بررسی تأثیر الگوی رانندگی در عملکرد گرمائی موتور برقی خودروی نیسان LEAF

نویسندگان

چکیده

در حالی که کاهش آلاینده‌های کربنی و مصرف انرژی سوخت‌های سنگواره‏ای به یکی از اصلی‌ترین دغدغه‌های محیط‌زیستی و اقتصادی موجود در جهان تبدیل شده، استفاده از خودروهای برقی جدی‌تر از همیشه در دستور کار تولید‌کنندگان و طراحان بزرگ صنعت خودرو قرار گرفته ‌است. پژوهش‌های بسیاری نیز در زمینه موضوع خنک‌کاری موتور برقی در حال انجام‌ است. افت‌های مختلف الکترومغناطیسی و مکانیکی موجود در موتور مانند چشمه گرمایی عمل کرده و در صورتی که به نحو مناسبی توسط سامانه خنک‌کاری دفع نشوند، زمینه‌ساز افت عملکرد و در نهایت فرسودگی زودتر از موعد موتور خواهند شد. به همین منظور در پژوهش پیش‌رو، طرح موتور برقی بدون جاروبک آهنربای دائم خودروی نیسان LEAF، در نرم‌افزار Motor-CAD تشکیل شده و پس از شبیه‏سازی افت‌های مختلف موجود در آن با اجرای شبیه‌سازی‌های مختلف دوبعدی و سه‌بعدی با روش اجزاء محدود، با استفاده از چهار چرخه رانندگی مشهور استاندارد و متمایز از دیدگاه عملکرد سامانه خنک‌کاری و نقاط بحرانی دمایی مورد موشکافی قرار گرفته ‌است. پس از اجرای این شبیه‌سازی‌ها مشخص شد تفاوت در الگوی رانندگی می‌تواند زمینه‌ساز ایجاد تغییر در رفتار گرمائی موتوربرقی شود. این تغییر رفتاری ممکن است حتی منجر به جابجایی نقطه بحرانی یا داغ‌ترین نقطه موتور شود. به جز بحث مقدار عددی دمای بیشینه ثبت شده، از دیدگاه مدت زمان بحرانی بودن نقاط مختلف نیز رفتار متفاوتی متناسب با چرخه رانندگی مدنظر در نتایج شبیه‌سازی‌ها به چشم می‌خورد. بنابراین نوآوری اصلی این پژوهش ضرورت توجه به الگوهای رانندگی در طراحی یک سامانه خنک‌کاری مناسب و بهینه برای موتور برقی با کاربرد محرکه خودرو است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation the effect of driving pattern on thermal performance of Nissan Leaf’s electric motor

چکیده [English]

Whereas reducing carbon pollutant and fossil fuel energy consumption have become the most important environmental and economic concerns in the world, electric vehicles and their cooling system are in automotive industry manufacturers and designers agendum more than ever. Various motor electromagnetic and mechanical losses act as heat sources and could lead to performance falloff and premature exhaustion indisputably, if they don’t dissipate by an appropriate cooling system. Thus, in present work, a model has been prepared in Motor-CAD software for Nissan LEAF’s BPM electric motor and after modelling various losses in it by means of 2D and 3D simulations with finite element method, it has been attentively investigated in terms of cooling system performance and hotspot temperatures and locations in four popular distinct standard driving cycles. It has been revealed in results that diversities in driving patterns can lead to different thermal reactions in vehicle’s electric motor. These changes can even rearrange thermal critical points and move hotspots to different parts of motor. Beside quantitative point of maximum temperatures, various transient responses have been monitored in simulations results and hotspot location moved differently in each cycle. Main novelty of the present research is clarifying the point that in order to design an efficient and suitable cooling system for electric motors in vehicles, driving pattern characteristics must be taken into account.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Electric motor
  • Cooling
  • Driving Cycle
  • Lumped-parameter thermal network
  • finite element method
دوره 58، شماره 58 - شماره پیاپی 58
فناوری های برقی سازی و خودروهای دورگه
اردیبهشت 1399
صفحه 39-48
  • تاریخ دریافت: 06 آذر 1401
  • تاریخ بازنگری: 06 اردیبهشت 1403
  • تاریخ پذیرش: 06 آذر 1401