摘 要

电动汽车车载充电机正向功率上升化，设备小巧化，环境多样化的“三化”发展趋势发展，使得充电机在有限的空间内热耗增加，温度上升，使充电机的失效率升高，降低了它的可靠性，影响其正常工作。为保证车载充电机的热可靠性，热设计显得非常重要。

电机的温升是衡量电机性能的重要指标之一。为了降低电机的温升，主要从电机的电磁设计及其冷却系统设计方面进行改进。电机在能量转化过程中会不可避免地产生损耗，如铁心损耗，定子绕组的铜耗和机械损耗等，这些损耗会导致电机温度升高。电机温度过高会破坏电机绝缘材料和稀土永磁材料，使电机负载能力减弱，润滑脂寿命下降，电机无法正常工作甚至烧毁。因此，对电机的冷却，尤其是新能源汽车驱动电机的充分冷却是电机开发过程中所必需考虑的问题。

本文的核心问题是建模进行电机散热性能仿真分析的时候，应该考虑电机产生热量的原理，从原理出发，如果电机的电磁设计、结构设计与通风、热计算相互配合,则可以提高电机散热的性能。从而优化电机的散热，达到更好的散热效果；大体的思路是使用有限元分析软件来对车载充电机进行了热分析仿真，评估车载充电机的各物理属性参数对其散热性能的影响，总结出这些参数影响散热性能的一般规律。并且根据这些规律，针对驱动电机设计其散热结构。

关键词：电动汽车电机; 三维建模; 热设计; 热仿真; 结构优化设计

Abstract

Electric motor vehicle charger forward power rise, equipment cabinet, environment "three" development trend of diversification development, makes the charger in limited space heating consumption increases, the temperature rise, make the charger of higher failure rate, reduce the reliability of it, affecting its normal work. In order to ensure the car charger, thermal reliability of the thermal design is very important.

The rise of temperature of the motor is one of the important indicators to measure motor performance. In order to reduce the temperature rise of motor, mainly from the motor electromagnetic design and its improvements on the cooling system design. Motor in the process of energy conversion will inevitably produce loss, such as the core loss, copper loss of the stat or winding and mechanical losses, etc., these losses will lead to the motor temperature rise. Motor temperature will damage motor insulation materials and rare earth permanent magnet materials, the motor load capacity is abate, grease life fell, the motor cannot work normally even burned. Therefore, the motor cooling, especially in the new energy vehicles drive motor sufficient cooling is necessary to consider the problems in the process of motor development.

This article is the core issue of modeling for motor cooling performance simulation analysis, the principle of motor to generate heat, should be considered from the principle, if the motor electromagnetic design, structural design and ventilation and heat calculation to cooperate with each other, can improve the performance of motor cooling. To optimize the motor cooling, to achieve better cooling effect; General idea is to use the finite element analysis software to car charger for the simulation of thermal analysis, evaluation of car charger the physical property parameters affect the performance of the heat dissipation, sums up the general law of these parameters affect the heat dissipation performance. And according to these laws, in view of the drive motor design for heat dissipation structure.

Key Words：Motor for electric vehicle; 3D modeling; Thermal design; Thermal simulation; Optimum structural design

目 录

摘要..............................................................2

Abstract...........................................................3

第1章 绪论 .5

1.1研究背景及意义 5

1.2 MF型纯电动汽车驱动电机散热性能仿真的研究现状 6

1.3本文的主要研究内容与技术方案 7

1.4本章小结 7

第2章 MF型纯电动汽车驱动电机散热性能仿真设计 8

2.1 电动汽车驱动电机介绍 8

2.2 驱动电机散热性能仿真的要求 10

2.3 驱动电机散热性能仿真时应考虑的问题 11

2.4 本章小结 13

第3章 驱动电机主要器件建模 14

3.1 驱动电机各零件三维模型的建立 14

3.2 组装各零件装配模型 17

3.3 装配模型三视图和剖视图的形成 17

3.4 有限元分析方法与热分析 19

3.5 本章小结 20

第4章 驱动电机热分析及优化 21

4.1 驱动电机产热理论模型建立 21

4.2 ANSYS热分析过程 23

4.3 热仿真分析结果 33

4.4 驱动电机散热优化措施 34

4.5 本章小结 35

第5章 总结与展望 36

5.1 总结 36

5.2 展望 37

参考文献.......................................................38

第1章 绪论

1.1研究目的及意义

1.1.1目的

纯电动汽车是以车载电源为动力源，由驱动电机提供动力的一类符合国家各项法规的汽车。电池、电机和电控是电动汽车的三大核心部件，其中驱动电机及其控制系统作为电动汽车行驶的主要执行机构，是电动汽车的核心关键部件。驱动电机的性能直接影响到整车的动力、效率、舒适度等性能，因此开发出性能优越的驱动电机对整车的研发至关重要。

相对于的普通电的机，纯电的动汽车的用驱的动电的机在工的况、技术性的能以及的工作环的境等方面的具有特殊的性，主要体的现在：布置的空间有的限、工作环的境温度的变化大、的振动的剧烈、可的靠性的要求高、需要的精确的力矩的控制、的动态性的能好、的功率的密度高、的性价比的高等。目前，可的用于的电动车的驱动系的统的电机的主要有的直流电的机、交流异的步电机、的交流永的磁同步的电机和的开关磁的阻电机。

在热设的计之中的，提到的的最多的就是如的何去提的高产品的散热的的性能，来的保证产的品能长的时间稳的定工作。的而散热的性能的好的坏最直的接评的判的标准是的产品工的作的温度，的故目前的的热设计的主要的的目的是的降低了的产品工的作的温度。的目前，随的着产品的模块化的的进步，的芯片体的积变小，的功率却的变大，造成芯的片单位的体积的的发热量的在升高，的这就有的可能会的影响到的整个产的品的工作的稳定性。