2016年第3期
文章编号：10094687(2016)03002706
车辆与动力技术 Vehicle & Power Technology
车用轮毂电机多物理场耦合分析
王光辉，
田德文，
刘华源
（中国北方车辆研究所，北京100072）
总第143期
摘要：针对轮锻电机发热量大安装空间小又要满足高性能需求的问题，对轮毅电机进行多物理场耦合分析首先在轮毅电机结构的基础上建立了电磁分析模型和电机的损耗分析模型，并通过有限元计算得到电机的损耗与效率等性能，而后结合电机温度场模型，通过结构-电磁-温度多物理场耦合模型联合仿真对电机在最大转速最大损耗下的温度场进行有限元分析计算，结果表明：电机的额定功率满足设计要求，电机内部最高温度达到 103℃，符合绝缘及温度使用要求
关键词：轮毅电机；有限元计算；多物理场耦合分析
文献标识码：A
中图分类号：TH137.51
Multi-PhysicsCouplingAnalysisof in-WheelMotor
WANG Guang-hui,TIAN De-wen,
LIUHua-yuan
( China North Vehicle Research Institute, Beijing 100072, China)
Abstract: To mediate the contradiction between small installation spaces, large heat generation of in wheel motor and its high performance requirements, it is very necessary to analyse the motor performance considering the multi-physics coupling phenomenon. Firstly, the model for structure with electromagnetic simulation and loss calculation is established, through which the performance of motor loss and efficiency, etc. are analyzed by finite element method. Then combined with the steady-state thermal model, the temperature distribution under the condition of maximum speed and maximum loss is deduced considering coupling of structure-electromagnetic-thermal physics, Finally, the result shows that the in-wheel motor performance meets its requirements and its maximum temperature is 103°C that is below the insulation grade and motor usage temperature.
Key words: in-wheel motor; finite element analysis; multi-physics coupling analysis
为满足轮式电动车辆的性能要求，轮毂电机比常规电机应具有更高的扭矩和功率密度，但由此带来发热量大的间题，另外受制于使用环境和安装空间的约束，要求轮毅电机的安装体积要较小、防护等级要高，因此对轮毅电机的散热也提出了挑战在轮毂电机设计过程中，要综合考虑电机的结构方案、电磁性能计算、损耗分析以及温度场分布情况，由于结构-电磁-温度等多物理场之间又相互耦合，因此对轮毅电机开展多物理场耦合分析具有重
要意义
轮毂电机及其电磁分析模型 1
针对轮毅结构约束与性能需求，平衡行星减速器与电机方案，综合匹配车辆供电体制与驱动控制要求，优化设计一种16极18槽、内转子轮毂电机，结构示意图如图1所示，表1列举了电机的主要参数、
收稿日期：20160714
作者简介：王光辉（1987-），男，高级工程师，主要研究方向为电机设计。驱动控制、人工智能与优化计算、万方数据