燃料電池汽車電機冷卻模塊設計

喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:1064457796或者1304139763 ==================== 喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:1064457796或者1304139763 ==================== 江 蘇 大 學 京 江 學 院 學生畢業設計(論文)開題報告 一、基本情況 課題 情況 課題名稱 燃料電池汽車電機冷卻模塊設計 課題來源 項目課題 開題時間 2019.3.13 計劃完成時間 2019.6.5 課題承擔人（學生）情況 學生姓名 廖家俊 性 別 男 在讀學歷 本科 入學時間 2015.8 畢業時間 2019.6 所學專業 車輛工程 指導教師情況 教師姓名 胡東海 職稱 講師 畢業院校 所學專業 主要教學任務 研究方向 燃料電池 注：課題來源指自選課題，還是項目課題。項目課題課題要注明項目的名稱及來源。 二、課題的背景分析（課題所涉及問題在國內外的研究現狀綜述，不少于1500字） 電機工作時會產生大量的熱,需要及時排出,目前水套機殼主要采用整體鑄造,卷板焊接等工藝,但由于水套的結構特點導致其生產效率不高,加工精度差,工藝成本較 高,外型不美觀等問題。具體存在如下缺陷:整體鑄造水套機殼由于水道結構導致其成 型后清砂困難,從而影響機殼與冷卻液的熱交換能力。卷板焊接水套機殼需要進行焊 接,焊后需要進行退火消應力處理,且焊縫處容易出線裂紋、未焊透、夾渣、氣孔和 起瘤等問題印象水套的密封性及美觀度。在國內水冷電機中,機座水冷腔大多采用光滑水冷空腔,或采用蛇形溝槽水冷腔。對于機座采用光滑水冷腔的電機,由于散熱面積小,機座強度低,使得電機輸出功率僅提高40%。對于機座采用蛇形溝槽水冷腔的電機,雖然能較好地解決機座強度問題,但其散熱面積仍然較小,使得電機運行中產生的熱量不能充分的得到傳遞,限制了電機散熱效率的提高,因此限制了電機輸出功率的提高。 新能源汽車產業作為我國汽車工業的發展戰略，能夠有效地解決日益嚴峻的能源危機與環境污染問題。驅動電機作為燃料電池汽車唯一的動力源，其可靠性直接影響著燃料電池汽車的性能。目前，新能源汽車的發展，因其綠色環保的概念而得到了各國政府的大力支持，各國紛紛出臺新能源汽車相關政策。新能源汽車，主要是以電驅動汽車為核心，電機是電驅動汽車的動力來源，也是驅動系統中發熱量較高的部件。因此，高效合理的散熱設計，是保證電機可靠運行的必要條件。一般的，傳統的散熱方式是自然風冷，強制和風冷和強制水冷三種方式，風冷主要是對小功率的電機產品，對大功率的電機，目前廣泛采用強制水冷，而冷卻水套是主要水冷方式。為了防止由于溫度過高的原因使得電機永磁體產生退磁現象，甚至影響到電機及其控制器的壽命和整車安全性，驅動電機及其控制系統的溫度控制顯得尤為重要。因此，對燃料電池汽車驅電機冷卻系統進行合理的匹配并制定科學有效的控制策略具有重要工程實際意義 本課題對燃料電池汽車用驅動電機的冷卻系統進行優化匹配設計，完成驅動電機冷卻系統溫度控制子模塊的開發，以完善整車控制策略。系統的控制目標是保證在燃料電池汽車使用過程中電機的溫度始終處于合理的范圍內，避免因電機溫升問題而產生的永磁體退磁現象，延長電機使用壽命，提高燃料電池汽車的運行可靠性。同時，盡量減少冷卻系統工作過程中的能量損耗，提高能量利用率。 為了保證燃料電池汽車驅動電機能夠安全可靠地運行，本文主要工作是根據驅動電機布置形式和整車行駛工況，完成電機產熱機理分析和產熱散熱計算、電機冷卻系統主要部件的匹配計算、選型及校核等工作。 三、課題的研究價值（課題的價值及實際指導意義） 當前，能源危機和環境污染已成為全球關注的焦點問題，世界上主要汽車生產國相繼出臺了一系列的燃料電池汽車汽車發展戰略。燃料電池汽車因具有零排放、低噪音等突出特點也成為各大汽車生產商著重發展的車型。驅動電機作為燃料電池汽車唯一的動力源，其性能和使用壽命對整車可靠性及安全性有著極為重要的影響，電機在使用過程中產生的熱量如果不能及時散發，會使得電機溫度急劇升高，導致電機轉子中永磁體因受熱而產生不可逆的退磁現象，降低驅動電機的性能，影響永磁同步電機的使用壽命，增加整車使用成本。同時，溫度過高還會使得電機絕緣材料發生本質變化，失去絕緣能力。此外，電機控制器中一些電子元件和模塊如 IGBT 模塊、主控板、電源板等，也會因溫度過高而影響使用壽命，有時甚至會使元件燒毀。因此，設計有效的冷卻系統對保證驅動電機和控制器正常工作、燃料電池汽車整車運行的安全性和可靠性都具有極為重要的實際意義 本課題對燃料電池汽車用驅動電機的冷卻系統進行優化匹配設計，完成驅動電機冷卻系統溫度控制子模塊的開發，以完善整車控制策略。系統的控制目標是保證在燃料電池汽車使用過程中電機的溫度始終處于合理的范圍內，避免因電機溫升問題而產生的永磁體退磁現象，延長電機使用壽命，提高燃料電池汽車的運行可靠性。同時，盡量減少冷卻系統工作過程中的能量損耗，提高能量利用率。 本文主要研究目的是分析驅動電機結構特點及產熱機理，并結合具體使用工況，對電機的冷卻系統進行匹配設計，制定有效的溫度控制策略，避免電機永磁體退磁現象的發生，提高永磁同步電機使用壽命和整車的使用可靠性及安全性。 由于燃料電池汽車驅動電機散熱環境的特殊性，電機的溫度控制對冷卻系統有較高的要求。因此，結合電機布置方案和電動車行駛工況，設計有效的冷卻系統和控制策略對于驅動電機工作可靠性顯得尤為重要。 四、課題的實施方案 1、課題的主要論點和擬采用的研究方法 新能源汽車產業作為我國汽車工業的發展戰略，能夠有效地解決日益嚴峻的能源危機與環境污染問題。驅動電機作為燃料電池汽車唯一的動力源，其可靠性直接影響著燃料電池汽車的性能。目前，新能源汽車的發展，因其綠色環保的概念而得到了各國政府的大力支持，各國紛紛出臺新能源汽車相關政策。新能源汽車，主要是以電驅動汽車為核心，電機是電驅動汽車的動力來源，也是驅動系統中發熱量較高的部件。因此，高效合理的散熱設計，是保證電機可靠運行的必要條件。一般的，傳統的散熱方式是自然風冷，強制和風冷和強制水冷三種方式，風冷主要是對小功率的電機產品，對大功率的電機，目前廣泛采用強制水冷，而冷卻水套是主要水冷方式。為了防止由于溫度過高的原因使得電機永磁體產生退磁現象，甚至影響到電機及其控制器的壽命和整車安全性，驅動電機及其控制系統的溫度控制顯得尤為重要。因此，對燃料電池汽車驅電機冷卻系統進行合理的匹配并制定科學有效的控制策略具有重要工程實際意義 2、課題的研究重點、關鍵及解決的思路 1．分析驅動電機的結構、工作原理及產熱散熱機理；對額定工況和峰值工況下的電機及其控制器的各部分損耗進行分析；利用公式法計算出兩種工況下的電機及其控制器各部分能量損耗，并得到驅動電機系統在兩種工況下產熱功率，為后續冷卻系統的匹配提供依據。 2.確定冷卻系統布置方案及驅動電機冷卻水道形式；對冷卻系統主要部件散熱器、散熱風扇、循環水泵進行匹配計算、選型、校核。 3、課題的預期成果 1、分析了驅動電機及其控制器的產熱機理，分析其主要散熱途徑及影響因素；分別計算了電機、電機控制器在額定工況和峰值工況下的產熱功率。 2、分析了現有汽車中電機及其控制器的冷卻系統的布置形式及其特點并確定了電機和控制器采用串聯的冷卻布置方案；對電機本體的水道形式進行選型并確定其具體設計參數；完成了冷卻系統中散熱器、散熱風扇、循環水泵的計算與選型；完成了對循環水泵和散熱風扇等部件的校核計算。 4、開展課題研究擬搜集的資料、主要參考文獻（不少于15篇）、實驗設備的支撐及解決方法 五、課題的進程安排 序 號 論文各階段內容 日 期 1 確定論文主題方向，進行論文題目的篩選。 第1周 2 以論文題目為核心，對相關資料進行收集和翻閱。 第2周 3 對已搜集的資料加以整理，論證分析論文的可行性、實際性，將論文題目和大致范圍確定下來，進行開題報告。 第3周 4 整合已有資料、構筑論文的大綱。 第4周 5 根據查找的數據和相關資料，進行深入詳實的論文編寫工作，對論文編寫過程中所發現的問題，研究其解決方案，推敲整合，并進行修改完善，準備論文中期檢查。 第5-7周 6 完成論文的初稿部分，向指導老師尋求意見，優化論文的結構，潤色語句，修改不當之處，補充不足之處。 第8-10周 7 論文資料整合，最終定稿，為最終的答辯做好各方面準備，熟悉論文內容，增強自己對論文內容的把握，進行一定的思維發散，設計論文答辯。 第11周 8 論文答辯。 第12周 六、審核意見 1、指導教師審核意見 指導教師簽字： 年 月 日 2、專業教研室主任審批意見 教研室主任簽字： 年 月 日