電動機作為電動汽車驅動可實現極低排放或零排放。電動汽車在驅動與回收能量的工作過程中，電動機定子鐵芯、定子繞組在運動過程中都會產生損耗，這些損耗以熱量的形式向外發(fā)散，需要有效的冷卻介質及冷卻方式來帶走熱量，保證電動機在一個穩(wěn)定的冷熱循環(huán)平衡的通風系統中安全可靠運行。電動機冷卻系統設計的好壞將直接影響電動機的安全運行和使用壽命。下圖所示為比亞迪E6車型驅動電動機冷卻系統原理圖。

電動汽車驅動電動機與控制器的冷卻系統主要依靠冷卻水泵帶動冷卻液在冷卻管道中循環(huán)流動，通過在散熱器的熱交換等物理過程，冷卻液帶走電動機與控制器產生的熱量。為使散熱器熱量散發(fā)更充分，通常還在散熱器后方設置風扇。

一、電動機冷卻系統分類

電動機在工作時，總是有一部分損耗轉變成熱量，它必須通過電動機外殼和周圍介質不斷將熱量散發(fā)出去，這個散發(fā)熱量的過程，我們就稱為冷卻。電動機主要冷卻方式有自然冷卻、風冷和水冷，各類型冷卻系統組成和特點及應用如下圖所示。

二、常見車系電動機冷卻系統

1． 榮威E50

（1）概述

榮威E50電動冷卻系統分為2個獨立的系統，分別是逆變器（PEB）／驅動電動機冷卻系統、高壓電池包冷卻系統（ESS）。高壓電池包冷卻系統（ESS）已在模塊三的相關章節(jié)中講述過，這里不再贅述。

榮威E50逆變器（PEB）／驅動電動機冷卻系統主要有散熱器、冷卻風扇、膨脹水箱、冷卻液泵、冷卻液軟管和冷卻液溫度傳感器組成，如下圖所示。

冷卻系統部件組成和功能如下圖所示。

（2）冷卻液液流的控制

榮威E50冷卻系統冷卻液在管路中的循環(huán)路徑如下圖所示。

如上圖所示，驅動電動機冷卻原理如下：

利用傳導原理，將熱量從PEB／驅動電動機組件傳遞到冷卻液中，帶有熱量的冷卻液流過散熱器內的蒸發(fā)管路，通過冷卻風扇吹動氣流，將熱量傳遞到大氣中。當系統處于較低溫度時，冷卻液泵不工作。當溫度上升后，冷卻液泵工作，冷卻液經過軟管流入散熱器內，散熱器將熱量散發(fā)到空氣中，使PEB／驅動電動機組件保持在最佳的工作溫度。

冷卻液從右側上部水室到左側底部水室流經散熱器，由經過芯體的空氣進行冷卻。冷卻系統的溫度是由ECT傳感器來測量的。該傳感器向PEB發(fā)送信號，根據需要控制冷卻風扇的操作。冷卻液溫度信號由PEB經過CAN總線到顯示冷卻液溫度到組合儀表。該組合儀表上會實時顯示冷卻液的溫度，如果冷卻液溫度變得過高，則組合儀表上的警示燈和消息將提醒駕駛員。

（3）冷卻風扇的控制

榮威E50冷卻風扇的控制原理如下圖所示。

PWM冷卻風扇受整車控制單元VCU控制，冷卻風扇工作時，整車控制單元VCU控制PWM模塊使冷卻風扇在20％到90％的占空比范圍內的8個擋位的速度工作，以滿足不同的冷卻負荷要求。

① 冷卻風扇開啟條件：

冷卻風扇開啟取決于A／C和PEB冷卻液溫度這兩個重要因素。當EAC開啟或PEB冷卻液溫度高于52℃時，冷卻液風扇開始工作。

② 冷卻風扇停止工作條件：

如果PEB冷卻液溫度低于65℃，并且EAC關閉，冷卻風扇停止工作。

點火開關關閉，EAC關閉，PEB冷卻液溫度高于65℃，冷卻風扇繼續(xù)工作，如果環(huán)境溫度低于10℃，冷卻風扇會工作30s，環(huán)境溫度高于10℃，冷卻風扇會工作60s。

（4）PEB／驅動電動機冷卻系統控制

PEB的工作溫度不能超過75℃，最合適的工作溫度應該低于65℃。將溫度控制在75℃以下可以更好的延長PEB和驅動電動機的使用壽命。

PEB開始工作時，電動冷卻液泵會立即打開，冷卻液溫度傳感器向ECT提供溫度信號。

PEB計算冷卻液溫度將它與PEB冷卻溫度傳感器信號進行比較，從而判斷是否需要使用PEB冷卻液溫度傳感器。

2． 廣汽傳祺AG新能源

廣汽傳祺AG新能源車輛驅動電動機采用水冷式冷卻系統，控制原理和組成與榮威E50基本相同，詳細原理這里不再贅述。下圖為系統組成。

冷卻系統液流路徑圖如下圖所示。

3． 寶馬F18（530LE）

寶馬530LE為了在任何工況下都能確保驅動電動機的冷卻效果，在冷卻系統中使用冷卻電動機，并將冷卻電動機連接到發(fā)動機的冷卻液管路中，寶馬530LE發(fā)動機和電動機冷卻液循環(huán)路徑如下圖所示。

為了冷卻定子繞組，在定子支架和自動變速箱殼體之間有一個冷卻通道，冷卻液通過該通道從發(fā)動機冷卻回路中流出。冷卻通道分別通過兩個密封環(huán)向前和向后密封。

變速箱油進行轉子的冷卻，油霧狀的變速箱油吸收熱量并在變速箱油冷卻器上將熱量排到大氣中。

驅動電動機自帶一個節(jié)溫器，將冷卻液流進溫度調到約80℃的最佳范圍。由于電動機工作溫度低于發(fā)動機工作溫度，因此這種調節(jié)是必要的。節(jié)溫器通過一個石蠟恒溫元件進行調節(jié)，該石蠟恒溫元件根據冷卻液溫度膨脹。此時不存在電動控制。節(jié)溫器工作原理如下圖所示。

節(jié)溫器工作狀態(tài)及冷卻液循環(huán)路徑如下圖所示。

4． 豐田混合動力車型

豐田混合動力車型，如普銳斯、凱美瑞、卡羅拉雙擎等安裝了獨立于發(fā)動機冷卻系統之外工作的另一套冷卻系統冷卻逆變器、MG1和MG2。這套冷卻系統由專用儲液罐、專用冷卻液泵、專用散熱器和專用的冷卻液管路組成，如下圖所示。

將車輛電源狀態(tài)切換至READY ON狀態(tài)時，該冷卻系統激活。

逆變器、MG1和MG2的專用散熱器安裝于冷凝器（空調）上部。通過集成獨立逆變器散熱器、空調冷凝器和發(fā)動機散熱器，使布局更加緊湊。

內容來源：

《圖解汽車構造與原理》

化學工業(yè)出版社 主編：于海東

審核編輯 黃昊宇