0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看威廉希尔官方网站 视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

热管理对电动车的重要性

SAE International 来源:SAE International 2024-11-11 09:27 次阅读

冷却策略正在不断发展,以满足不断改进的未来电动车的需求。

任何提升电动车续航里程和性能的威廉希尔官方网站 创新,其核心都是对更高效率的追求。如今的电动传动系能够将85%以上的电池电能转化为机械能,相比之下,内燃机仅能将不到40%的燃料化学能转化为机械能。

效率提高的一个显著结果就是电机性能的大幅提升,如今的电机转速最高可达25,000 rpm,而十年前通常为15,000 rpm。究竟是什么推动了效率的提升?和任何复杂系统一样,这是多种变量共同作用的结果,例如绕组配置的优化、磁体布局和材料的改进,以及组件集成方式的改善。然而,其中最主要的原因之一是热管理威廉希尔官方网站 的提升。

1为什么热管理很重要?

简而言之,温度代表了物质中粒子的平均动能——即粒子的运动速度。对于电线等电气元件,这意味着它们的离子在温度升高时会产生更多振动,进而更有可能与构成电流的自由电子碰撞。其结果就是,电阻会随着温度升高而增加,导致电机效率下降。

尽管电机的运动部件比传统内燃机少,但其运行过程中仍会产生大量热量。这是由固有电阻、涡流,以及机械热等多种因素造成的。再加上电阻增加会导致输出更多热量,从而使电机可能陷入效率下降的反馈循环。

在最基本的层面上,闭环系统中由于热耗散导致的能量损失都属于浪费,这些能量本可以用来提升电动车的续航里程。因此,改进热管理是提高电机效率的重要手段之一。

为了维持电机效率并延长电机寿命,工程师通常会将其工作温度维持在365℉(180℃)以下,而这主要通过间接或直接冷却来实现的。

2间接冷却

间接冷却是指冷却液不直接接触电机或热源,而是在一个独立的闭环系统中通过换热器循环冷却液的方法。这类似于传统内燃机汽车的冷却系统,即冷却液从缸体和缸盖周围的水套循环到散热器,后者再将热量发散到空气中。

对电动车而言,间接冷却直到最近都是主流的冷却威廉希尔官方网站 ,借鉴了汽车工程师在传统内燃机冷却系统方面多年积累的丰富经验。一套典型的电动车间接冷却系统通常会包含一个嵌入电机定子中的水套。该水套充满水-乙二醇冷却液,对定子中的铜线圈提供恒定的被动冷却,以防止其过热。

水套冷却系统简单、可靠且成本效益高,但其被动特性意味着在温度骤升时无法增加冷却强度。更糟糕的是,水套对电机转子和其他活动部件的冷却效果较差,因为它只能围绕定子进行冷却。

因此,近年来,针对电动车,特别是针对高性能传动系的直接冷却威廉希尔官方网站 得到了更多关注。

3直接冷却

与间接冷却不同的是,直接冷却系统中的冷却液与电机和相关热源直接接触。由于水是导体,因此通常使用油基冷却液与电机的绕组、定子和转子直接接触。

直接冷却的主要优点在于它能够提供间接冷却(水套冷却)无法实现的效果。直接冷却液可以喷入电机内部,对转子以及定子内表面提供冷却。冷却液的流量还可以灵活增减,从而在温度激增时(例如当电机需要额外做功来帮助电动车爬坡时)稳定电机的温度。

目前业界正在开发、应用多种直接冷却的方法。其中一种是多歧管滴流冷却法,该方法可以精确均匀地将冷却液喷洒到电机的绕组头部。比起将转子浸泡在冷却液中,多歧管滴流冷却法旨在使用最少的冷却液,从而减少对转子的阻力。这种方法的缺点是需要使用高压油泵将冷却液正确喷洒到绕组头部。

另一种方法是轴离心冷却。这种方法将冷却液喷雾置入转子轴中,当转子旋转并工作时,便会将冷却液喷洒到绕组头部。一旦转子达到正常转速,冷却液便能够均匀覆盖绕组头部并提供出色的冷却效果。然而,轴离心冷却会对电机产生一定的阻力,并且在电机低速运转时无法产生均匀的冷却效果。

鉴于直接冷却能够用间接冷却难以实现的方式冷却电机内部,该方法正在迅猛发展。某种程度上,这一转变反映了电动车威廉希尔官方网站 的整体成熟:从借鉴内燃机的系统,发展成为专为电动车独特需求和架构打造的冷却法。

尽管电动车的间接冷却依然具有发展前景,但直接冷却的崛起以及油泵等组件的持续小型化和集成化,使后者的吸引力与日俱增。直接冷却使许多制造商得以摒弃水套冷却系统,从而打造更轻盈、性能更高且更经济的传动系统。

4建模与数字化

随着冷却方法的快速革新,电动车热管理领域涌现出了一个重要趋势,即使用威廉希尔官方网站 来设计热效率更高的车辆架构。同时,人工智能和数字威廉希尔官方网站 极大地丰富了工程手段,加快了系统测试和开发的速度。

对结构、热和流体性能进行计算建模的最佳方法之一是使用有限元法(FEM)工具。在人工智能革命的推动下,计算资源变得越来越便宜高效。如今的工程师可以更方便地优化电动车组件的布局和配置,以提供最佳的热性能。

人工智能还可以进一步普及并加速开发和测试过程。相较于根据客户需求手动分析各选项,人工智能可以在几分钟甚至几秒钟内可靠地帮助客户选择最适合其需求的电机和驱动系统。人工智能还可以帮助设计师、工程师和客户快速建模,以了解哪种冷却方法最适合其需求,并权衡各种直接和间接冷却威廉希尔官方网站 的利弊。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 电动车
    +关注

    关注

    73

    文章

    3007

    浏览量

    114051
  • 人工智能
    +关注

    关注

    1791

    文章

    47207

    浏览量

    238280
  • 热管理
    +关注

    关注

    11

    文章

    441

    浏览量

    21762

原文标题:热管理,才是电动车研发创新的“C位”

文章出处:【微信号:SAEINTL,微信公众号:SAE International】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    SL3170 dc-dc高耐压150V 输出可调 1A电流电动车仪表、GPS电源芯片

    重要性不言而喻。今天,我们为您隆重介绍一款专为电动车设计的高性能DC-DC转换器——SL3170,它以高耐压150V、输出可调、1A电流输出的卓越性能,为电动车仪表和GPS系统提供稳定、可靠的电力
    发表于 12-04 16:37

    FOC电机在电动车中的应用

    FOC(Field Oriented Control,磁场定向控制)电机在电动车中的应用广泛,其高效、高性能的特点为电动车的续航里程、动力性能以及运行稳定性提供了有力保障。 一、FOC电机在电动车
    的头像 发表于 11-21 15:17 314次阅读

    ECU在电动车中的应用

    随着全球对环保和可持续发展的重视,电动汽车(EV)逐渐成为汽车工业的新宠。在电动车中,电子控制单元(ECU)扮演着至关重要的角色,它不仅提高了车辆的性能,还增强了安全和效率。 1.
    的头像 发表于 11-05 10:30 468次阅读

    电动车的锂电池怎么充电最好

    电动车的锂电池充电是一个关键的维护环节,正确的充电方法不仅可以延长电池的使用寿命,还能确保电动车的性能和安全。以下是一篇关于电动车锂电池最佳充电方法的详细指南,旨在帮助用户了解如何为电动车
    的头像 发表于 10-17 17:55 839次阅读

    电动车乱停放识别摄像头

    电动车乱停放情况,提高交通管理效率和道路秩序。电动车乱停放识别摄像头在城市交通管理中具有重要意义。通过安装这种设备在主要道路、交叉口等地点,
    的头像 发表于 09-10 10:30 369次阅读
    <b class='flag-5'>电动车</b>乱停放识别摄像头

    电动车充电站设计开发指南

    本文强调了原型设计、模块化解决方案和开发板对于定制电动车充电站的重要性。这些工具使工程师能够快速构建和测试创新的充电概念,而无需进行硬件设计,从而缩短新产品上市时间。
    的头像 发表于 08-30 16:33 669次阅读
    <b class='flag-5'>电动车</b>充电站设计开发指南

    解析电动车充电架构与安全保护解决方案

    电动车充电安全重要性,并介绍充电设备的安全保护架构和注意事项,以及由 Murata(村田制作所)所推出的解决方案。
    的头像 发表于 07-17 10:04 549次阅读
    解析<b class='flag-5'>电动车</b>充电架构与安全保护解决方案

    电动车电动机的构成部件

    电动车,作为现代绿色出行的代表,其核心部件——电动机,是驱动车辆前行的关键。那么,电动车电动机到底由哪些部件组成呢?本文将为您详细解析电动车
    的头像 发表于 06-18 15:04 1180次阅读

    电动车TFT仪表盘12-120V降压5V1A 降压恒压芯片SL3160 耐压150V

    电动车的各种配件中,仪表盘作为显示车辆状态和行驶信息的重要部件,其性能的稳定性和可靠对于确保行车安全具有重要意义。为了满足电动车仪表盘的
    发表于 06-17 16:27

    求助,ADC接地的重要性

    ADC接地的重要性
    发表于 06-04 07:56

    电动车进入电梯识别报警摄像机

    电动车进入电梯一直是社区物业管理和居民关注的热点问题。尽管一些小区已经规定禁止电动车进入电梯,但仍有不少违规现象存在,这不仅影响了其他居民的乘梯体验,还存在安全隐患。为了解决这一问题,电动车
    的头像 发表于 05-14 10:32 430次阅读
    <b class='flag-5'>电动车</b>进入电梯识别报警摄像机

    EV电动汽车热管理系统研究及二维氮化硼材料导热方案

    一、新能源热管理功能架构及趋势新能源热管理系统威廉希尔官方网站 迭代的目的在于实现各回路热量与冷量需求的内部匹配,能耗最优,降低电池能耗实现制冷与制热功能;纯
    的头像 发表于 05-08 08:09 546次阅读
    EV<b class='flag-5'>电动</b>汽车<b class='flag-5'>热管理</b>系统研究及二维氮化硼材料导热方案

    电池模组的热管理系统是如何设计的,有哪些高效的热管理方案?

    电池模组的热管理系统是电动汽车和储能系统中至关重要的组成部分。它负责维持电池在最佳工作温度范围内运行,以确保电池的性能、安全和寿命。
    的头像 发表于 04-17 10:54 860次阅读

    电动车火灾频发,九成因电池故障!做FMEA刻不容缓

    重要性不容忽视。 电动车电池作为能量存储的核心部件,其安全直接关系到车辆和乘员的生命安全。电池故障可能导致热失控、短路、电解液泄漏等问题,进而引发火灾。因此,对电池系统进行全面、深入的FMEA分析,是预防
    的头像 发表于 02-26 10:00 415次阅读

    SL3038 耐压150V恒压芯片 60V 72V 90V降压IC 电动车控制器芯片

    随着科技的不断进步,电动车控制器芯片作为电动车的核心部件,其性能和品质对于电动车的性能和安全至关重要。SL3038 耐压150V恒压芯片是
    发表于 01-18 16:54