雙向全油冷技術(shù)在去年的小米汽車(chē)技術(shù)發(fā)布會(huì)上曝光。這是一種頗具新意的電機(jī)油冷散熱方案，具備更高的散熱效率。現(xiàn)在，我們就來(lái)簡(jiǎn)單了解一下液冷散熱以及部分創(chuàng)新性油冷散熱方案，并對(duì)雙向全油冷技術(shù)進(jìn)行介紹。

液冷散熱 高功率電機(jī)的主流選擇

為了提升電動(dòng)汽車(chē)的性能，電機(jī)正在向更高功率進(jìn)發(fā)，散熱問(wèn)題是當(dāng)前需要面對(duì)的挑戰(zhàn)之一。當(dāng)電機(jī)內(nèi)部的溫度升高到一定程度之后，將會(huì)破壞軸承的潤(rùn)滑效果以及內(nèi)部部件的絕緣功能。電機(jī)功率越高，就需要更強(qiáng)大的散熱方案。所以提升散熱效率成為電機(jī)研發(fā)中不可缺少的一環(huán)。

 

常用的散熱方式為風(fēng)冷與液冷。其中，風(fēng)冷因成本優(yōu)勢(shì)適用于低功率電機(jī)。而液冷的散熱能力更強(qiáng)，是高功率電機(jī)的主流選擇。

液冷進(jìn)一步分為間接液冷（水冷）和直接液冷（油冷）兩種散熱方式。

間接液冷將冷卻水道布置在電機(jī)的定子繞組中，通過(guò)冷卻水循環(huán)進(jìn)行冷卻散熱。水具有導(dǎo)電性，因此不能與電機(jī)直接接觸，散熱性相對(duì)較差，無(wú)法適用于超大功率的電機(jī)。

 

直接液冷則細(xì)分為噴淋式液冷以及浸沒(méi)式液冷兩種形式。兩者都采用不導(dǎo)電不生磁的油作為介質(zhì)，所以也被稱(chēng)為油冷。前者是將冷卻油噴在電機(jī)內(nèi)部的定子和轉(zhuǎn)子上，而后者使用油道將冷卻油送入定子和轉(zhuǎn)子中。兩種技術(shù)路線都可以讓冷卻油與部件進(jìn)行直接接觸，散熱效果強(qiáng)。此外，直接液冷還能夠讓電機(jī)結(jié)構(gòu)更緊湊，迎合了電驅(qū)集成化的趨勢(shì)。

 

 

創(chuàng)新性油冷散熱方案

目前，部分油冷電機(jī)在油路設(shè)計(jì)方面具有創(chuàng)新性。例如博格華納的向心式油冷，雷諾CMF的轉(zhuǎn)子直噴、舍弗勒的槽內(nèi)油冷、馬勒的“沉浸式”冷卻、華域電動(dòng)的網(wǎng)格式直瀑油冷以及小米汽車(chē)的雙向全油冷等。

 

雙向全油冷技術(shù)

去年年末，高轉(zhuǎn)速的小米超級(jí)電機(jī)V8s在小米汽車(chē)技術(shù)發(fā)布會(huì)上曝光，隨之公布的還有雙向全油冷技術(shù)。該技術(shù)的亮點(diǎn)在于雙循環(huán)油路，疊片組的“階梯式”錯(cuò)位設(shè)計(jì)以及轉(zhuǎn)子的S型立體通道。

 

浸沒(méi)式液冷普遍采用單個(gè)進(jìn)油口與出油口進(jìn)行冷卻。隨著冷卻油的溫度逐漸升高，散熱效果就會(huì)變得越來(lái)越差，導(dǎo)致電機(jī)各處的溫度分布不均勻。

 

而雙向油冷技術(shù)通過(guò)創(chuàng)新油路設(shè)計(jì)和改變疊片組擺放方式對(duì)這一狀況進(jìn)行改良。在電機(jī)定子鐵芯的兩側(cè)設(shè)置了兩個(gè)進(jìn)油口和出油口，進(jìn)行交替布置。冷卻油從兩側(cè)同時(shí)流入定子鐵芯內(nèi)部的冷卻通道，讓溫度分布更均勻。定子鐵芯由疊片組層層疊放構(gòu)成。每個(gè)相鄰的疊片組并不對(duì)整，而是稍稍錯(cuò)位，讓冷卻油在其中流動(dòng)時(shí)接觸到更多面積，增強(qiáng)熱交換效果。對(duì)于轉(zhuǎn)子部分，小米汽車(chē)設(shè)計(jì)了S型油路，呈現(xiàn)出螺旋狀立體感。在同等體積下，這種形態(tài)的散熱面積更大。官方宣稱(chēng)，將這一系列設(shè)計(jì)應(yīng)用于電機(jī)后，溫度最高可降低30度，綜合散熱效率增加超過(guò)50%。

 

結(jié)語(yǔ)

創(chuàng)新性的油冷散熱通常在油路設(shè)計(jì)上做出改良，讓散熱效率提高。不過(guò)目前的新穎設(shè)計(jì)還是比較少，因?yàn)閺?fù)雜的油路系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及較高的工藝水平要求依然是行業(yè)需要挑戰(zhàn)的難關(guān)。相信隨著越來(lái)越多的高功率電機(jī)被推出，油冷技術(shù)的進(jìn)步將得到顯著加速。