清华大学学报(自然科学版)

作者：李欣阳, 梁世泽, 王锦锌, 蒋晓华

单位：清华大学 电机工程与应用电子技术系, 北京 100084

关键词：轮毂电机,颠簸运动,液体冷却,热-流耦合分析

基金：国家重点研发计划(2021YFB2500701)

轮毂电机在电动汽车中的应用标志着交通电气化的重要进步。轮毂电机提供车轮的直接驱动能力, 简化了机械传动系统, 并增强了扭矩输出的灵活性。然而, 颠簸路面激励可能会扰乱轮毂电机液体冷却系统中流体状态。该文探讨了低频大振幅的颠簸运动对轮毂电机液体冷却性能的影响。在理论分析中, 基于正弦路面定义颠簸运动, 根据Navier-Stokes方程引入与竖直方向加速度相关的附加力, 以分析冷却回路流量波动状态。在仿真分析中, 建立了轮毂电机冷却回路的一维流动方程、轮毂电机水套的三维流体模型和轮毂电机的三维热模型。通过热模型和流体模型的热-流耦合仿真分析, 获得颠簸运动过程中冷却回路瞬态流量变化和轮毂电机内部温度分布。在实验测试中, 基于已有的颠簸运动物理模拟平台, 进一步搭建轮毂电机样机的液体冷却系统, 并实验验证理论和仿真分析的有效性。研究结果说明, 在颠簸运动中, 冷却回路流量以颠簸频率波动且平均值下降, 但对轮毂电机液体冷却性能的影响有限。

来源：2025年第10期

《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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