電機(jī)為啥要散熱？ 電機(jī)怎么冷卻的？

無論是純電動(dòng)汽車，亦或是各種混動(dòng)車型，電驅(qū)動(dòng)技術(shù)讓它們具備更好的動(dòng)力性能，動(dòng)不動(dòng)就是幾秒破百。但是，在帶來更好動(dòng)力性能的同時(shí)，動(dòng)力系統(tǒng)也面臨著散熱的問題。那么新能源車型都是怎么搞定這個(gè)散熱問題的？其實(shí)它們的招數(shù)還挺多的。

首先需要說明的是。動(dòng)力系統(tǒng)的散熱并不僅僅是把它從電動(dòng)機(jī)等部分排掉，而是要把它們更好的利用起來。畢竟節(jié)能是當(dāng)今汽車行業(yè)的主題，能把車上的每一點(diǎn)能量都有最高限度的利用，顯然是工程師的最高境界。

之前我們也解讀過新能源其他系統(tǒng)的熱管理：比如電池：以及空調(diào)如何更高效：

電機(jī)為啥要散熱？過熱會(huì)影響運(yùn)行效率，影響潤(rùn)滑和絕緣，甚至燒壞電機(jī)如果新能源車的電動(dòng)機(jī)沒有良好的散熱。在持續(xù)運(yùn)行中，很容易出現(xiàn)過熱。溫度不斷升高之后，電機(jī)內(nèi)部的電阻也會(huì)增加，這個(gè)時(shí)候電動(dòng)機(jī)的效率和出力就會(huì)急劇下降。對(duì)于有監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的車型，這個(gè)時(shí)候往往會(huì)限制動(dòng)力輸出，起到保護(hù)的作用。

較高的溫度也會(huì)影響到電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的潤(rùn)滑和絕緣，極端情況下，甚至有可能燒壞電機(jī)。雖然新能源車的電機(jī)沒有電池那么貴，但是換一個(gè)新的也是價(jià)格不菲。

非主力選手，風(fēng)冷就夠啦優(yōu)勢(shì)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單成本低不足：散熱效率一般，無法應(yīng)付大功率電機(jī)；不能回收利用熱量風(fēng)冷其實(shí)是最早應(yīng)用在燃油車的冷卻技術(shù)，早期的甲殼蟲，菲亞特126P等經(jīng)典車型，就采用了風(fēng)冷散熱技術(shù)。對(duì)于電動(dòng)車來說，采用這項(xiàng)技術(shù)，也是比較容易。它通過電機(jī)的殼體，將電機(jī)產(chǎn)生的熱量，傳遞到車外。然后通過氣流把熱量帶走。

同樣出于散熱的考慮。我們看到汽車上電機(jī)及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的外殼，也通常采用鋁合金材質(zhì)。不但重量更輕，也有利于散熱。

由于風(fēng)冷的效率不那么高，所以它一般用在一些電機(jī)功率比較低的車型上，目前主要是一些混合動(dòng)力/插電式混合動(dòng)力車型的后橋，也就是純電驅(qū)動(dòng)的那一個(gè)軸上面。

應(yīng)用路子最廣算是水冷優(yōu)勢(shì)：能充分利用熱量，散熱效率有保障不足：管路復(fù)雜，對(duì)設(shè)計(jì)要求高我們也提到過，新能源汽車的電池，也可以采用水冷（液冷）。如果把電池的水冷系統(tǒng)和電機(jī)連起來，為驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)散熱，就順理成章了。水冷系統(tǒng)的效率是比較高的，以前我們玩電腦的時(shí)候，很多高階刷機(jī)的玩家就引入了水冷。

————為啥水冷效率高？————

水的比熱容（單位質(zhì)量上升同樣溫度吸收的熱量）要比空氣高三倍，就好比同樣的時(shí)間短，人家能攢下三倍的錢一樣，你說哪個(gè)有錢？普通汽車包括新能源汽車的防凍液是乙二醇的水溶液，在同等溫度下的比熱容略低于純水，但還是要比空氣高很多。

新能源汽車的電機(jī)水冷系統(tǒng)通常不是獨(dú)立的，而是和電池包，以及電控系統(tǒng)的冷卻，形成一個(gè)完整的熱管理系統(tǒng)。在電機(jī)殼體的內(nèi)部，也有類似于內(nèi)燃機(jī)缸體內(nèi)部那樣的水道，冷卻液通過水泵的驅(qū)動(dòng)在中間流動(dòng)，從而達(dá)到散熱效果。

當(dāng)然，水冷系統(tǒng)要兼顧電池包和驅(qū)動(dòng)電機(jī)兩方面的冷卻，有的熱管理系統(tǒng)還和空調(diào)、電控系統(tǒng)等相連，這樣涉及到多個(gè)子系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)方面就比較復(fù)雜了。

但是，由于水冷的使用效果確實(shí)很好，所以現(xiàn)在相當(dāng)多的主流電動(dòng)車，無論是幾十馬力的代步車，還是使用大功率驅(qū)動(dòng)電機(jī)的車型，基本上都采用水冷系統(tǒng)來為驅(qū)動(dòng)電機(jī)散熱。

水冷系統(tǒng)還有個(gè)好處就是可以統(tǒng)籌使用車上的熱量，實(shí)現(xiàn)更好的熱管理。比如有些車型的設(shè)計(jì)就將電機(jī)散發(fā)的熱量為電池組保溫。在冬季對(duì)于新能源車型來說，還是非常有用的——畢竟靠電池組自己的加溫，損耗非常大。

隨著技術(shù)的進(jìn)步，不但電機(jī)外側(cè)的定子可以冷卻，內(nèi)部的轉(zhuǎn)子也可以增加水套進(jìn)行冷卻，進(jìn)一步提升了熱管理的效率。

變速箱的電機(jī)，也可以用油冷優(yōu)勢(shì)：結(jié)構(gòu)緊湊，和變速箱等通盤設(shè)計(jì)，散熱效率高不足：不方便回收利用熱量油冷就和傳統(tǒng)燃油車的發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱的冷卻方式差不多了，通常來說，這種方式的冷卻效率還是比較高的。而且這個(gè)時(shí)候，電機(jī)冷卻和變速箱的冷卻在一起，也有利于結(jié)構(gòu)的緊湊化，不用單獨(dú)設(shè)計(jì)布置機(jī)油泵等零部件。目前，這種冷卻方式一般應(yīng)用于插電式混合動(dòng)力車型，特別是P2和P2.5結(jié)構(gòu)。

但是油冷和風(fēng)冷一樣，它們最后需要把熱量散發(fā)掉。所以電機(jī)產(chǎn)生的熱量，是不能回收利用的。不過考慮到油冷系統(tǒng)中一般的電機(jī)尺寸和功率都不那么大，這部分的損耗還是可以接受的。

結(jié)語：任何汽車技術(shù)都有它適用的類型，就像新能源車型的電機(jī)冷卻方式一樣。每一種方式，無論是油冷還是風(fēng)冷，亦或是水冷都有自己的優(yōu)缺點(diǎn)，適合不同的車型。還是那句話，沒有最好的技術(shù)，只有最適用的技術(shù)。

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