za00me100冷却系统计算报告20110624.docVIP

编 号： 冷却系统计算报告 项目名称： ZA00-ME100纯电动微型客车设计开发 编制： 日期： 校对： 日期： 会签： 日期： 审核： 日期： 批准： 日期： 海马轿车有限公司 2011年6月 目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u 1 引言 1 1.1 ZA00-ME100电动车冷却系统概述 1 1.2 电机冷却系统的要求 1 2 部件选型 2 2.1 沿用件 2 2.2 新开发件 2 3 冷却性能校核 2 3.1 散热器散热面积校核 4 3.2 风扇参数计算校核 5 3.2.1 风扇外径的校核 5 3.2.2 风扇风量的校核 6 3.3 水泵参数计算 7 4 电子风扇和水泵控制 8 5 结论 8 参 考 文 献 9 1 引言 ZA00-ME100电动车电机及控制器采用水冷系统，整个系统由散热器、电子风扇、冷却管路、电动水泵、电机和控制器水套构成。本文通过对散热器及水泵相关参数的计算，来校核整个冷却系统的冷却能力。 1.1 ZA00-ME100电动车冷却系统概述 本系统为电机及其控制器冷却系统，是在传统内燃机汽车冷却系统的基础上，用电动水泵代替传统皮带式水泵，利用原车的电子风扇、散热器还有水箱来设计的。电动水泵将冷却液增压并且以一定流量泵入电机冷却水套，冷却液从电机控制器和电机水套壁周围流过并且从水套壁吸热而升温；然后经过散热器进水软管流入散热器；在散热器中，冷却液向流过散热器周围的空气散热而降温；最后冷却液经散热器出水软管返回水泵，如此循环不已。在汽车行驶时或冷却风扇工作时，空气从散热器周围高速流过以增强对冷却液的冷却。与传统汽车的冷却系统相比，由于电机启动不需要内燃机的暖机过程，所以不需要节温器，因而冷却水从水套中出来后直接流入散热器。副水箱的作用为当散热器内部水温上升时，冷却水由于热胀冷缩作用膨胀，系统压力升高，部分冷却水通过副水箱的进水管流入副水箱，防止散热器内部压力过高。当冷却液温度下降时，散热器内部压强变低，冷却液从副水箱内部被吸入散热器参与冷却液的循环流动。 1.2 电机冷却系统的要求 1）电机在高功率的工作环境下，其冷却液出口温度不高于90；电机控制器在高功率的工作环境下，其冷却液出口温度不高于70；冷却液在电机和控制器水套的进出水口的最大温差 为6；综合以上，冷却系统最高水温不高于76；（水温暂定） 2）电机及电机控制器工作时，冷却系统流量大于等于12L/min； 3）冷却系统满足持续性工作要求； 4）整个冷却系统密封性要好，不许存在漏液现象； 5）为满足整车电气环境，要求电动水泵采用12V 直流电，功率要小。 6）电动水泵能够在冷却介质温度小于80的情况下正常工作。 2 部件选型 2.1 沿用件 本系统拟定初步沿用原型车Z1冷却系统的散热器以及副水箱、电子风扇，待计算分析之后再作相应调整。 2.2 新开发件 水泵采用无刷直流电机水泵，该类型水泵的主要优点为电源采用12V直流电源，电源要求适合于电动汽车的电气环境，体积、噪声小。 3 冷却性能校核 由于拟定沿用原车散热器以及电子风扇，这里只需校核散热器在匹配原电子风扇的情况下，在新系统中能否满足使用要求。 系统采用的电机参数见表1： 额定功率/kw 30 峰值功率/kw 90 额定转矩/Nm 80 峰值转矩/Nm 240 额定转速/rpm 3600 峰值转速/rpm 7200 额定效率 93% 表1.电机参数 考虑到本项目车辆使用工况以及电机系统效率图，可以得出不同工况下电机的最大散热损失。 工况 电机转速 电机扭矩 电机功率 电机效率 车速 持续时间 要求 备注 额定扭矩 800 80 6.70 0.8 16.07 长时间 达到热平衡，并且电机控制器出水口温度不超过70，电机出水口温度不超过90 水温暂定 额定功率 3600 79.58 30 0.9 72.30 长时间 达到热平衡，并且电机控制器出水口温度不超过70，电机出水口温度不超过90 峰值扭矩 800 240 20.10 0.7 16.07 3分钟 电机控制器出水口温度不超过70，电机出水口温度不超过90 峰值功率 3600 238.