更小更輕是當(dāng)今永磁直流電機(jī)發(fā)展的必然路徑。因此對(duì)功率密度和轉(zhuǎn)矩密度的追求是長(zhǎng)期的趨勢(shì)。但在EV行業(yè)的沖擊下, 對(duì)永磁直流電機(jī)密度、效率等技術(shù)指標(biāo)需求呈現(xiàn)陡坡加速上升。以往的溫和的漸進(jìn)的技術(shù)發(fā)展已無(wú)法滿足母系統(tǒng)的需求。在這種環(huán)境下,為了提高功率密度需各種技術(shù)手段都需要極致發(fā)揮,包括:更新的電磁設(shè)計(jì)、更好的電磁材料、當(dāng)然缺不了更好的熱管理。永磁直流電機(jī)的功率極限能力往往受電機(jī)的溫升極限限制,因此提高電機(jī)冷卻散熱能力能立竿見影的提高功率密度。另外一方面隨著永磁電機(jī)的普及,我們一邊享受它的優(yōu)點(diǎn),也要忍耐它的短板----“永磁直流電機(jī)的性能隨著溫度上升而衰減”。因此為了防止永磁體可逆和不可逆退磁,總是期望有一個(gè)低溫的轉(zhuǎn)子環(huán)境,低工作溫度是延長(zhǎng)永磁和絕緣材料的最佳策略。而這個(gè)重任不可推卸的落在了熱管理技術(shù)上。
工業(yè)電機(jī)的傳統(tǒng)冷卻方式
對(duì)于中小型永磁直流電機(jī),我們見得較多的冷卻方式可以大概為三種形態(tài):第一種是開放式風(fēng)冷結(jié)構(gòu),空氣可以從風(fēng)罩中吸入電機(jī)內(nèi)部,并從出風(fēng)口排出,帶走內(nèi)部的熱量。但這種結(jié)構(gòu)的防護(hù)等級(jí)不高,粉塵和水汽易進(jìn)入,影響電機(jī)壽命。
第二種形態(tài)是完全封閉的結(jié)構(gòu),內(nèi)外沒有空氣等其他流體交換,電機(jī)內(nèi)部的熱量靠熱傳導(dǎo)從一個(gè)材料傳遞到下一個(gè)材料,最終到達(dá)機(jī)殼,和空氣發(fā)生熱交換。這種散熱方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但傳熱效果不佳,內(nèi)部的熱量容易堆積,形成熱島。
第三種形態(tài)為前兩種方式的復(fù)合,永磁直流電機(jī)還是全封閉結(jié)構(gòu),內(nèi)部的熱量靠熱傳導(dǎo)到達(dá)機(jī)殼后,機(jī)殼通過(guò)風(fēng)扇強(qiáng)迫對(duì)流冷卻,帶著熱量,換熱效率介于第一種和第二種之間。