Chương 2 : HỆ THỐNG ẮC QUY TRÊN XE RENAULT ZOE
3.6 Hệ thống làm mát động cơ điện và bộ điều khiển xe Renault ZOE 2020
3.6.3 Quản lý nhiệt cho động cơ điện xoay chiều
Quản lý nhiệt của động cơ là một thách thức vơ cùng phức tạp, vì có nhiều đường truyền nhiệt bên trong động cơ, nhiều loại vật liệu và bề mặt nhiệt phải đi qua để loại bỏ. Nhiệt được tạo ra bởi động cơ điện được phân phối khắp các bộ phận bên trong động cơ điện.
92
Ví dụ: Nhiệt được tạo ra do tổn thất nhiệt bên trong cuộn dây Stator, lớp phủ
Rotor và dây dẫn. Sự phân bố nhiệt sinh ra trong các bộ phận, phụ thuộc vào loại động cơ điện và điều kiện hoạt động của động cơ đó.
Hình 3.32: Ảnh hưởng của quản lý nhiệt đến hiệu suất của động cơ điện
Đối lưu nhiệt là quá trình trao đổi nhiệt được thực hiện nhờ sự chuyển động của chất lỏng hay chất khí giữa các vùng có nhiệt độ khác nhau hoặc sự truyền nhiệt từ một hệ rắn sang một hệ lỏng (hoặc khí) và ngược lại. Renault ZOE đã sử dụng kết hợp giữa làm mát bằng khơng khí và làm mát bằng chất lỏng để quản lý nhiệt cho động cơ EESM.
Làm mát bằng khơng khí
Lượng khơng khí mà quạt cung cấp thay đổi theo đường kính hình khối và tỷ lệ thuận với tốc độ. Trong động cơ làm mát bằng quạt hồn tồn kín, quạt thường là nguồn chính gây ra tiếng ồn khó chịu. Cho nên phải đảm bảo cung cấp đủ khơng khí làm mát mà không tạo ra quá nhiều tiếng ồn.
Làm mát bằng khơng khí cho động cơ EESM Renault ZOE sử dụng quạt tản nhiệt được trang bị phía bên trên của động cơ, lúc này luồng khơng khí được thổi qua ống dẫn
93 khí làm mát, sau đó làm mát cho bề mặt bên ngồi động cơ và được đưa ra mơi trường bên ngồi qua các khe hỡ của vỏ động cơ.
Hình 3.33:Ống thốt khí phía sau của động cơ Renault ZOE
Ngồi ra các động cơ khác, các ống dẫn khí cịn có thể phân phối khơng khí đến lõi Rotor và Stator để cải thiện hiệu quả làm mát. Bộ làm lệch hướng có thể được sử dụng trong các động cơ hở hoặc kín để hướng khơng khí đến các vị trí cần nó và giảm nhiễu loạn khơng khí.
94 Khi khơng khí chảy rối sẽ làm giảm hiệu quả tản nhiệt, vì vậy vị trí của các bộ làm lệch hướng có thể rất quan trọng để tối ưu hóa mạch làm mát. Các ống dẫn bị tắc hoặc bộ làm lệch khơng khí bị thiếu hoặc khơng chính xác có thể làm cho động cơ chạy nóng hơn.
Làm mát bằng chất lỏng
Hệ thống làm mát động cơ điện bằng chất lỏng là hệ thống giải nhiệt cho động cơ được ứng dụng nhiều nhất hiện nay. Tùy thuộc vào nhà sản xuất mà có thể chọn dầu hoặc nước tuy nhiên nước được sử dụng nhiều hơn. Renault ZOE đã chọn hệ thống làm mát bằng áo nước.
Việc làm mát thông qua vỏ bọc (áo nước) là hệ thống làm mát cưỡng bức phổ biến nhất. Đây là nơi chất lỏng chảy qua các đường dẫn làm mát nằm trong khung dẫn nhiệt phía trên ngăn xếp Stator. Nhiệt lượng tạo ra trong các cuộn dây, cũng như trong các lớp phủ Stator và Rotor, ban đầu là được chuyển đến vỏ làm mát thông qua dẫn điện, và sau đó được chuyển ra mơi trường xung quanh qua sự đối lưu trong chất lỏng làm mát. Hiệu quả của làm mát chất lỏng kỹ thuật phụ thuộc nhiều vào độ hở hình học và kết quả là điện trở nhiệt giữa Stator nhiều lớp lõi và vỏ được làm mát.
Hình 3.35:Làm mát Motor bằng áo nước
Bộ trao đổi nhiệt dựa trên chất lỏng có hiệu quả hơn trong việc loại bỏ nhiệt so với làm mát bằng khơng khí, vì vậy động cơ có thể hoạt động ở nhiệt độ cao hơn. Lợi ích này
95 đi kèm với chi phí tăng thêm trọng lượng và độ phức tạp, do đó động cơ nhỏ hơn có xu hướng sử dụng làm mát bằng khơng khí. Làm mát bằng chất lỏng phổ biến hơn làm mát bằng khơng khí trong các ứng dụng RPM cao, moment xoắn thấp.