Chladenie krytu motora EV: Sprievodca pre kupujúceho dizajnom, materiálmi a toleranciami

150 kW trakčný motor, ktorý dodáva 142 kW na hriadeli, odvádza zvyšných 8 kW ako teplo do statora menšieho ako krabica na topánky. Priemyselné analýzy pripisujú 30 až 40 percent porúch motora s permanentnými magnetmi nadmernému nárastu teploty a takmer všetko toto teplo musí odísť cez jeden komponent: kryt. To je dôvod, prečo sa chladenie krytu motora EV posunulo od detailov v poslednej fáze k disciplíne, ktorá rozhoduje o tom, či motor dosiahne cieľovú hustotu výkonu alebo sa zníži na testovacej stolici.

Tento sprievodca vás prevedie architektúrami chladenia, ktoré vedú teplo cez kryt, kompromismi medzi materiálom a hrúbkou steny a merateľnými špecifikáciami, ktoré by si mal kupujúci stanoviť predtým, ako poskytne nákresy dodávateľovi krytu.

Prečo sa chladenie krytu motora EV začína pri samotnom kryte

Kryt je najväčším samostatným chladičom pripojeným k statoru, takže jeho geometria, hrúbka steny a kvalita opracovania určujú strop, koľko tepla môže motor prepustiť.

Teplo generované v medených vinutiach a rotore musí prejsť reťazcom rozhraní predtým, ako sa dostane do chladiacej kvapaliny: izolácia vinutia, laminovaný zväzok, lisované uloženie medzi zväzkom a otvorom krytu, stena krytu a nakoniec povrch kanála. Lak, zachytený vzduch a vrstvy oxidu sú zlé vodiče, takže každé rozhranie pridáva tepelný odpor. Zle opracovaný vývrt alebo nerovnomerné zalisovanie môže zachytiť teplo bez ohľadu na to, ako veľkoryso je dimenzovaný chladiaci plášť.

Kryt tiež nesie montážne konzoly, rozhrania koncového štítu, nástavce snímača a tesnenia. Chladiace prvky musia koexistovať so všetkými z nich, a preto je chladenie skrine neoddeliteľné od výroby skrine: každý kanál, rebro a port musia byť tvarované, opracované a testované na tesnosť vo výrobe, nielen nakreslenie v CAD.

Vo vnútri plášťa: vodné plášte a chladiace kanály

Väčšina sériovo vyrábaných trakčných motorov EV chladí nepriamo: zmes vody a glykolu cirkuluje cez plášť integrovaný do steny krytu.

Chladiaca kvapalina vstupuje cez otvory v kryte, cestuje pozdĺž kanálov, ktoré obaľujú stator, a vystupuje smerom k chladiču. Axiálne kanály prebiehajú paralelne s hriadeľom a sú jednoduchšie na obrábanie, zatiaľ čo špirálové kanály sa ovíjajú okolo otvoru, aby sa vyrovnal profil obvodovej teploty. Publikovaný výskum dvojkanálových krytov ukazuje, že tieto dva môžu byť kombinované, takže jeden okruh uprednostňuje najteplejšiu zónu v blízkosti presahu vinutia, zatiaľ čo druhý nesie základné zaťaženie.

Axiálne verzus špirálové vedenie v praxi

Pre dodávateľa bývania rozhoduje o spôsobe procesu plášť. Odlievané hliníkové kryty vytvárajú kanály počas odlievania; vyrobené a opracované kryty ich vytvárajú z opracovaných vreciek, krytov a zváraných portov. V každom prípade sa z každého plášťa stane malá tlaková nádoba, ktorá musí prejsť skúšobným testovaním bez toho, aby sa do laminácie nalial glykol. Motory s nižším výkonom v tom istom vozidle, ako sú pohony dúchadiel a čerpadiel, sa stále spoliehajú na chladenie vzduchom cez rebrované alebo vetrané kryty, vďaka čomu sú stále žiadané aj funkcie krytu priaznivého pre prúdenie vzduchu.

Kryt motora ventilátora Tento kryt motora ventilátora sa vyznačuje precíznou konštrukciou s vnútorným priemerom 130 mm, ktorá ponúka jednotnú hrúbku steny a presné rozmery, čím poskytuje... Zobraziť produkt →

Ako priame chladenie oleja mení požiadavky na chladenie krytu motora EV

Priame chladenie oleja posúva chladiacu kvapalinu na vinutia a rotor, ale neodstraňuje kryt z tepelnej dráhy.

V olejom chladených pohonných jednotkách sa dielektrická kvapalina rozprašuje alebo zaplavuje cez koncové vinutia a povrchy rotora a zachytáva teplo tam, kde sa vytvára. Tento olej potom prechádza cez výmenník tepla, kde okruh voda-glykol absorbuje energiu a prenáša ju do chladiča. Puzdro stále obsahuje tento sekundárny okruh, stále utesňuje olej vo vnútri komory motora a stále nastavuje dráhu vedenia od jadra statora smerom von.

Pre kupujúcich sa tým posúva zoznam špecifikácií. Spoje a tesnenia puzdra musia udržiavať olej pri prevádzkovej teplote, materiály a nátery musia tolerovať dlhodobé pôsobenie prevodových kvapalín a na kvalite obrábania vývrtu záleží ešte viac ako zvyčajne, pretože chladenie oleja obchádza iba časť tepelnej cesty. So statormi s plochým drôtom, ktoré tlačia výplň štrbín a straty nahor, mnoho nových programov spúšťa oba systémy naraz: olej pri zdroji, plášť v stene krytu.

Rozhodnutia o materiáli a hrúbke steny pri chladení krytu motora EV

Výber materiálu určuje tepelnú vodivosť puzdra a hrúbka steny rozhoduje o tom, koľko miesta je ponechané pre kanály, takže oba musia byť zvolené spoločne.

Tlakovo liaty hliník zostáva štandardom pre veľkoobjemové trakčné kryty, pretože vedie teplo niekoľkonásobne lepšie ako oceľ a odlieva zložité plášte lacno. Oceľové a nerezové kryty si zaslúžia svoje miesto tam, kde dominuje pevnosť, rozmerová stálosť, odolnosť proti korózii alebo stredne veľké sériové objemy. Postih za vodivosť je skutočný, ale zvládnuteľný, pretože v opláštenom dizajne konvekčný film na rozhraní chladiacej kvapaliny a prechodový odpor na uložení statora často prispievajú rovnakým odporom ako vedenie cez samotnú stenu.

Kompenzácia nižšej vodivosti pomocou geometrie

Keď program špecifikuje oceľ alebo nehrdzavejúcu 304, napríklad tam, kde chémia chladiacej kvapaliny, oplachovanie alebo dlhá životnosť rozhodujú o odolnosti voči korózii, dizajnéri kompenzujú skôr geometriou, než akceptujú stratu:

• Tenšie steny medzi otvorom krytu a dnom kanála v rámci tlakových limitov
• Viac kanálovej kontaktnej plochy prostredníctvom špirálového vedenia alebo druhého okruhu
• Kontrolované zalisovanie, takže stoh laminácie dosadá na rovnomerný kontakt
• Tepelne vodivé zlúčeniny rozhrania na každom spoji kov-kov

Vnútorný priemer 180 304SS kryt motora Tento nerezový kryt motora má zosilnenú konštrukciu s vnútorným priemerom 180 mm, výškou 320 mm a hrúbkou steny 3 mm. Vyrába sa... Zobraziť produkt →

Hrúbka steny sa ťahá v opačnom smere. Telesá z oceľových rúrok s ťažkými stenami zanechávajú veľkorysý materiál pre hlboké kanály a vysoký odolný tlak, čo vyhovuje priemyselným EV hnacím ústrojenstvom a prevádzkovým cyklom v teréne, no každý ďalší milimeter steny zvyšuje vodivý odpor. Dno kanála by malo sedieť čo najbližšie k otvoru, ako to sila umožňuje.

Skriňa motora s vnútorným priemerom 127 Tento kryt motora je precízne vyrobený z vysokokvalitných bezšvíkových oceľových rúrok. S vnútorným priemerom 127 mm a hrúbkou steny 7,9 mm poskytuje presné... Zobraziť produkt →

Pre hlbší pohľad na dizajny odolné voči korózii si pozrite naše nerezové vedenie krytu motora .

Čo by si mali kupujúci zamknúť pred objednaním chladeného krytu

O výkone chladenia sa rozhoduje na výkrese dlho pred odrezaním prvého čipu, takže kupujúci by si mali u dodávateľa zmraziť krátky zoznam merateľných špecifikácií.

Potom žiadajte skôr dôkazy ako záruky. Schopný výrobca bytov by mal bez váhania odovzdať štyri veci:

1. Materiálové certifikáty a správy o hrúbke náteru
2. Záznamy o teste netesnosti pre bundy, viazané na sériové čísla jednotiek
3. Správy CMM zahŕňajú priemer otvoru, kruhovitosť a hrúbku dna kanála
4. Kontrola prvého článku zosúladená so skutočnými údajmi uloženia vášho statora

Tu si zarába integrovaný výrobca. Jiangsu Yufeng Electric Co., Ltd. strávila štyri desaťročia výrobou oceľových, nerezových, hrubostenných a oceľových rúrových krytov motorov s lisovaním, zváraním, obrábaním a povrchovou úpravou pod jednou strechou, inžiniersky tím s priemerne viac ako 20-ročnými skúsenosťami a ročnou kapacitou viac ako päť miliónov jednotiek. Pri programoch, ktoré vyžadujú chladené kryty vyvinuté spolu s motorom, táto vertikálna integrácia skracuje slučku medzi zmenou dizajnu a vzorkou s testovaním netesnosti.

Chladené kryty motora: Často kladené otázky

Môže oceľový alebo nerezový kryt chladiť EV motor rovnako dobre ako hliník?

Áno, keď to kompenzuje konštrukcia chladenia. Oceľ vedie zhruba jednu tretinu rovnako ako hliník, takže oceľové kryty sa spoliehajú na tenšie steny kanálov, väčšiu plochu kanála a pevnejšie lisované uloženie. V plášťových dizajnoch často dominuje konvekcia a kontaktný odpor, takže dobre spracovaný oceľový plášť sa môže rovnať priemernému hliníkovému.

Spôsobuje priame chladenie oleja plášť skrine?

Nie. Chladenie oleja zachytáva teplo na vinutiach a rotore, ale olej stále odvádza toto teplo do okruhu voda-glykol cez výmenník tepla. Väčšina programov s vysokou hustotou výkonu kombinuje obe metódy: olej pri zdroji, plášť v stene krytu.

Koľko tepla dokáže odobrať kryt motora EV s vodným plášťom?

Závisí to skôr od prietoku chladiacej kvapaliny, plochy kanála a kvality rozhrania než od samotného materiálu krytu. Kvapalinové okruhy odvádzajú teplo až 50-krát efektívnejšie ako vzduch na rovnakom povrchu, a preto dominujú opláštené kryty nad niekoľko kilowattov nepretržitej straty.

Čo by som mal poslať dodávateľovi krytu ako prvé, keď začínam projekt chladenia EV?

Začnite s vonkajším priemerom statora a stratégiou uloženia, údajmi o priebežných stratách, typom chladiacej kvapaliny a prietokom, dostupným poklesom tlaku a požiadavkami na životné prostredie. S týmito číslami môže dodávateľ navrhnúť rozloženie kanálov, hrúbku steny a plán skúšok pred uvedením ceny.