎn)熱散熱機(jī)理；對(duì)額定工況和峰值工況下的電機(jī)及其控制器的各部分損耗進(jìn)行分析；利用公式法計(jì)算出兩種工況下的電機(jī)及其控制器各部分能量損耗，并得到驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)在兩種工況下產(chǎn)熱功率，為后續(xù)冷卻系統(tǒng)的匹配提供依據(jù)。 2.確定冷卻系統(tǒng)布置方案及驅(qū)動(dòng)電機(jī)冷卻水道形式；對(duì)冷卻系統(tǒng)主要部件散熱器、散熱風(fēng)扇、循環(huán)水泵進(jìn)行匹配計(jì)算、選型、校核。 3、課題的預(yù)期成果 1、分析了驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其控制器的產(chǎn)熱機(jī)理，分析其主要散熱途徑及影響因素；分別計(jì)算了電機(jī)、電機(jī)控制器在額定工況和峰值工況下的產(chǎn)熱功率。 2、分析了現(xiàn)有汽車(chē)中電機(jī)及其控制器的冷卻系統(tǒng)的布置形式及其特點(diǎn)并確定了電機(jī)和控制器采用串聯(lián)的冷卻布置方案；對(duì)電機(jī)本體的水道形式進(jìn)行選型并確定其具體設(shè)計(jì)參數(shù)；完成了冷卻系統(tǒng)中散熱器、散熱風(fēng)扇、循環(huán)水泵的計(jì)算與選型；完成了對(duì)循環(huán)水泵和散熱風(fēng)扇等部件的校核計(jì)算。 4、開(kāi)展課題研究擬搜集的資料、主要參考文獻(xiàn)（不少于15篇）、實(shí)驗(yàn)設(shè)備的支撐及解決方法 五、課題的進(jìn)程安排 序 號(hào) 論文各階段內(nèi)容 日 期 1 確定論文主題方向，進(jìn)行論文題目的篩選。 第1周 2 以論文題目為核心，對(duì)相關(guān)資料進(jìn)行收集和翻閱。 第2周 3 對(duì)已搜集的資料加以整理，論證分析論文的可行性、實(shí)際性，將論文題目和大致范圍確定下來(lái)，進(jìn)行開(kāi)題報(bào)告。 第3周 4 整合已有資料、構(gòu)筑論文的大綱。 第4周 5 根據(jù)查找的數(shù)據(jù)和相關(guān)資料，進(jìn)行深入詳實(shí)的論文編寫(xiě)工作，對(duì)論文編寫(xiě)過(guò)程中所發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，研究其解決方案，推敲整合，并進(jìn)行修改完善，準(zhǔn)備論文中期檢查。 第5-7周 6 完成論文的初稿部分，向指導(dǎo)老師尋求意見(jiàn)，優(yōu)化論文的結(jié)構(gòu)，潤(rùn)色語(yǔ)句，修改不當(dāng)之處，補(bǔ)充不足之處。 第8-10周 7 論文資料整合，最終定稿，為最終的答辯做好各方面準(zhǔn)備，熟悉論文內(nèi)容，增強(qiáng)自己對(duì)論文內(nèi)容的把握，進(jìn)行一定的思維發(fā)散，設(shè)計(jì)論文答辯。 第11周 8 論文答辯。 第12周 六、審核意見(jiàn) 1、指導(dǎo)教師審核意見(jiàn) 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 2、專(zhuān)業(yè)教研室主任審批意見(jiàn) 教研室主任簽字： 年 月 日