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随着新能源汽车驱动电机技术的不断发展，驱动电机越来越向高转矩密度、高功率密度的方向发展。无论是高功率密度还是高转矩密度，与电机的散热方式是紧密相关的，高效能的散热能力，可以提高电机的峰值转矩密度和峰值功率密度。从车的直观表现来看，就是提高了电机的爬坡能力，加速能力，降低了电机的质量，实现了铁心的轻量化，或者在电机有效质量不增加的情况下，增加了额定功率和峰值功率。

当前，国内新能源汽车技术路线主要采用水冷的方式，此方式散热效率较高，技术难度较低，已经实现了大面积的产业化。但是由于电机高温部分主要集中在绕组端部，流体介质无法直接接触高温点，所以并不能直接冷却。为了进一步提高电机的散热能力，国内外一些研究机构及企业大力发展喷油冷却方式，通过添加喷油嘴，对电机绕组端部实现喷油冷却。本文将基于Motor-CAD，实现对多种方式的冷却效果对比。

Motor-CAD是全球领先的新能源汽车电机选型分析及设计软件，用于新能源汽车电机的选型匹配，优化设计，竞品分析，拆解分析等。开发至今，已被全球主要的整车生产企业、电机生产商、科研机构及高校等广泛使用。

Motor-CAD集成化软件包，可在选型、设计阶段高效地对电机进行电磁和热性能测试；软件包括：电磁（EMag）、热（Therm）和虚拟实验室（Lab）三个模块，可在几分钟内精确评估电磁和热特性，评估电机与整车的适配性。

本文选择与宝马i3结构类似的内置式双层磁钢，该磁极类型可在Motor-CAD中的自带模板直接建立。48槽8极，N42UH永磁体，0.35mm硅钢片，250mm外径，100mm叠长，Hairpin绕组，3段斜极。

本文主要对比3种散热方式：水冷；水冷+风冷；喷油冷。

01、水道冷却

水道冷却方式是目前应用最广，产业化最完善，技术路线最成熟的冷却方式；水道冷却主要包括螺旋水道和平行水道。很多经典的电机都采用类似结构，如尼桑凌风，宝马i3等车型所用电机。

本例中采用螺旋水道方式，入口水温65°，6.5L/min的流量，50/50乙二醇水冷却液，冷却结构如下图所示。

02、水冷+风冷

这是一种改进型的冷却方式，通过水道＋风扇的冷却结构，实现更高的冷却效率。此种冷却方式的典型代表有大陆集团Zytek Automotive公司产品以及BMW 2225xe 系列。其主要是通过轴风扇带动空气流过气隙及转子轴向通风孔，并循环到机座上的热交换器；同时机座上还有冷却水道。其结构原理图及在Motor-CAD中的模型如下所示。

03、喷油冷

喷油冷是当前前沿的冷却方式，其具有散热效率高，可直接接触的特点。但是复杂的油路系统设计及工艺限制了其发展，但是由于其突出的特点，很多厂家及研究机构都投入了对喷油冷却方式的研究，企图占领技术制高点。代表机型为普锐斯2017款电机。Motor-CAD团队不仅能够开发先进的设计软件，还具备强大的电机设计及样机制造能力，下图为Motor-CAD团队开发的喷油冷电机系统。

油路主要包括以下途径：

1、 冷却油从轴孔进入，通过轴上的孔，利用离心力甩到绕组端部内侧；

2、 冷却油通过外部油道，滴落到定子绕组端部外侧；

3、 收油器收集通过泵到外部散热器；

4、 轴上甩出的油设定为4L/min，定子油道喷淋的油量为8L/min，出口油温80°；

5、 此类喷油系统成本较低，因为其共用减速箱冷却油系统。