轮毂电机驱动的电动轮散热系统的设计(附件)【字数：7877】
摘 要轮毂电机驱动的电动轮散热系统设计是一种对浮钳盘式制动器和轮毂电机散热的系统，此系统的目的是对制动盘和轮毂电机进行散热。利用半导体制冷散热片对制动盘散热，通过风扇将冷风吹向制动盘四周；同时，风扇将风吹向轮毂电机内置扇热片，加速轮毂电机的散热。轮毂电机工作时带动制动器进行工作，当制动器制动时，制动盘产生热量，半导体制冷散热片产生冷风，利用风扇将冷风吹向制动盘四周，进行散热。与此同时，轮毂电机工作产生热量，通过风扇把风吹向内置散热片，加速轮毂电机散热，完成对轮毂电机驱动的电动轮散热系统的散热。得到了轮毂电机驱动系统的电动轮散热的装配图和半导体制冷散热系统的零件设计、半导体制冷片零件的设计、半导体上散热片的零件设计、保温板的零件设计、风扇电机的零件设计、内置散热片的零件设计、电机外散热片的零件设计、隔热板的零件设计。
目 录
第一章 绪论 1
1.1前言 1
1.2 轮毂电机的散热冷却问题的国内外发展现状 1
1.3 主要研究内容 2
1.4 设计的创新点 3
第二章 轮毂电机驱动系统的电动轮散热结构的设计 4
2.1 轮毂电机驱动系统散热结构设计 4
2.2轮毂电机驱动系统的工作原理 4
第三章 半导体制冷浮钳盘式制动器的散热结构的设计 6
3.1 半导体制冷浮钳盘式制动器的结构设计 6
3.2 半导体制冷浮钳盘式制动器的工作原理 6
3．3 半导体制冷浮钳盘式制动器的散热量计算 7
3.4 半导体制冷散热系统的零件设计 8
3.5 半导体制冷片零件的设计 9
3.6半导体上散热片的零件设计 10
3.7保温板的零件设计 11
3.8风扇电机的零件设计 11
第四章 轮毂电机散热结构的设计 13
4.1轮毂电机散热结构设计 13
4.2 轮毂电机散热的工作原理 13
4.3轮毂电机散热量计算 15
4.4内置散热片的零件设计 15
4.5 电机外散热片的零件设计 15
4.6隔热板的零件设计 16
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第五章控制系统的设计 18
5.1 控制系统的设计 18
5.2 控制系统的工作原理 19
结束语 20
致 谢 21
参考文献 22
第一章 绪论
1.1前言
汽车从 1886 年出现以来，给人类的生活带来了很大的变化。经过一百多年的发展，汽车的数量逐渐增多，但是也给人们的生活带来了很多的不方便，尤其是 1973 年爆发的石油危机和 20 世纪 80年代出现的温室效应，让人们开始把目光转向节能环保的电动车上。近些年，随着环境问题的一步步恶化，使电动车每一个环节都尽量做到“低碳”、“节能”，电动轮式驱动是电动车的发展趋势，并得到了世界的广泛关注。电动轮式驱动电动车采用轮毂电机的驱动方式，轮毂电机的出现给电动车行业带来了重大变革。
轮毂电机运行状态多样，一个运行状态所对一种损耗，不一样的损耗对电机不同部件的绝缘性能、导热等性能有不一样的要求。若分析不准确，可能使电机在某些状态下所产生热量过多，因部件导热性能不足，不能准确将热量散出而把电机烧坏，或者电机制造时预留余量过大造成资源过多，因此研究轮毂电机驱动的电动轮散热系统的设计问题很有必要。
1.2 轮毂电机的散热冷却问题的国内外发展现状
2012 年，英国纽卡斯尔大学 C.J. Ifedi，B.C. Mecrow，J.D. Widmer 等人在《Cooling performance of 25 kW inwheel motor for electric vehicles》[1]中针对高转矩外转子永磁轮毂电机进行研究。电机采用定子水冷的方式散热，冷却效果很好。
2014年韩国Dong Hyun Lim, Sung Chul Kim在《Cooling performance of 25 kW inwheel motor for electric vehicles》[2]中提出了一种基于内转子轮毂电机结构的循油冷却散热方式，通过在电机转轴内通油，利用转子转轴的旋转的离心力将轴内的冷却油从轴上的通道飞溅入电机内部，再从定子返回油箱完成冷却循环。
2007 年，万钢, 余卓平, 张立军等人在《四轮驱动燃料电池汽车的内转子型一体化电动轮结构》[3]中提出了一种利用转子旋转以及轮毂旋转带动周围空气流动来进行风冷的散热方式。
2011 年，吴国军在《电动车轮毂电机》[4]中分析了在电机机壳一端采用由轴向扩散阶梯式分布的散热片，加快了机壳端盖表面的空气流速，使散热效果得到一定程度的提高。
2013年，虞锋在《一种用于电动汽车轮毂电机风冷散热机构》[5]中提出在电机端盖上采用弧形散热叶片，一方面加大了散热面积，另一方面加速了空气的循环，提高了电机散热的效率。
2013年，梁培鑫在《永磁同步轮毂电机发热及散热问题的研究》[6]提出增加内置式永磁电机转子极靴的厚度，对永磁体中间沿切向均匀分块，边缘沿径向分块，并控制部分速度环和电流环的方式，提高电机散热的效率。
2014年，刘冬冬在《轮毂电机散热机构》[7]中提出轮毂电机外壳一侧外表面圆周上等距分布有至少两片以上向外凸起的叶片,该机构可以快速分散轮毂电机运行中产生的热量,克服了轮毂电机因功率加大、扭矩增加等超负荷工作导致其温度过高无法正常运行的缺点,确保电动汽车在行驶过程中安全性。
2014 年，何良智在《大功率轮毂电机定子热导出散热冷却端盖》[8]中提出在散热端盖的端部采用散热片结构，并且在散热端盖的内面与电机定子的连接处装有导热润滑硅脂，电机定子产生的热量通过导热润滑硅脂传导至散热端盖上的端盖散热片散热，从而使电机定子散热效果提升。
2015年，江从喜,赵兰萍,杜旭之,杨志刚在《整车环境下加装散热翅片对轮毂电机散热性能的影响》[9]中提出在电机侧面外壳上加装散热翅片可以对电机起到较好的降温效果,当翅片长度方向与电机轴中心线成30°夹角时,更加有利于电机的散热。
2017年，王云龙在《一种散热轮毂电机》[10]中提出轮毂壳体设有散热孔的一侧罩有一散热罩,散热罩将散热孔包裹在内，热罩内部空间通过引风孔与外界相贯通，对轮毂电机内部进行快速散热,使轮毂电机内部不会出现温度过高的情况,且能够杜绝脏物从外界进入到轮毂电机内部。
2017年，解文辰,苏晓珍在《低速外转子轮毂电机散热系统设计》[11]中为解决密封轮毂电机的散热问题,设计出具有"S"形的冷却水道的低速外转子轮毂电机。然后计算分析电机中冷却水道的数目、尺寸、流速、散热等参数,并对计算结果进行校核。通过校核设计结果能满足低速外转子轮毂电机的散热要求。?
目 录
第一章 绪论 1
1.1前言 1
1.2 轮毂电机的散热冷却问题的国内外发展现状 1
1.3 主要研究内容 2
1.4 设计的创新点 3
第二章 轮毂电机驱动系统的电动轮散热结构的设计 4
2.1 轮毂电机驱动系统散热结构设计 4
2.2轮毂电机驱动系统的工作原理 4
第三章 半导体制冷浮钳盘式制动器的散热结构的设计 6
3.1 半导体制冷浮钳盘式制动器的结构设计 6
3.2 半导体制冷浮钳盘式制动器的工作原理 6
3．3 半导体制冷浮钳盘式制动器的散热量计算 7
3.4 半导体制冷散热系统的零件设计 8
3.5 半导体制冷片零件的设计 9
3.6半导体上散热片的零件设计 10
3.7保温板的零件设计 11
3.8风扇电机的零件设计 11
第四章 轮毂电机散热结构的设计 13
4.1轮毂电机散热结构设计 13
4.2 轮毂电机散热的工作原理 13
4.3轮毂电机散热量计算 15
4.4内置散热片的零件设计 15
4.5 电机外散热片的零件设计 15
4.6隔热板的零件设计 16
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第五章控制系统的设计 18
5.1 控制系统的设计 18
5.2 控制系统的工作原理 19
结束语 20
致 谢 21
参考文献 22
第一章 绪论
1.1前言
汽车从 1886 年出现以来，给人类的生活带来了很大的变化。经过一百多年的发展，汽车的数量逐渐增多，但是也给人们的生活带来了很多的不方便，尤其是 1973 年爆发的石油危机和 20 世纪 80年代出现的温室效应，让人们开始把目光转向节能环保的电动车上。近些年，随着环境问题的一步步恶化，使电动车每一个环节都尽量做到“低碳”、“节能”，电动轮式驱动是电动车的发展趋势，并得到了世界的广泛关注。电动轮式驱动电动车采用轮毂电机的驱动方式，轮毂电机的出现给电动车行业带来了重大变革。
轮毂电机运行状态多样，一个运行状态所对一种损耗，不一样的损耗对电机不同部件的绝缘性能、导热等性能有不一样的要求。若分析不准确，可能使电机在某些状态下所产生热量过多，因部件导热性能不足，不能准确将热量散出而把电机烧坏，或者电机制造时预留余量过大造成资源过多，因此研究轮毂电机驱动的电动轮散热系统的设计问题很有必要。
1.2 轮毂电机的散热冷却问题的国内外发展现状
2012 年，英国纽卡斯尔大学 C.J. Ifedi，B.C. Mecrow，J.D. Widmer 等人在《Cooling performance of 25 kW inwheel motor for electric vehicles》[1]中针对高转矩外转子永磁轮毂电机进行研究。电机采用定子水冷的方式散热，冷却效果很好。
2014年韩国Dong Hyun Lim, Sung Chul Kim在《Cooling performance of 25 kW inwheel motor for electric vehicles》[2]中提出了一种基于内转子轮毂电机结构的循油冷却散热方式，通过在电机转轴内通油，利用转子转轴的旋转的离心力将轴内的冷却油从轴上的通道飞溅入电机内部，再从定子返回油箱完成冷却循环。
2007 年，万钢, 余卓平, 张立军等人在《四轮驱动燃料电池汽车的内转子型一体化电动轮结构》[3]中提出了一种利用转子旋转以及轮毂旋转带动周围空气流动来进行风冷的散热方式。
2011 年，吴国军在《电动车轮毂电机》[4]中分析了在电机机壳一端采用由轴向扩散阶梯式分布的散热片，加快了机壳端盖表面的空气流速，使散热效果得到一定程度的提高。
2013年，虞锋在《一种用于电动汽车轮毂电机风冷散热机构》[5]中提出在电机端盖上采用弧形散热叶片，一方面加大了散热面积，另一方面加速了空气的循环，提高了电机散热的效率。
2013年，梁培鑫在《永磁同步轮毂电机发热及散热问题的研究》[6]提出增加内置式永磁电机转子极靴的厚度，对永磁体中间沿切向均匀分块，边缘沿径向分块，并控制部分速度环和电流环的方式，提高电机散热的效率。
2014年，刘冬冬在《轮毂电机散热机构》[7]中提出轮毂电机外壳一侧外表面圆周上等距分布有至少两片以上向外凸起的叶片,该机构可以快速分散轮毂电机运行中产生的热量,克服了轮毂电机因功率加大、扭矩增加等超负荷工作导致其温度过高无法正常运行的缺点,确保电动汽车在行驶过程中安全性。
2014 年，何良智在《大功率轮毂电机定子热导出散热冷却端盖》[8]中提出在散热端盖的端部采用散热片结构，并且在散热端盖的内面与电机定子的连接处装有导热润滑硅脂，电机定子产生的热量通过导热润滑硅脂传导至散热端盖上的端盖散热片散热，从而使电机定子散热效果提升。
2015年，江从喜,赵兰萍,杜旭之,杨志刚在《整车环境下加装散热翅片对轮毂电机散热性能的影响》[9]中提出在电机侧面外壳上加装散热翅片可以对电机起到较好的降温效果,当翅片长度方向与电机轴中心线成30°夹角时,更加有利于电机的散热。
2017年，王云龙在《一种散热轮毂电机》[10]中提出轮毂壳体设有散热孔的一侧罩有一散热罩,散热罩将散热孔包裹在内，热罩内部空间通过引风孔与外界相贯通，对轮毂电机内部进行快速散热,使轮毂电机内部不会出现温度过高的情况,且能够杜绝脏物从外界进入到轮毂电机内部。
2017年，解文辰,苏晓珍在《低速外转子轮毂电机散热系统设计》[11]中为解决密封轮毂电机的散热问题,设计出具有"S"形的冷却水道的低速外转子轮毂电机。然后计算分析电机中冷却水道的数目、尺寸、流速、散热等参数,并对计算结果进行校核。通过校核设计结果能满足低速外转子轮毂电机的散热要求。?
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