燃料电池用空压机驱动电机电磁热分析与冷却系统优化
李民1
李阳阳1
范晨阳1
伍培明2
1.河南科技大学车辆与交通工程学院,河南洛阳 4710032.中原内配明达氢能源有限公司南京研发中心,江苏南京 211200
摘要：针对燃料电池用空压机电机机壳水冷流道进行设计与分析.首先,使用Motor-CAD软件进行电磁仿真,确定热源及其发热功率.依据发热功率确定冷却液流量,计算了气隙和电机主要接触面的对流换热系数.使用ANSYS-Fluent软件建立了螺旋流道水冷电机的流固耦合模型,使用PT100热电阻温度传感器测得电机内部温度,对端部绕组处的温度进行了验证.对原设计流道在正常温度工况(冷却液温度75 ℃左右)和高温极限工况(冷却液温度85℃左右)下进行电机温升评估,发现在正常温度工况下,原设计流道可以保证电机正常工作要求,但在高温极限工况下,原流道设计会使得电机右侧端部绕组存在局部过热,超出H级绝缘电机温升限值125.00 K.提出了流道优化方案,通过减缓流道截面积增大的速度,减缓流体流速的下降速率.与原设计流道相比,优化后的流道使得局部过热部位的冷却流体流速增大,这增强了冷却液与电机的换热效果.仿真结果表明:在高温极限工况,优化后流道的截面变化率更小,流速下降平缓,优化后流道内壁面温度由356.50 K下降至354.85 K,端部绕组的局部热点最高温度由433.09 K降至422.92 K.与原设计方案相比,优化后的端部绕组局部热点温度降低了 10.17 K,温升为124.92 K,低于温升限值125.00 K,流道冷却效果明显优化.
关键词：空压机流道流固耦合磁热分析
分类号：TM341(电机)
资助基金：国家自然科学基金(52006054)河南省重点研发专项(231111242000)
论文发表日期：2025-08-25
在线出版日期：2025-09-16（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 8-16 )
英文信息