3 试验验证
对于车载电机,衡量其发热程度一般是用“温升”而不是用“温度”,当“温升”突然增大或超过最高工作温度时,往往意味着电机工作状态不良。温升是电机与环境的温度差,是由电机发热引起的。运行中的电机铁芯处在交变磁场中会产生铁损,绕组通电后会产生铜损,还有其他杂散损耗等。这些都会使电机温度升高。当发热与散热相等时即达到平衡状态,温度不再上升而稳定在一个水平上。当发热增加或散热减少时就会破坏平衡,使温度继续上升,扩大温差,则增加散热,在另一个较高的温度下达到新的平衡。但这时的温差即温升已比以前增大了,所以说温升是电机设计及运行中的一项重要指标,标志着电机的发热程度。
3.1试验台架
为了验证藕合机构的散热性能可靠性,搭载了一个台架,验证其冷却润滑系统的可靠性。该台架为专用的双电机混合动力台架,发动机使用该藕合机构适配的机型,其电机的高压电由电池模拟器提供,并包含电机控制器等外围组件。混合动力台架搭建如图5所示。
其中祸合机构冷却系统采用车载冷却系统,不采用外部机油冷却装置,并通过机油冷却柜控制人口油温设定值。台架驱动电机、发电机转速、扭矩应依照表3、表4进行。
3.2试验结果
藕合机构的试验数据如图6所示,在试验的过程中,祸合机构的出口油温由初始的55℃稳定到100℃左右,人口油温由初始的32.6℃稳定到70℃左右。驱动电机的最高温度为134℃、发电机的最高温度为132℃,都低于140℃,满足设计要求。
节温器旁通阀的出口压力及出口流量如图7所示。在试验过程中,藕合机构上节温器旁通阀的压力,由初始的99.4 kPa迅速上升,在第15min达到峰值,最大压力为108.3 kPa。随后出口油压逐渐下降,稳定在95 kPa左右。试验过程中,节温器旁通阀的出口流量由初始的1.5L/min迅速上升,在第15 min达到4 L/min。旁通阀的出口流量随后缓慢上升,基本稳定在4.7 L/min左右。
由以上数据可以看出,经5小时温升工况测试,祸合机构内部电机温度最高温度为135℃、低于许用温度140℃,油温最高温度为100℃,低于许用温度120℃,满足产品设计要求,祸合机构的散热性能良好。
4 整车验证
4.1研究思路
目前,主流主机厂对混合动力车辆热评估,仍沿用传统车的模式,缺少一种有针对性评估方法。通过对国内各地区道路实际坡度及道路设计规范进行总结,并结合驾驶员的驾驶习惯,发现传统车常用的NEDC工况已经不适宜混合动力汽车。考虑我国地理跨度大,地形地貌条件较为复杂,需要根据不同区域的特点,制定不同销售市场热管理考核方法和设计标准。对于目标车辆销售较好的平原城市群,可使用FTP75和WLTC工况做为常用工况分析及考核验证。
4.2试验结果
按照FTP75工况,在环模实验室中完成了样车测试,监测各温控点温度,选取其中稳定工作循环工况,其采集数据如图8所示。
由以上数据可以看出,完成循环后,藕合机构内部电机温度最高温度为123℃,低于许用温度140℃,油温最高温度为85℃,低于许用温度120℃,满足产品设计要求,藕合机构的散热性能良好。
5 总结
通过台架试验和整车验证,说明该祸合机构的冷却润滑系统设计良好,散热性能优越,并具有一定的优势:
(1)该系统采用润滑油作为冷却介质,冷却效果较好,不需要在壳体上设置复杂的管路,减小了壳体尺寸,降低了壳体的加工难度;
(2)油冷系统与机油冷却器连接,避免了在壳体上设计新的热交换器,提高了冷却效率;
(3)该系统采用液压系统控制的强制冷却形式,并在纯电时可对油泵转速等进行精准的控制,提高了冷却的可控性。