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【技術】雙向全油冷技術 創新性油冷散熱方案之一

作者:汽車族
【技術】雙向全油冷技術 創新性油冷散熱方案之一

雙向全油冷技術在去年的小米汽車技術釋出會上曝光。這是一種頗具新意的電機油冷散熱方案,具備更高的散熱效率。現在,我們就來簡單了解一下液冷散熱以及部分創新性油冷散熱方案,并對雙向全油冷技術進行介紹。

液冷散熱 高功率電機的主流選擇

為了提升電動汽車的性能,電機正在向更高功率進發,散熱問題是目前需要面對的挑戰之一。當電機内部的溫度升高到一定程度之後,将會破壞軸承的潤滑效果以及内部部件的絕緣功能。電機功率越高,就需要更強大的散熱方案。是以提升散熱效率成為電機研發中不可缺少的一環。

【技術】雙向全油冷技術 創新性油冷散熱方案之一

常用的散熱方式為風冷與液冷。其中,風冷因成本優勢适用于低功率電機。而液冷的散熱能力更強,是高功率電機的主流選擇。

液冷進一步分為間接液冷(水冷)和直接液冷(油冷)兩種散熱方式。

間接液冷将冷卻水道布置在電機的定子繞組中,通過冷卻水循環進行冷卻散熱。水具有導電性,是以不能與電機直接接觸,散熱性相對較差,無法适用于超大功率的電機。

【技術】雙向全油冷技術 創新性油冷散熱方案之一

直接液冷則細分為噴淋式液冷以及浸沒式液冷兩種形式。兩者都采用不導電不生磁的油作為媒體,是以也被稱為油冷。前者是将冷卻油噴在電機内部的定子和轉子上,而後者使用油道将冷卻油送入定子和轉子中。兩種技術路線都可以讓冷卻油與部件進行直接接觸,散熱效果強。此外,直接液冷還能夠讓電機結構更緊湊,迎合了電驅內建化的趨勢。

【技術】雙向全油冷技術 創新性油冷散熱方案之一
【技術】雙向全油冷技術 創新性油冷散熱方案之一

創新性油冷散熱方案

目前,部分油冷電機在油路設計方面具有創新性。例如博格華納的向心式油冷,雷諾CMF的轉子直噴、舍弗勒的槽内油冷、馬勒的“沉浸式”冷卻、華域電動的網格式直瀑油冷以及小米汽車的雙向全油冷等。

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雙向全油冷技術

去年年末,高轉速的小米超級電機V8s在小米汽車技術釋出會上曝光,随之公布的還有雙向全油冷技術。該技術的亮點在于雙循環油路,疊片組的“階梯式”錯位設計以及轉子的S型立體通道。

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浸沒式液冷普遍采用單個進油口與出油口進行冷卻。随着冷卻油的溫度逐漸升高,散熱效果就會變得越來越差,導緻電機各處的溫度分布不均勻。

【技術】雙向全油冷技術 創新性油冷散熱方案之一

而雙向油冷技術通過創新油路設計和改變疊片組擺放方式對這一狀況進行改良。在電機定子鐵芯的兩側設定了兩個進油口和出油口,進行交替布置。冷卻油從兩側同時流入定子鐵芯内部的冷卻通道,讓溫度分布更均勻。定子鐵芯由疊片組層層疊放構成。每個相鄰的疊片組并不對整,而是稍稍錯位,讓冷卻油在其中流動時接觸到更多面積,增強熱交換效果。對于轉子部分,小米汽車設計了S型油路,呈現出螺旋狀立體感。在同等體積下,這種形态的散熱面積更大。官方宣稱,将這一系列設計應用于電機後,溫度最高可降低30度,綜合散熱效率增加超過50%。

【技術】雙向全油冷技術 創新性油冷散熱方案之一

結語

創新性的油冷散熱通常在油路設計上做出改良,讓散熱效率提高。不過目前的新穎設計還是比較少,因為複雜的油路系統設計以及較高的工藝水準要求依然是行業需要挑戰的難關。相信随着越來越多的高功率電機被推出,油冷技術的進步将得到顯著加速。