电动车电机冷却水道计算
纯电机车冷却性能计算
55
管内 径 (mm) 19 19 19 50
流速v m/s 0.774 0.774 0.774 0.1118
局部阻力kpa 6.765 12.18 3.325 0.09 22.36
冷却液参数 比热容 电机 kJ/kg*℃
散热功率KW
电机控制器 三合一
总散热功率
3.412
8
2
0.38
10.38
水箱局部阻 三合一局部阻力系 水管流速 雷诺数 力系数ξ 数ξ v re=vd/ν （P=ξ *ρ v² （P=ξ *ρ v²/2） m/s /2） 0.543524 4382.5887
21.16809759 38.10257566 13.48172666 10.40454333 总散热量 计 算 KJ/S 结 Q=PT 果 10.38 m³/s Q水=Q/（C* ρ *△t） 需要水流量
L/min
m/s（19mm）
m/s m/s （55mm） （25mm）
0.000219321 13.15927036 0.773933598
0.111756 0.447024
三合一 水箱
三合一参数 流速v m/s 压力差 （MPa） 管径 m
管参数 半径 m 管长 m 流量 流速v （l/mi m/s n) 40
电机参数 计 算 流量 输 （l/min) 入 16 计 算 参 数 流速v m/s
电机控制器 压力差 流量 （MPa） （l/min)
三合一参
m³/s
压力差（MPa）
0.000266667 0.941004876 0.01
0.018
25
电机控制器 电机局部阻 局部阻力系 力系数ξ 数ξ （P=ξ *ρ v² （P=ξ *ρ v² /2） /2）
(完整版)纯电机车冷却性能计算
44.2985178 0.722263 2600.146 11.2724
部件
压力差 （MPa）
流量 （l/min)
电机
0.01
16
电机控制器 0.018 16
三合一 水箱
0.012 25 0.00083 40
部件
局部阻力 系数ξ
流量 （l/m in)
电机 21.168 13.16
半径 管长
m
m
流量 （l/mi n)
流速v m/s
压力 差 （MPa ）
0.00041667 1.47032 0.012 0.025 0.0125 6
40
0.339703 8E-04
沿程阻力系 数λ,经验 沿程阻力
公式:λ kpa
=64/re(re< P=λ
2320)
(L/d)(ρ
λ
v²/2)
=0.0025*re
水箱局部阻 力系数ξ （P=ξ*ρv² /2）
三合一局部阻力系 数ξ （P=ξ*ρv²/2）
水管流速 雷诺数
v
re=vd/ν
m/s
21.16809759 38.10257566 13.48172666 10.40454333
0.543524 4382.5887
总散热量
需要水流量
计
算 结
KJ/S Q=PT
进风温 度 ℃
离风 温度 ℃
密度 kg/mˆ3
运动粘 度ν mm2/s
42
55 1067 2.55
管内 径 (mm) 19 19
流速v m/s
0.774
0.774
局部 阻力 kpa 6.765
纯电动卡车冷却系统匹配计算
似 取 １．０４７ｋＪ／ｋｇ·Ｃ。
车 的 空 调 冷 凝 器 布 置 任 散 热 器 总 成 前 Ｑ ＿；＝１３ｋＷ 。
将 柑 关参 数 代 入式 （２）得 ：
端 ，吸 风式风扁布置敏热器后端 ，基 本 ３ 冷却 系统需求 的初步计 算
Ｖ，＝ ６１ ５８ｎ１ ／ｈ
原理 详 图 ｌ。
散 热 量
风 速 ：ｍ／ｓ
水阻
（ｋＷ ） ２ ３ ４ ５ （ｋＰａ）
９０ｏ 。ｏｏ ７ｏｏ ６∞
黑 ｓｏｏ
●。ｏ ３０ ｏ ２∞ ＩｏＤ
Ｏ舯
∞
２ ０ｏ
３∞
＾ｔ
●ｌ伽
５∞
鱼叠
蕾ｃ… － 照竺 幔 三
ｌＲ ●
Ｈ — ＩＭ Ｌｌｍ Ｉｌ Ｉ Ｅ ｐ州 ’ｕｎ ｏＭ １０１ １３ｆｈｈＩ
３．１ 冷却水循环 流量的初步计算 ３．３ 散热器正面积 Ｆｒ的初步计算
根 据散 入 冷 却 系 中 的 热 量 ，可 以 算
Ｆｒ ＝ Ｖ．／ｖａ
（３）
出冷 却 水 的 循 环量 Ｖｗ
式 中 ｖａ为 敞 热 器 ＩＦｆｆ『ｉ前 的 空 气 流
Ｖｗ＝（Ｑ １＋Ｑ ＋Ｑ ３）／（△ ·Ｙ ·Ｃ ）（１） 速 （ｍ ／ Ｓ），载 匝 汽 取 ２～ ５ｍ ／ｓ。
图 １ 纯 电动汽车冷却 系统基本 原理
１０００ｋｇ／ｍ ；
式中 ＫＩ一 敞 热器 对 气 的ｆ 热 系数 ，
２ 冷却 系统散热 需求
Ｃ — — 水 的 比 热 ，可近 似 取
可近 似 取 ９０ｋｃａｌ／ｍ ·ｈ ·ｃ ，
该 车 型冷 却 系 统 需 考 虑 冷 却 风经 冷 凝 器 后的 温 升 ，设 计 最 高使 用环 境 温 度 为 ４０℃ ， 电 机 和 控 制 器 冷 却 需 求 详 见 表 ｌ。
冷却水散热量计算公式
冷却水散热量计算公式在我们日常生活和工业生产中，经常会涉及到冷却系统，而要搞清楚这个冷却系统的效果怎么样，就离不开一个重要的东西——冷却水散热量计算公式。
咱先来说说为啥要了解这个公式哈。
就拿汽车发动机来说，要是没有有效的冷却，那发动机分分钟就能“发火”，出大问题。
我之前有次自驾游，车开着开着仪表盘上的水温警示灯就亮了。
当时我那个心慌啊，赶紧找地方停车检查。
后来发现是冷却系统出了点小毛病，从那以后我就对冷却这事儿特别上心。
那到底啥是冷却水散热量计算公式呢？其实啊，它就是用来计算在一定条件下，冷却水能够带走多少热量的数学表达式。
一般来说，常用的公式是Q = m × c × ΔT 。
这里面的 Q 表示散热量，m 是冷却水的质量，c 是水的比热容，ΔT 则是冷却水进出的温差。
比如说，在一个工厂的生产线上，有一台大型机器在运行，为了给它降温，使用了冷却水。
通过测量，知道每分钟流过机器的冷却水质量是 100 千克，进水温度是 20 摄氏度，出水温度是 30 摄氏度。
水的比热容 c 大约是 4200 焦耳/（千克·摄氏度）。
那这时候，我们就能用公式来算算散热量 Q 啦。
首先算出温差ΔT ，就是 30 - 20 = 10 摄氏度。
然后把数据代入公式，Q = 100 × 4200 × 10 = 4200000 焦耳。
这就意味着每分钟，这冷却水带走了 4200000 焦耳的热量，保证机器不会因为过热而出故障。
再举个例子，在夏天，咱们家里的空调也有类似的原理。
空调里面的制冷剂就相当于冷却水，通过不断循环，带走室内的热量，让咱们感觉凉快。
要是不知道这个散热量的计算，那空调的设计和使用效果可就没那么靠谱啦。
在实际应用中，这个公式可重要了。
工程师们在设计各种冷却系统的时候，都得靠它来算一算，到底需要多少冷却水，要让水以多快的速度流动，才能达到理想的冷却效果。
要是算错了，那后果可能很严重。
水冷机组工程量计算公式
水冷机组工程量计算公式在水冷机组工程中，工程量的计算是非常重要的一环，它直接影响到工程的预算和进度安排。
而水冷机组的工程量计算又是一个比较复杂的过程，需要考虑到很多因素。
在本文中，我们将介绍水冷机组工程量计算的公式和相关内容。
一、水冷机组工程量计算公式。
1. 冷却水系统的工程量计算公式。
冷却水系统的工程量计算公式一般可以按照以下步骤进行：1）计算冷却水系统的总长度，包括管道、支架等。
2）计算冷却水系统的总体积，包括水箱、管道、冷却设备等。
3）计算冷却水系统的总重量，包括水箱、管道、支架等。
冷却水系统的工程量计算公式可以表示为：总长度 = Σ(管道长度 + 支架长度)。
总体积 = Σ(水箱体积 + 管道体积 + 冷却设备体积)。
总重量 = Σ(水箱重量 + 管道重量 + 支架重量)。
2. 冷却设备的工程量计算公式。
冷却设备的工程量计算公式一般可以按照以下步骤进行：1）计算冷却设备的总功率，包括主机、辅助设备等。
2）计算冷却设备的总面积，包括散热片、散热风扇等。
3）计算冷却设备的总重量，包括主机、辅助设备等。
冷却设备的工程量计算公式可以表示为：总功率 = Σ(主机功率 + 辅助设备功率)。
总面积 = Σ(散热片面积 + 散热风扇面积)。
总重量 = Σ(主机重量 + 辅助设备重量)。
3. 水泵系统的工程量计算公式。
水泵系统的工程量计算公式一般可以按照以下步骤进行：1）计算水泵系统的总流量，包括主泵、辅助泵等。
2）计算水泵系统的总扬程，包括主泵、辅助泵等。
3）计算水泵系统的总功率，包括主泵、辅助泵等。
水泵系统的工程量计算公式可以表示为：总流量 = Σ(主泵流量 + 辅助泵流量)。
总扬程 = Σ(主泵扬程 + 辅助泵扬程)。
总功率 = Σ(主泵功率 + 辅助泵功率)。
二、水冷机组工程量计算的注意事项。
在进行水冷机组工程量计算时，需要注意以下几点：1. 数据准确性。
在进行工程量计算时，需要确保所使用的数据准确无误。
【系统】ZA00ME100冷却系统计算报告
【关键字】系统编号：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，是在保守内燃机汽车冷却系统的基础上，用电动水泵代替保守皮带式水泵，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。
与保守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/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。
电机冷却水道设计
螺旋形电机水冷系统设计与散热计算庞瑞上海联孚新能源科技集团有限公司摘要：本文从传热基本理论出发，针对表面冷却中小型电机体积小，功率大，能量密度高的特点，给出了电机水冷螺旋型结构的详细计算过程，为电机冷却设计提供参考方案。
关键词：水冷，散热，螺旋型1.引言现代工业的发展对电机性能要求越来越高。
电机热损耗问题制约着大容量电机设计发展。
根据冷却介质是否通过电机内部，电机冷却方式分为内部冷却和表面冷却[1]。
中小型电机由于体积的限制，常采用表面冷却的方式。
按冷却介质的不同，可以把电机分为分为空气冷却和液体（水或油）冷却。
空气冷却，运行成本低，摩擦损耗大，散热效率低，常用在能量密度低，发热较低的电机结构中。
水冷电机，运行成本高，摩擦损耗小，散热效率高，常用在能量密度高，发热量大的电机结构中。
水冷技术应用于电机散热具有很好的冷却效果。
电机水冷结构设计的核心任务是电机散热计算，使得电机损耗生热与冷却介质带走的热量达到平衡，从而控制电机温升再允许范围内。
此外，冷却介质流速是散热能力重要影响因素之一。
冷却介质的流速与压头及流经管道阻力有关。
压头由水循环系统的泵产生。
流经管道阻力取决于冷却结构的具体形式。
螺旋型结构是指水槽在壳体中成螺旋型分布以往的设计过程[2]是首先设计好水槽的机构尺寸，设定入水口温度、水槽温度、水流速度等参数，计算出水口温度，进而校核冷却系统的散热情况。
这种方法，把设计的散热方案的散热功率作为计算结果，与实际需求的散热功率对比。
设计方案的散热能力高于实际需要的散热能力，则视为方案可行；反之，方案失败。
修改预先设计的水槽尺寸并重新计算直到满足散热条件。
散热能力在设计之初是未知的，计算之后才能知道其散热能力。
本文采用另一种方法，对散热结构进行设计。
2.水冷计算2.1结构设计电机的基本结构尺寸如图1所示，水套外径200mm，水套截面尺寸为宽24mm，高4mm，图11.转子2.定子3.外壳4.水套电机的功率为7.5KW。
冷却水计算公式
冷却水计算公式好的，以下是为您生成的关于“冷却水计算公式”的文章：在我们的日常生活和工业生产中，冷却系统可是发挥着至关重要的作用。
你想想看，汽车发动机运行久了会发热吧？工厂里的那些大型机器长时间工作也会滚烫滚烫的。
这时候，就需要冷却水来给它们降降温，让它们能持续稳定地工作。
而要想让冷却系统有效地工作，准确计算冷却水的用量那可是关键中的关键。
先来说说简单的情况。
假如我们有一个小小的设备，它工作时产生的热量比较稳定，也比较少。
这时候计算冷却水的用量就相对容易一些。
我们可以用设备产生的热量除以水的比热容再除以冷却前后水温的差值，就能得到大概需要的冷却水量啦。
举个例子吧，我之前在一个小工厂里帮忙维修一台小型的发电机。
这台发电机功率不大，但是运行时间一长，温度就升得挺快。
我就想着用冷却水来给它降降温。
经过测量，我发现这台发电机每小时产生的热量大概是 1000 焦耳，水的比热容咱们都知道是 4200 焦耳/（千克·摄氏度），打算让冷却水从 20 摄氏度升到 30 摄氏度。
那咱们来算算，需要的冷却水量就是 1000÷（4200×（30 - 20））≈ 0.0238 千克，也就是 23.8 克。
你看，是不是还挺简单的？但是，实际情况往往要复杂得多。
比如说大型的工业设备，它们产生的热量那可不是一点点，而且热量的产生还不是恒定的，会随着工作状态的变化而变化。
这时候，我们就得考虑更多的因素了。
除了刚才说的那些基本的东西，还得考虑设备的散热效率、冷却水的流速、管道的阻力等等。
就拿管道阻力来说吧，管道弯弯曲曲的，水在里面流动就会受到阻碍，这就会影响冷却效果。
所以在计算的时候，我们还得把这些因素都考虑进去。
还有啊，不同的冷却方式也会影响计算公式。
像是直接冷却和间接冷却，那可大不一样。
直接冷却就是让冷却水直接和发热部件接触，带走热量。
间接冷却呢，则是通过中间的换热器来传递热量。
这两种方式下，冷却水的用量计算方法也有差别。
水冷电机流量计算公式
水冷电机流量计算公式水冷电机是工业生产中常见的一种动力设备，其工作效率和性能直接影响到生产线的稳定运行。
在水冷电机的运行过程中，流量是一个重要的参数，它直接影响到冷却效果和电机的工作温度。
因此，准确计算水冷电机的流量是非常重要的。
在实际应用中，水冷电机的流量计算可以采用以下公式：Q = Cv ×ΔP × SG。
其中，Q代表流量，单位为m3/h；Cv代表流量系数，ΔP代表压差，单位为MPa；SG代表介质的比重。
流量系数Cv是一个重要的参数，它是指在标准状态下，通过阀门的流量与压差的比值。
在实际使用中，可以通过实验或者查阅相关资料来确定流量系数Cv的数值。
压差ΔP是指流体在管道中的压力差，通常可以通过压力表或者差压变送器来测量。
介质的比重SG是指流体的密度与水的密度的比值，通常可以通过查阅相关资料来获取。
通过以上公式，我们可以计算出水冷电机的流量，从而为实际生产提供参考数据。
在实际应用中，我们还需要考虑到流体的温度、粘度等因素，这些因素也会对流量的计算产生影响。
因此，在实际应用中，需要综合考虑多种因素，以确保流量计算的准确性。
除了上述公式外，我们还可以通过流量计来实时监测水冷电机的流量情况。
流量计是一种常见的流量测量仪器，它可以通过测量流体通过管道的速度来计算出流量的大小。
在实际应用中，我们可以通过安装流量计来实时监测水冷电机的流量情况，从而及时调整水冷电机的工作状态，以确保其正常运行。
在实际生产中，水冷电机的流量计算是一个重要的工作，它直接影响到水冷电机的冷却效果和工作温度。
因此，我们需要充分重视水冷电机的流量计算工作，通过科学的方法和准确的数据来指导水冷电机的运行。
希望本文能够对水冷电机的流量计算工作有所帮助，也希望读者能够在实际应用中灵活运用以上方法，以确保水冷电机的正常运行。
电机壳体Z字型冷却水道设计
电机壳体Z字型冷却水道设计杨学威;张小发【摘要】随着电动汽车的发展,高功率密度电机越来越成为车用电机的发展趋势,随之而来的电机散热问题也越来越受到人们的关注.轴向Z字型水路因其具有加工制造简便,成本低廉,便于实现产品的平台化、批量化生产而受到大量研究和使用.以电动汽车用52 kW永磁同步电机水道壳体为研究对象,按照水路设计的步骤,综合考虑水道的散热效果和水道的压力损失,给出了轴向Z字型水路的设计方法,具有很好的指导意义.【期刊名称】《电机与控制应用》【年(卷),期】2016(043)009【总页数】4页(P62-65)【关键词】电动汽车;Z字型冷却水道;冷却水路数;电机温升;水道宽度【作者】杨学威;张小发【作者单位】上海交通大学,上海200240;上海交通大学,上海200240【正文语种】中文【中图分类】TM303.6电动汽车用电机通常采用水冷方式进行散热。
水冷散热效果的好坏关键体现在水路设计是否合理上，水路设计变得尤为重要。
目前使用较多的水路结构是轴向Z字型水路和周向螺旋型水路两种。
周向螺旋型水路平滑，水流阻力损失小，但由于进出水口温度的差异，会使电机两端产生温度梯度，且加工复杂、成本高，不利于批量化、平台化发展[1-2]。
轴向Z字型水路，可以很方便地把进出水口设计在电机的同一端，避免了由于进出水口温差而产生的电机两端的温度梯度，散热比较均匀[3-4]。
轴向Z字型水路还有一个优点就是结构简单，易于通过铝型材挤压成型的方式获得。
本文通过传热学和流体力学的理论推导，设计了一种满足电机散热需求和水阻损失的轴向Z字型水道壳体结构。
参照传统铝型材挤压工艺，可以在圆柱形电机壳体上挤压出沿轴向分布的密闭空腔。
通过交替地将相邻空腔的隔断切低，配合前后端盖的密封就可以在电机壳形成连通的闭合水路。
Z字型水路的结构为单条水路轴向直走，水路之间180°转折，首尾依次连接，进出水口被一隔水台分隔两边[5-6]。
考虑温度场和流场的永磁同步电机折返型冷却水道设计
2019年6月电工技术学报Vol.34 No.11 第34卷第11期TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Jun. 2019 DOI：10.19595/ki.1000-6753.tces.171483考虑温度场和流场的永磁同步电机折返型冷却水道设计吴柏禧1万珍平1张昆1席荣盛2何茂兴2（1. 华南理工大学机械与汽车工程学院广州 5106412. 佛山市顺德区金泰德胜电机有限公司佛山 528000）摘要针对永磁同步电机应用广泛的折返型水道结构，对一台额定功率68 kW的永磁同步电机建立流-固耦合的温度场、流场数值仿真模型来准确计算电机的温升与压降，并通过电机温升、压降实验对模型的正确性进行验证。
然后利用该模型分析了水道中流体的流动特性，建立入水口水道宽度、水道圆角半径与水道压降的关系，得到当入水口水道宽度为45 mm，水道圆角半径为20 mm时水道压降最小，电机温升得到改善。
通过对水道结构参数设计前后的样机进行温升及水道压降台架实验，测得经过设计后的电机绕组温升降低8.4℃，水道压降减小13.1%。
关键词：永磁同步电机折返型水道温度场流场中图分类号：TM313Design of Reentrant Cooling Channel in PermanentMagnet Synchronous Motor Considering TemperatureField and Flow FieldWu Boxi1 Wan Zhenping1 Zhang Kun1 Xi Rongsheng2 He Maoxing2（1. School of Mechanical and Automotive Engineering South China University of TechnologyGuangzhou 510641 China2. Kinetek DeSheng (Shunde, Foshan) Motor Co. Ltd Foshan 528000 China）Abstract Based on the reentrant cooling channel which is widely used in permanent magnet synchronous motor, the temperature and water pressure of motor are simulated by a numerical simulation model of fluid and solid coupling for a 68 kW motor, and the motor temperature and water pressure experiments are carried to verify the accuracy of the model. Then the flow characteristics of fluid in the channel is analyzed by using this model, and the relationship between width of the water channel, channel radius and the pressure drop are established. When the width of inlet water channel is 45 mm and the fillet radius of the channel is 20 mm, the pressure drop of the channel is minimum, and the temperature rise of the motor is improved. After the optimization of the channel structure parameters, the temperature rise and pressure drop test of the prototype are carried out, temperature rise of the optimized motor winding is reduced by 8.4℃and the water pressure drop of the channel is reduced by 13.1%.Keywords：Permanent magnet synchronous motor, reentrant cooling channel, temperature field, flow field佛山市科技创新项目（2016AG101773）和中山职业技术学院科研项目（2017KQ02）资助。
电动汽车电机冷却水道设计
电动汽车电机冷却水道设计目录一、项目概述 (2)1. 电动汽车电机简介 (2)2. 冷却水道设计的重要性 (4)3. 设计目标及要求 (5)二、设计原则 (6)1. 高效冷却原则 (7)2. 结构优化原则 (8)3. 可靠性原则 (9)4. 便于维护原则 (10)三、设计要素 (11)1. 电机结构及布局 (12)（1）电机类型选择 (12)（2）电机内部结构 (14)（3）电机布局规划 (15)2. 冷却介质选择及流动路径规划 (16)（1）冷却介质类型选择 (17)（2）冷却介质流动路径设计 (18)（3）流量与压力控制 (19)3. 水道结构设计及优化 (20)（1）水道类型选择 (21)（2）水道结构布局 (22)（3）水道尺寸计算与优化 (23)四、设计流程 (24)1. 初步设计 (26)（1）设计输入分析 (27)（2）设计概念提出 (28)（3）初步方案制定 (30)2. 详细设计 (31)（1）结构设计细节确定 (32)（2）性能参数计算与优化 (33)（3）工艺性分析 (34)3. 验证与测试 (36)（1）设计验证 (37)（2）模拟仿真测试 (38)一、项目概述本项目旨在设计高效的电动汽车电机冷却水道，以确保电机在高负荷工作情况下保持最佳温度并延长使用寿命。
随着电动汽车产业的快速发展，性能、效率和耐用性已成为电机设计的核心考量。
电机冷却水道作为电机关键部件之一，其设计直接影响电机整体性能。
降低电机工作温度:通过优化水道结构和流量，有效提升散热效率，降低电机工作温度。
提高电机效率:降低温度可以提高电机转子材料的抗磁性，提高电机效率和功率输出。
延长电机寿命:持续的高温会加速电机材料老化，而合理的冷却设计可以有效延长电机的使用寿命。
优化空间布局:设计紧凑高效的水道结构，最大限度地利用机车内部空间。
通过本项目的深入研究和创新设计，期望为电动汽车电机冷却带来新的解决方案，助力电动汽车产业的蓬勃发展。
冷却水的循环量计算
冷却水的循环量计算通常需要考虑以下几个因素：
1.冷却负荷：即需要冷却的热量，通常以单位时间内的热量流量
表示，单位为千瓦（kW）或兆瓦（MW）。
2.冷却水的温度差：即冷却水进口和出口温度之差，通常以摄氏
度（℃）表示。
3.冷却水的流速：即单位时间内冷却水通过冷却器的流量，通常
以立方米每小时（m³/h）或升每分钟（L/min）表示。
基于以上因素，冷却水的循环量可以通过以下公式计算：
Q= m·Cp·ΔT
其中，Q为冷却负荷，单位为kW；m为冷却水的质量流量，单位为kg/h；Cp为冷却水的比热容，单位为kJ/(kg·K)；ΔT为冷却水的温度差，单位为℃。
可以根据需要计算出冷却水的质量流量m，然后结合冷却水的流速，计算出冷却水的循环量。
例如，如果冷却负荷为100 kW，冷却水的进口温度为20℃，出口温度为30℃，冷却水的比热容为 4.18 kJ/(kg·K)，则可以计算出冷却水的质量流量为：
m= Q/(Cp·ΔT)= 100/(4.18×(30-20))= 0.48 kg/h
如果冷却水的流速为2 m³/h，则冷却水的循环量为：
循环量= m/ρ= 0.48/(1000×1000)= 4.8×10^-7 m³/s
其中，ρ为冷却水的密度，通常为1 kg/L或1000 kg/m³。
新能源汽车电机水道压力损失计算中壁面粗糙度的设置
新能源汽车电机水道压力损失计算中壁面粗糙度的设置1.浙江中车尚驰电气有限公司，株洲 412001；2.湖南省新能源电机工程技术研究中心，株洲 412001摘要：新能源汽车用电机车辆安装空间较小，且对轻量化，小型化要求较高，机壳水道液冷是目前普遍采取的冷却方式。
水道中的液体流动过程中会产生压力损失，需要消耗电能给液体增压保持流动，因此电机水道设计时应对压力损失进行计算。
压力损失计算中壁面粗糙度是影响计算结果的重要因素，本文通过理论分析与测量，得出CFD（计算流体力学）中处理表面粗糙度的方法以及表征粗糙度的指标，然后通过等效的方法，将原本只能通过试验获得的粗糙度指标，与可以测量的表面粗糙度建立联系，并得出计算方法，将该数值代入CFD仿真软件计算螺旋水道的压力损失值，得出的结果与试验进行对比，验证了方法的正确性。
0 引言在新能源汽车领域，由于车辆安装空间较小，且对轻量化，小型化要求较高，其驱动电机往往具有功率密度高，转矩密度大的特点，因此传统风冷的散热形式难以满足新能源汽车驱动电机的散热要求，机壳液冷是目前普遍采取的冷却方式[1]。
电机机壳液冷，即在电机的机壳中铸有供冷却液流动的空腔水道，如图1所示，目前新能源汽车电机水道的形式主要有两种，螺旋式以及折返式，其中螺旋式水道沿周向运动。
折返式水道则是沿轴向运动，到达一端尽头后，180°拐弯折返，在另一尽头，再次拐弯折返，如此往复。
图1 新能源汽车电机水道的形式冷却液在水道中流动时，由于壁面的摩擦，以及流体的黏性导致的阻滞力，会产生流阻，使得流体的压力逐渐降低[2]。
为了维持冷却液的循环流动，需要通过水泵增加冷却液的流动压力，冷却液流经水道时压力的降低称为压力损失，压力损失越大，泵的能耗就越大，因此电机设计时有必要对水道的压力损失进行计算，避免由于设计不合理导致的压损过高；新能源汽车电机水道多为铸造成型，水道壁面粗糙度较高，由此产生的摩擦力会引起较大的压力损失，因此，要精准的计算水道的压力损失，需要将壁面粗糙度纳入计算当中，并得到正确的计算设置方法。
电动车电机冷却水道计算
螺旋形电机水冷系统设计庞瑞上海联孚新能源科技集团有限公司摘要：本文从传热基本理论出发，针对表面冷却中小型电机体积小，功率大，能量密度高的特点，给出了电机水冷螺旋型结构的详细计算过程，为电机冷却设计提供参考方案。
关键词：水冷，散热，螺旋型1.引言现代工业的发展对电机性能要求越来越高。
电机热损耗问题制约着大容量电机设计发展。
根据冷却介质是否通过电机内部，电机冷却方式分为内部冷却和表面冷却[1]。
中小型电机由于体积的限制，常采用表面冷却的方式。
按冷却介质的不同，可以把电机分为分为空气冷却和液体（水或油）冷却。
空气冷却，运行成本低，摩擦损耗大，散热效率低，常用在能量密度低，发热较低的电机结构中。
水冷电机，运行成本高，摩擦损耗小，散热效率高，常用在能量密度高，发热量大的电机结构中。
水冷技术应用于电机散热具有很好的冷却效果。
电机水冷结构设计的核心任务是电机散热计算，使得电机损耗生热与冷却介质带走的热量达到平衡，从而控制电机温升再允许范围内。
此外，冷却介质流速是散热能力重要影响因素之一。
冷却介质的流速与压头及流经管道阻力有关。
压头由水循环系统的泵产生。
流经管道阻力取决于冷却结构的具体形式。
螺旋型结构是指水槽在壳体中成螺旋型分布以往的设计过程[2]是首先设计好水槽的机构尺寸，设定入水口温度、水槽温度、水流速度等参数，计算出水口温度，进而校核冷却系统的散热情况。
这种方法，把设计的散热方案的散热功率作为计算结果，与实际需求的散热功率对比。
设计方案的散热能力高于实际需要的散热能力，则视为方案可行；反之，方案失败。
修改预先设计的水槽尺寸并重新计算直到满足散热条件。
散热能力在设计之初是未知的，计算之后才能知道其散热能力。
本文采用另一种方法，对散热结构进行设计。
2.水冷计算2.1结构设计电机的基本结构尺寸如图1所示，水套外径200mm，水套截面尺寸为宽24mm，高4mm，图11.转子2.定子3.外壳4.水套电机的功率为7.5KW。
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螺旋形电机水冷系统设计
庞瑞
上海联孚新能源科技集团有限公司
摘要：本文从传热基本理论出发，针对表面冷却中小型电机体积小，功率大，能量密度高的特点，给出了电机水冷螺旋型结构的详细计算过程，为电机冷却设计提供参考方案。
关键词：水冷，散热，螺旋型
1.引言
现代工业的发展对电机性能要求越来越高。
电机热损耗问题制约着大容量电机设计发展。
根据冷却介质是否通过电机内部，电机冷却方式分为内部冷却和表面冷却[1]。
中小型电机由于体积的限制，常采用表面冷却的方式。
按冷却介质的不同，可以把电机分为分为空气冷却和液体（水或油）冷却。
空气冷却，运行成本低，摩擦损耗大，散热效率低，常用在能量密度低，发热较低的电机结构中。
水冷电机，运行成本高，摩擦损耗小，散热效率高，常用在能量密度高，发热量大的电机结构中。
水冷技术应用于电机散热具有很好的冷却效果。
电机水冷结构设计的核心任务是电机散热计算，使得电机损耗生热与冷却介质带走的热量达到平衡，从而控制电机温升再允许范围内。
此外，冷却介质流速是散热能力重要影响因素之一。
冷却介质的流速与压头及流经管道阻力有关。
压头由水循环系统的泵产生。
流经管道阻力取决于冷却结构的具体形式。
螺旋型结构是指水槽在壳体中成螺旋型分布以往的设计过程[2]是首先设计好水槽的机构尺寸，设定入水口温度、水槽温度、水流速度等参数，计算出水口温度，进而校核冷却系统的散热情况。
这种方法，把设计的散热方案的散热功率作为计算结果，与实际需求的散热功率对比。
设计方案的散热能力高于实际需要的散热能力，则视为方案可行；反之，方案失败。
修改预先设计的水槽尺寸并重新计算直到满足散热条件。
散热能力在设计之初是未知的，计算之后才能知道其散热能力。
本文采用另一种方法，对散热结构进行设计。
2.水冷计算
2.1结构设计
电机的基本结构尺寸如图1所示，水套外径200mm，水套截面尺寸为宽24mm，高4mm，
图1
1.转子
2.定子
3.外壳
4.水套
电机的功率为7.5KW。
经过电磁计算，电机总的损耗为
KW
P137
.1
=
损
（1）设所有损耗都转化为热能，在电机稳定运行过程中，热能被水带走。
因此实际需要的散热功率为
KW
P
P137
.1
=
=
损
散
（2）冷却水相关参数见表1，
表1 水的相关物理参数
名称单位符号数值
流量
min
L
Q10
进口温℃
in
t30
出口温 ℃ out t 35 避温
℃
w t
40 导热系
数
k
m W ⋅
λ 0.620663
运动粘度
s
m 2
ν 710125.8-⨯
动力粘
度
()s m kg ⋅
f μ
0.00081
动力粘
度
()
s m kg ⋅
w μ 0.00049
普朗特数
r P 5.52167
（1）当量直径
()
m b a b a U A D e 00833.0244=+⨯⨯==（3）
式中：a 、b 分别为水槽的宽和高，A
为水槽截面积，U 为水槽湿润周长。
（2）雷诺数 平均温度
℃5.322
=+=out in f t
t t （4）
平均温升
℃5.7=-=∆f w t t t （5）
流速
s m A Q
w /389.1==
（6） 雷诺数
2.13675==
ν
e
e wD R （7）
由此可以判断，水系统流态为湍流。
（3）水流吸收的热量
()in out p t t m C -=Φ （8）
式中，m 为单位实际内流过水槽截面的质量。
（4）冷却水从水套壁吸收热量
t L D e ∆=Φπα （9）
α为对流换热系数，L 为螺旋水槽伸直后的长度。
（5）怒谢尔特数[3]
r m r e f
e u P R D N ελα8
.0023.0==
（10） 上式适用范围如下： ①壁面与水流间温差小于20℃~30℃，
②410>e R
③1207.0<<r P ， ④
60≥e
D L
； 式中：r ε为考虑螺旋管道的修正系数，表达式如下：
3
3.101⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+=o e
r R
D ε （11） 式中：0R 为螺旋管的曲率半径。
（6）水套长度计算
由式（8）~（11）联立求解得水槽长度
m L 578.2= （12）
螺旋槽圈数
19.410
190578
.23
≈⨯⨯=-πn （13） 取螺旋槽圈数为5 则水槽段长度为，
()mm L s 1651015255=⨯-+⨯=（14） 结论
本文从散热能力出发，选择进水口温度，出水口温度，水槽截面尺寸，利用传热学对流换热原理，设计了中小型电机表面冷却系统。
参考文献
[1] 陈世坤.电机设计[M].北京:机械工业出版社.2005；
[2] 吴桂珍等.高能量密度水冷电机冷却系统设计与热力计算.防爆电机.2008.3；
[3] 杨世铭、陶文铨.传热学[M].高等教育出版社,2006。