双向全油冷技术 创新性油冷散热方案之一

 

双向全油冷技术在去年的小米汽车技术发布会上曝光。这是一种颇具新意的电机油冷散热方案，具备更高的散热效率。现在，我们就来简单了解一下液冷散热以及部分创新性油冷散热方案，并对双向全油冷技术进行介绍。

液冷散热 高功率电机的主流选择

为了提升电动汽车的性能，电机正在向更高功率进发，散热问题是当前需要面对的挑战之一。当电机内部的温度升高到一定程度之后，将会破坏轴承的润滑效果以及内部部件的绝缘功能。电机功率越高，就需要更强大的散热方案。所以提升散热效率成为电机研发中不可缺少的一环。

 

常用的散热方式为风冷与液冷。其中，风冷因成本优势适用于低功率电机。而液冷的散热能力更强，是高功率电机的主流选择。

液冷进一步分为间接液冷（水冷）和直接液冷（油冷）两种散热方式。

间接液冷将冷却水道布置在电机的定子绕组中，通过冷却水循环进行冷却散热。水具有导电性，因此不能与电机直接接触，散热性相对较差，无法适用于超大功率的电机。

 

直接液冷则细分为喷淋式液冷以及浸没式液冷两种形式。两者都采用不导电不生磁的油作为介质，所以也被称为油冷。前者是将冷却油喷在电机内部的定子和转子上，而后者使用油道将冷却油送入定子和转子中。两种技术路线都可以让冷却油与部件进行直接接触，散热效果强。此外，直接液冷还能够让电机结构更紧凑，迎合了电驱集成化的趋势。

 

 

创新性油冷散热方案

目前，部分油冷电机在油路设计方面具有创新性。例如博格华纳的向心式油冷，雷诺CMF的转子直喷、舍弗勒的槽内油冷、马勒的“沉浸式”冷却、华域电动的网格式直瀑油冷以及小米汽车的双向全油冷等。

 

双向全油冷技术

去年年末，高转速的小米超级电机V8s在小米汽车技术发布会上曝光，随之公布的还有双向全油冷技术。该技术的亮点在于双循环油路，叠片组的“阶梯式”错位设计以及转子的S型立体通道。

 

浸没式液冷普遍采用单个进油口与出油口进行冷却。随着冷却油的温度逐渐升高，散热效果就会变得越来越差，导致电机各处的温度分布不均匀。

 

而双向油冷技术通过创新油路设计和改变叠片组摆放方式对这一状况进行改良。在电机定子铁芯的两侧设置了两个进油口和出油口，进行交替布置。冷却油从两侧同时流入定子铁芯内部的冷却通道，让温度分布更均匀。定子铁芯由叠片组层层叠放构成。每个相邻的叠片组并不对整，而是稍稍错位，让冷却油在其中流动时接触到更多面积，增强热交换效果。对于转子部分，小米汽车设计了S型油路，呈现出螺旋状立体感。在同等体积下，这种形态的散热面积更大。官方宣称，将这一系列设计应用于电机后，温度最高可降低30度，综合散热效率增加超过50%。

 

结语

创新性的油冷散热通常在油路设计上做出改良，让散热效率提高。不过目前的新颖设计还是比较少，因为复杂的油路系统设计以及较高的工艺水平要求依然是行业需要挑战的难关。相信随着越来越多的高功率电机被推出，油冷技术的进步将得到显著加速。