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由于针对同一总成集成结构的温度场分析，其中热分析仿真计算中所需的热源、热阻、导热系数及换热系数等热属性参数，均可根据上节内容所得。不同在于额外增加了转子轴心处的热传递途径。电动机转子引入了变速器内部提供的油冷系统，且在这部分油冷系统中油冷的流量及流阻将随差速器转速的不同而变化。所以在不同工况下，电动机转子的冷却效果乃至整个电动机的冷却效果将随之变化，鉴于工况的复杂程度，在此仅针对电动机在额定和峰值工况下的冷却效果进行温度场分析。由于电动机转子即电主轴引入了冷却流道，从而在该节点上增加了热对流的传递途径，即转子热源传递路线使之由原来只向定子侧传递途径增加为既向定子侧传递，又能通过转子轴心油道的热对流传递。在此鉴于引入变速器或差速器的油冷系统的复杂性(涉及到冷却油道、挡油环等一系列结构优化设计)，暂不对引入油冷系统的复杂结构进行详细分析。仅假设在整车处于电动机额定工况与峰值工况下时，等效变速器或差速器的被动冷却系统为油泵处理(在油道及挡油环等影响油流动的结构一定的情况下)，得出油道引入到电动机转子轴心处的压力P与流量q数值。可得出电动机的等效热阻网络模型(见图6)。由上述所述方法计算出转轴油道中的对流等效换热系数等参数。根据等效数学矩阵模型得出电动机各个零部件在稳态运行状态额定工况与峰值工况下的温度场变化情况。

图6 电动机引入转子后等效电路模型

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由此可知，由于减小了转子部件之间的热阻，均匀的剖分了转子轴心的热损耗，显而易见的降低了转子的温升，也间接的降低了定子水冷套的散热压力，从图可知不同工况电动机零部件降低的温升也不同，但整体温升均有降低，即降低电动机定子水冷套的冷却要求或使电动机整体散热更加均匀有效，对整车热管理要求也随之降低。

电动机热管理可行性方案分析

通过上文介绍，对总成结构中电动机两种不同热管理方案的温度场变化对比(见图7、图8)可知，电动机转子轴心处引入被动冷却系统的油冷系统的散热效果将有效的降低了电动机内部的温差，特别对于电动机转动部件。但如能在满足电动机本身的散热要求情况下，只用定子水冷套热管理方案，将大大减少了一系列问题，例如可减少电动机制造成本，加工工艺，及可不用考虑电动机转子的密封及强度等问题。而如在强调电动机性能效率和功率密度的前提下，对电动机转子轴心引入该热管理方案将十分有效，虽其中也将面临一系列问题，但在强调集成度及功率密度比的前提下，这将是未来发展的一个趋势。

结语

针对电动机定子水冷套的前提下增加转子轴心油冷(来自变速器或差速器被动冷却系统)，具体可行性方案及存在的问题分析是：

1. 电动机转子冷却来自差速器

(1)取决于变速器的排列方式，在变速器内需设计特殊的挡油环及冷却油道，差速器转速决定了被动冷却系统油飞溅能力，是否能够使油飞溅到电动机转子轴心油道里，然后再返回变速器油道中;

(2)由于变速器用电磁阀或分离泵使冷却循环起来的油的流量将不受控制。油流量将受到差速器转速的影响，冷却流量或者冷却能力是否满足，通常需要一系列测试确定其冷却能力，后续再优化油道或挡油环(通过CFD仿真计算出合理的流量流速)。

(3)冷却油循环系统中油压非常低，接近大气压，约0.2～0.3MPa，如何得到进出口的油压差。

2. 冷却油来自变速器(来自变速器冷却循环)，需考虑单独增加的冷却泵或电磁阀控制。

(1)冷却油压是否足够(大约0.3～0.5 MPa，最高不超过0.8 MPa);

(2)冷却流量：取决于电动机转子冷却要求-进出口温差和系统中冷却液的冷却能力等。

另外，油的热容量较大，且具有较好的介电能力，是一种比较理想的直接的冷却介质，但油本身存在粘性，搅动过程中多流层会产生内摩擦发热。电动机冷却油道设计不合理，会出现油和发热器件接触不充分不能有效带走器件热量，或加剧冷却油的内摩擦，电动机的冷却效果较差，甚至会出现温度不降反升，因此，油冷电动机中冷却油道的设计合理性对冷却至关重要。

综上所述，从稳态角度开展电动机不同冷却热管理方案的温度场分析可知;如从总成结构的制造成本及运行安全风险等评估，在满足热管理方案要求下，仅用电动机定子水冷套形式是最为妥当。但在强调总成电动机的功率密度、有效输出率和结构体积等性能参数时，则需要尽可能降低其温升，即尽量减少零部件的节点温度。通常电动机运行时转动部件的温升相对比较高难以散热，转子引入油道冷却就显得尤为必要。且从上述分析可知，其结构设计也具有可行性。这也是在未来越来越强调集成度及功率密度等参数的前提下，势不可挡的一个研究趋势。