基于Fluent的电动汽车电机控制器冷却板改进

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1、学兔兔www.xuetutu.com摘要：文章针对电动汽车电机控制器散热问题进行了分析，旨在使其工作在合适温度。建立了电动汽车电机控制器冷却器的三维模型，应用CFD(计算流体力学)方法对冷却器和功率模块的温度场进行了分析：分析结果描述了冷却器板、功率模块及水道在各入口水压下的温度场，并根据分析结果对水道进行了结构改进。改进后的分析结果表明，功率模块的温升有明显降低，这为控制器高效工作和延长其使用寿命提供了保证。关键词：Fluent；改进；温度场；电动汽车；电机控制器；冷却器RadiatorImprovementforMotorControllerofEle

2、ctricVehicleBasedonFluentAbstract：Themotorcontrollerofelectricvehicleradiatingproblemswereanalyzed，itaimstoworkattherighttemperature．Establishedathree—dimensionalmodelforradiatorofelectricvehiclemotorcontroller,thetemperaturefieldofradiatorandpowermoduleisanalyzedbyusingCFD(comput

3、ationalfluiddynamics)．Theanalysisresultsdescribethetemperaturefieldofradiatorplate，powermoduleandwatercourseunderthewaterpressureofeachentrance，andbasedontheanalysisresultthestructuremodificationofthewatercourseisproceeded．Themodifiedresultsindicatedthatthetemperature—riseofthepow

4、ermoduledropsignificantly，whichprovideassuranceforhigheficientandlongservicelifeofthecontroller．Keywords：Fluent；Improvement；Temperaturefield；Electricvehicle；Motorcontroller；Radiator随着传统能源的日益紧缺和人们对环境保护的关又草中处斋标准一s湍流模型。注，高效节能的电动汽车已成为各汽车大国研究的1)质量守恒方程热点。电机驱动系统作为电动汽车的关键部件，它的望+—a(p—u)++—

5、O(pw)—：0特性对电动汽车性能有重要影响。目前对电动汽车电dtdxyz机驱动的研究主要集中在电机的改进和电机控制策略式中：p——体积质量，kg／m。；研究方面。而随着电力电子技术以及电机技术的发z——时间，S：展，其功率和能量密度越来越大，电机工作范围变化，v，速度矢量分量，m／s。大，要求电机驱动系统具有很强的过载能力，为了保2)动量守恒方程证电机驱动系统处在正常的工作温度范围，因此对电=一塞+昙c+c+机驱动系统的冷却系统提出了较高的要求。文章利用Fluent软件对电动汽车电机控制器冷却器进行了改进_(／J_))++旦～rJrf一++_++)]0l

6、zOzcO3xL3-&OxdvOz设计，使电机控制器处于最佳的工作温度。：厂一+()+()+1数值计算模型1,1数学模型和算法n拿_(_)+-4L-i．~+_Ov+_)]流体流动要受到物理守恒定律的支配，即流动要OzOzOvOv满足质量守恒定律、动量守恒定律和能量守恒定律。一5一学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.comI●鼹■■醴■∞加m0"H¨m∞∞∞叭∞赠赠Hi5虽／Pa盛图l3改进前后出口水温温升对比3结论建立了电机控制器冷却器的CFD(计算流体力学)图11IPM和DC—DC与水逼交

7、接面温度场模型。通过对冷却器的温度场分析，指出了原有冷却2．3改进前后对比器水道的设计不足，并对其进行了改进设计。改进后由图10可以看出，各功率模块的温升相较于水的结果分析表明，IPM功率模块温升和出口水温都明道改进前的功率模块温升要小得多；如图l1所示，显降低；另外改进后的水道结构简单，便r加工，而冷却水道中的冷却水的温升也较改进前小得多。根据且水阻也要减小许多。基于Fluent的电机控制器冷却所得分析数据，对比改进前后的结果，如图12和13所器改进设计，在降低了功率模块温升的同时，也为后不。续的整个电动汽车电机驱动系统的冷却系统匹配奠定由图l2可以看出

8、，水道改进后的IPM温升明显了基础。低于改进前，而DC模块改进前后