如今汽车的发展速度非常迅猛，他与我们的生活息息相关，现在已成为人们不缺少的交通工具，对人类社会的发展起到了巨大推动作用，也为世界社会发展作出巨大贡献。汽车的普及程度和技术水平已经成为一个国家或地区现代化程度的标志。电动汽车是21世纪绿色的、可持续发展的交通工具，对于电动汽车技术的研究是当今国际上十分重要的课题之一。

随着汽车数量的不断增加，大气环境的污染和燃料的短缺成了日益严重的问题，所以具有清洁、高效、环保等特点的电动汽车越来越受到人们的关注，成为国内外汽车厂商研发的重点，甚至有人说将来会是电动汽车的天下。驱动单元可以说是电动汽车最重要的单元之一，有两部分组成，分别是驱动电机和电机控制器。驱动电机顾名思义是起驱动作用，给各零部件动力提供动力使之运转，电机控制器是控制电机用的，他能让电机按人的指令工作，也能保护电机，如起动器、变频器等并且可用小电流来控制大电流。纯电动汽车的研发取得了巨大的成就，同时也遇到了很多问题。一方面，由于蓄电池储能有限且充电时间较长，纯电动汽车续航能力较差，不适合长途旅行。另一方面，在遇到一些复杂路况，例如坑洼及路面凹凸不平的情况下，需要电机输出较大的驱动转矩，由于蓄电池输出电压较低，这就会使得电机产生较大的定子电流，加大功率损耗，进而引起电机仓内温度迅速升高。如果散热不及时，过高的温度将影响电机的控制性能，缩短电机的使用寿命，严重时甚至会烧毁电机后果不堪设想^[1]。由电子元器件构成的控制器,同样会由于温度过高而导致电子器件的性能下降,出现不利影响,如过高温度会导致半导体结点、电路损害,增加电阻,甚至烧坏元器件。因此精确计算出电动机在各种工况条件下运行的电机各部分损耗和整个机体的温度分布情况，找出主要热点位置，对合理设计电机的冷却系统，维持温度在正常允许范围之内有着非常重要的科学价值与研究意义^[2]。

电机在运行过程中产生的热对电机的物理、电气和力学特性有着重要影响，当温度上升到一定程度时，电机的绝缘材料会发生本质上的变化，最终使其失去绝缘能力，另一方面，随着电机温度的升高，电机中的金属构件强度和硬度也会逐渐下降。由电子元器件构成的控制器，同样会由于温度过高而导致电子器件的性能下降，出现不利影响，如过高温度会导致半导体结点、电路损害，增加电阻，甚至烧坏元器件。所以，电动汽车驱动电机的冷却至关重要。

不论国内国外，对电动汽车驱动电机的冷却研究都不多，不过其研究与内燃机汽车的相似，所以研究方法也相似。日本是最早开始发展电动汽车的国家之一。由于日本国土狭小，资源匮乏，日本工业发达，人口密度大，城市污染严重。因此，日本政府对电动汽车的研究和开发重视程度相当的高。进入21世纪，人们对能源和环保越来越关注，日本更加重视国内电动汽车的发展^[3]。1965年日本通产省正式把电动车列入国家项目，发展电动汽车。放眼欧美，Staton D A等人阐述了针对不同的电机该如何选择合适的冷却方式及分析方法^[4]。美国可再生能源实验室的Rugh.JP等人阐述了电动车热管理的组成以及重要性，对电动汽车的研究，世界各国都在加快步伐^[5]。

在我国能源紧张及环境保护的背景下，近年来电动汽车成为我国汽车工业重点发展的对象。在国家科技部，国家高新技术研究发展计划（“863”计划）中，设立电动汽车重大专项，专项确定了“三纵三横”的研发布局，“三纵”是指：以燃料电池汽车、混合动力电动汽车、纯电动汽车三种车型。驱动电机的冷却方式包括散热器、水泵、风扇等。针对不同的选型及参数，比较不同方式的冷却系统布置以及其利弊，建立数学模型，借助Matlab/Simulink软件对冷却系统的进行特性仿真，试验其是否满足需求。

作为电动汽车关键部件之一，驱动电机的技术水平在一定程度上决定了电动 汽车的发展。一方而，随着对电动汽车研究的不断深入，电动车用电机需具有过 载能力强、功率密度高及调速范围宽等耍求，而这些性能致使电机产生更多损耗 W^[6]。另—方而，当电动汽车在使用过程中频繁加减速时，对电机的驱动转矩动态响应有着很高的要求，当驱动转矩比较大时，电机内的电流相应也会很大，导致电机损耗及温升增加。电机温升会影响电机的性能，缩短电机的使用寿命，甚至会影响电机的安全性运行^[7]。因此对电机温升的准确计算具有重大的意义。目前对电机温升的常用计算方法有简化公式法、等效热路法、等效热网络法、有限元法以及温度场流体场耦合的方法。基于温度场、流体场耦合法对电机冷却系统进行分析计算，不仅可获得冷却系统中流动介质的流动特性与规律，还可得到其对电机温度分布的影响，并对电动车用电机冷却系统的设计及优化具有一定的理论参考价值^[8]。

文献^[9]介绍了一种典型的车辆冷却系统结构，车辆行驶过程中的迎面气流可以对系统进行冷却，由冷却风扇所带动的气流对冷却液和空调制冷剂进行冷却文献。文献^[10]提出的车辆牵引电动机是使用冷却液来冷却电机定子绕组，通过计算机流体动力学仿真软件来分析牵引电动机冷却套的流量特性以及热特性。文献分析了不同冷却套结构对于冷却系统的影响，同时提出了冷却套结构优化设计方法。文献^[11]介绍了丰田公司的混合动力车型PRIUS的冷却系统循环，对电动机、发动机和控制器形成串联管路，而电池组与乘员舱采用一体式的空气冷却系统^[12]。文献^[13]提出了一种纯电动汽车的冷却系统布置和控制结构，实现了风扇与电机的可断开式连接，即保证冷却系统的冷却强度要求，又节省了电量。文献^[14]针对当前用于电动汽车对电机和电机驱动器的高功率密度要求，提出了采用电机和电机驱动器一体化系统，可明显提高电机和电机驱动器的冷却效果。

存在的问题：

由于目前国内外对电动汽车驱动单元冷却控制系统的相关研究较少，目前电动汽车驱动单元冷却系统大多是建立在传统内燃发动机冷却系统的基础上，能源消耗较多，不符合电动汽车的节能要求；对冷却系统的故障处理不足。电动汽车驱动单元的安全运行温度相比传统内燃机较低。存在现有的电动汽车驱动单元冷却系统因散热可控性较差，常导致电动汽车驱动单元散热周期过长等问题^[15]。

2. 研究的基本内容与方案

研究目标：