新能源汽車發(fā)電機溫升問題及其改進方案研究

覃胤合 聶明勇

摘 要：在社會日益發(fā)展的今天，人們正面臨著極為嚴峻的資源緊缺現(xiàn)象，為了有效緩解這一情況，我國加快了對新能源汽車的研發(fā)進程，以此來降低我國的資源消耗情況，進而實現(xiàn)資源的可持續(xù)利用。但是，由于我國新能源汽車的研發(fā)時間十分短暫，在發(fā)電機的設計制作方面還存在著較大發(fā)展空間，而導致新能源汽車發(fā)電機運行質量出現(xiàn)問題的重要原因便是高溫，正因如此，本文就當前我國新能源汽車發(fā)電機的溫升問題及改進方案加以研究。

關鍵詞：新能源汽車;發(fā)電機;溫升問題;改進方案

與傳統(tǒng)汽車相比，新能源汽車的存在不僅在能源消耗方面具有極高的優(yōu)勢，更是在傳統(tǒng)汽車結構的基礎上安裝了高壓驅動系統(tǒng)。要知道，在汽車整體結構之中，驅動電機系統(tǒng)是極為重要的存在，是為汽車提供動力輸出的重要部分。通常情況下，新能源汽車驅動電機系統(tǒng)的核心部分便是發(fā)電機，當新能源汽車在進行日常駕駛過程中發(fā)電機發(fā)生溫升現(xiàn)象，不僅會對汽車的驅動能力以及舒適性造成影響，還會導致汽車的壽命受到影響。

1 新能源汽車發(fā)電機溫升問題分析

1.1 控制策略

缺乏較為有效的控制策略是導致新能源汽車發(fā)電機出現(xiàn)溫升現(xiàn)象的問題之一，而使得這一問題發(fā)生的原因便是設計人員在進行新能源汽車的設計過程中并沒有對發(fā)電機以及離合結構在運行過程中所產生的熱量進行有效計算，以至于新能源汽車投入使用后發(fā)動機所產生的熱量無法與預計熱量相同。通常情況下，為了能夠使新能源汽車在駕駛過程中舒適性能不受影響，設計人員將汽車的前艙部分在運行過程中的平均溫度設計在86℃左右，一旦溫度超過130℃時相關的溫度保護裝置便會進行相應的警告與工作。但是，在新能源汽車的實際應用過程中前艙部分的溫度遠超86℃達到了112℃，這對駕駛人員的駕駛感覺以及汽車的質量都會造成極大的影響[1]。

1.2 外部工作環(huán)境

外部工作環(huán)境對于新能源汽車內部發(fā)電機的也會造成極大的影響，發(fā)電機的整體溫度也會隨著外界環(huán)境的改變而發(fā)生不同程度的變化[2]。而當新能源汽車在進行長時間的運行過程中，無論是發(fā)動機還是離合設備都會無法避免地出現(xiàn)高頻率摩擦現(xiàn)象，根據摩擦生熱的原理，二者接觸越頻繁，所產生的熱量便會越大。一般來說，設計人員在進行新能源汽車的設計過程中會將散熱器放在發(fā)電機的正上方，這樣當汽車在工作的過程中發(fā)電機本身所產生的熱量便會通過散熱器的作用而進入到新能源汽車的前艙部分，由此一來，發(fā)電機所處的工作溫度便會因外界影響而提升。不僅如此，由于汽車前艙的空間相對較小，在面對散熱問題時設計人員很難對其進行相應的優(yōu)化措施。

1.3 電磁設計與定子導數(shù)系數(shù)

在電磁設計方面，新能源汽車在工作的過程中自身發(fā)電機的運行速度要比傳統(tǒng)汽車差很多，盡管這種低速運行狀態(tài)能夠滿足國民交通出行的整體需要，但是新能源汽車的發(fā)電機壽命便會因電磁設計方面的問題而縮短。當設計人員在對電磁部分進行設計過程中并沒有嚴格遵循相關標準，就會導致發(fā)電機在日常工作中極易發(fā)生過熱現(xiàn)象。

定子導數(shù)系數(shù)是新能源汽車技術中極為重要的存在，設計人員需要通過定子導數(shù)系數(shù)來實現(xiàn)對發(fā)電機導熱情況的研究，并依照實際工作的熱量情況來完成定子繞組和周邊環(huán)境之間的熱能轉換[3]。正因如此，在進行定子導數(shù)系數(shù)的計算過程中設計人員還要對汽車前艙的空氣情況以及發(fā)電機的外殼溫度進行轉換，以此來確保不同設備之間所存在的高溫空氣能夠完成熱傳導工作，在這一過程中，當新能源汽車的內部高溫空氣引導率較低就會導致設備溫度很難實現(xiàn)有效冷卻。

1.4 定子沖片材料磁阻

定子沖片材料磁阻是導致新能源汽車發(fā)電機溫升現(xiàn)象的重要因素之一，設計人員在進行新能源汽車的設計過程中通常會采用型號1500的定子沖片材料，這種材料由于本身的硅鋼材質影響，導致新能源汽車本身的發(fā)電機的日常消耗量就此提升，并且即便發(fā)電機處于低速運行的狀態(tài)下本身所產生的熱量也不會因此得到有效降低。正因如此，設計人員在進行定子沖片材料的選擇過程中應當避免磁阻現(xiàn)象的發(fā)生，選擇符合新能源汽車降溫需要的材料，以此來提升發(fā)電機的內部系數(shù)，從而有效提升發(fā)電機的散熱性。

2 新能源汽車發(fā)電機溫升問題的改進方案

想要有效提升新能源汽車發(fā)電機部分散溫差的問題，就要從發(fā)電機內部的散熱性方面入手，詳細情況如下所述。

（1）設計人員需要將導熱膠根據實際需要進行用量選擇，并在此后對定子槽結構、發(fā)電機外部鐵芯以及定子繞組的頂端部分進行注入，在提升發(fā)電機導熱能力的同時還能極大程度上提高新媒體汽車的導熱系數(shù)。而所注入的導熱膠在烘干工作結束后，處于定子槽中的空氣便會因此降低，其他兩種設備與空氣之間的接觸面積也會因此提升，從而實現(xiàn)提高空氣熱傳導效率的目的。

（2）設計人員在需要對新能源汽車前艙中的定子電繞組進行處理，主要措施是增加其內部的線圈導體數(shù)量，在擴大定子電繞組線圈橫截面積的同時還能有效降低定子電繞組在工作時所受到的電阻影響，并以此來實現(xiàn)降低發(fā)電機熱量的目標。

3 結語

綜上所述，新能源汽車是我國社會長久發(fā)展中不可缺少的重要產物，對于國民的日常出行也起到至關重要的作用，針對當前我國新能源汽車發(fā)電機所存在的溫升問題，設計人員需要從實際出發(fā)，對導致高溫現(xiàn)象發(fā)生的原因進行詳細分析與研究，以此來提出相應的改進方案，在提升新能源汽車發(fā)電機熱傳導效率的同時提高新能源汽車的整體質量，以此來滿足我國國民對新能源汽車的需要。

參考文獻：

[1]張瓊，胡俊.智能可控發(fā)電機在新能源汽車上的應用研究[J].佳木斯大學學報（自然科學版），2019，v.37;No.163（06）：131-135.

[2]尹永利，周小建，郭紅偉，等.發(fā)電機轉子絕緣降低原因分析及處理措施[J].水電與新能源，2019，33（04）：54-56.

[3]胡山鳳，孫罕.基于ANSYS的汽車發(fā)電機連接螺栓布局設計優(yōu)化[J].計算機輔助工程，2016，25（06）：42-45.

作者簡介：覃胤合（1993-），男，壯族，廣西宜州人，本科，助理工程師，研究方向：車輛工程。