牵引电机冷却系统及其配置方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电机冷却控制领域，具体而言，涉及一种牵引电机冷却系统及其配置 方法。
【背景技术】
[0002] 在牵引电机冷却系统的配置过程中，牵引电机的冷却风量及系统的通风阻力都会 发生较大的变化。现有的冷却系统配置方法是先大致估计牵引电机冷却系统的风量和阻 力，然后根据估计值选配一种风机，随后进行牵引电机的温升实验。即。即牵引电机在实验 台上带负载运行，由所选风机通过风道给牵引电机提供冷却用风，验证在所供风量下，牵引 电机在规定负载下的温升是否满足设计要求。如果牵引电机温升不满足配置要求，则重新 选配风机参数，牵引电机温升不超限值即认为满足配置要求。这种配置方法不合理，往往会 造成牵引电机冷却系统冷却余量过大，系统功率过剩，从而造成系统噪声偏高、振动较大等 问题，影响了整车舒适度指标。
【发明内容】
[0003] 本发明旨在提供一种配置合理的牵引电机冷却系统及其配置方法。
[0004] 为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种牵引电机冷却系统的配置 方法，冷却系统包括风机，配置方法包括：确定系统风量Q和风机的匹配环境基准温度T;计 算系统阻力PT;匹配风机参数，根据系统阻力PT计算风机压头H;根据风机压头H计算风机 的驱动电机功率N。
[0005]进一步地，
其中，N为驱动电机功率；Q为系统风量；H为风机压头； n为风机的全压效率；nz为冷却系统的传动效率；Ki为安全储备系数。
[0006] 进一步地，1. 1 彡 1. 2。
[0007] 进一步地，还包括测试步骤，测试步骤包括测试并计算在系统风量Q下的系统阻 力PT。
[0008] 进一步地
其中，P为测试条件下的系统阻力；P。为匹配环境基准温 度下的气体密度；Pi为测试条件下的气体密度。
[0009] 进一步地，P=P1+P2+P3 ;其中，P1为通过测试得到的在系统风量Q下的牵引电机 的阻力值；P2为通过测试得到的风机与牵引电机之间形成的风道的风道阻力值；P3为通过 测试并计算得到的冷却系统的排气阻力值与冷却系统的进气阻力值的差值。
[0010] 进一步地，H=H1+H2,其中，H1为风机静压头，风机静压头HI=K2XPT，其中，K2 为系统余M系数，PT为系统阻力；H2为风机动压头。
[0011] 进一步地，5%彡K2< 15%。
[0012] 进一步地，冷却系统还包括风道组件，配置方法还包括验证步骤，将牵引电机、风 道组件及风机进行组装，模拟牵引电机冷却系统在车辆上的工作状态，测试冷却系统的实 际匹配风量，并根据实际匹配风量调整风机参数值，最终确定所需风机的驱动电机功率值。
[0013] 进一步地，风机参数值包括风机的风量和风机的压头。
[0014] 根据本发明的另一个方面，提供一种牵引电机冷却系统，用于冷却牵引电机，包 括：风道组件，风道组件的第一端与牵引电机相连接；风机，风机与风道组件的第二端连 接；风机通过上述中的牵引电机冷却系统的配置方法配置。
[0015] 进一步地，风道组件与牵引电机柔性连接，风道组件与风机柔性连接。
[0016] 本发明的技术方案是根据通过确定系统风量Q和风机的匹配环境基准温度T;计 算系统阻力PT，根据系统阻力PT计算风机压头H，根据风机压头H计算风机的驱动电机功 率N。采用这样配置驱动电机功率的方法，确保了系统配置的合理性，提高了驱动电机效率， 从而降低了噪声，减小了振动。
【附图说明】
[0017]构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实 施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0018] 图1为本发明实施例的牵引电机冷却系统的结构示意图。
[0019] 图中附图标记：
[0020] 10、牵引电机，20、风道，30、风机。
【具体实施方式】
[0021] 以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定 和覆盖的多种不同方式实施。
[0022] 根据本发明的实施例的一个方面，提供一种牵引电机冷却系统的配置方法，冷却 系统包括风机，配置方法包括：确定系统风量Q和风机的匹配环境基准温度T;计算系统阻 力PT;匹配风机参数，根据系统阻力PT计算风机压头H;根据风机压头H计算风机的驱动电 机功率N。
[0023] 由于采用现有的风机已无法满足电机冷却系统的需要，所以需要重新匹配牵引电 机冷却系统的各参数值。本发明是根据通过确定系统风量Q和风机的匹配环境基准温度T; 计算系统阻力PT，根据系统阻力PT计算风机压头H，根据风机压头H计算风机的驱动电机 功率N。采用这样配置驱动电机功率的方法，确保了系统配置的合理性，匹配驱动电机工作 在高效区，从而降低了噪声，减小了振动。本实施例中，风机的匹配环境基准温度T为风机 长期工作环境的平均温度。
[0024] 在本发明的一个实施例中，驱动电机功率
[0025] 其中，Q为系统风量，单位为m3/s，所需的系统风量是根据牵引电机的温升限制及 热损耗确定的。H为风机压头，单位为Pa。n为风机的全压效率，用百分数表示，风机的全 压效率为风机的特性，一般是由风机厂家提供，是由风机自身的结构确定的，风机定型了， 在相同工况下全压效率是相同的；nz为冷却系统的传动效率，用百分数表示，是风机叶轮 与电机之间的传动效率，在风机叶轮与电机直接连接时为100% *为安全储备系数。作为 优选，1. 1 <K1. 2。安全储备系数Ki是根据环境温度的变化来选取的，在温度变化差异 大的环境下，选取更大的安全储备系数，以避免驱动电机超功率运行。
[0026] 在本发明的另一实施例中，冷却系统的配置方法还包括测试步骤，测试步骤包括 测试并计算在系统风量Q下的系统阻力PT。此测试步骤在实验室中完成，能够通过实验提 高系统阻力PT的准确度，从而使得牵引电机冷却系统的配置更加合理。
[0027] 具体地
P为测试条件下的冷却风机的系统阻力，P。为匹配环境基 准温度下的气体密度，单位为kg/m3,Pi为测试条件下的气体密度，单位为kg/m3。由上述计 算方法可知，系统阻力PT为基准温度下的阻力值，单位为Pa。上述方法将在测试条件下测 得的阻力转化为匹配环境基准温度下的系统阻力PT。此方法在实验室中完成了对重要参数 的测量，对提高牵引电机冷却系统的配置准确性很有意义。
[0028] 本实施例中，P=P1+P2+P3。其中，P1为通过测试得到的在系统风量Q下的牵引 电机的阻力值，P2为通过测试得到的风机与牵引电机之间形成的风道的风道阻力值，P3为 通过测试并计算得到的冷却系统的排气阻力值与冷却系统的进气阻力值的差值，常根据设 计经验和既有车辆上测试的数据进行预估计算。其中，冷却系统的进气阻力和排气阻力均 取决于设备布置及进排气设置情况，例如，