一种电机冷却流道的设计方法与流程

本发明涉及电机冷却流道，尤其涉及一种电机冷却流道的设计方法。

背景技术：

1、驱动电机是新能源车的核心部件，为整车运行提供动力。驱动电机运行时产生的热量需通过冷却装置排出，目前常用液冷作为冷却手段，在驱动电机壳体内设置供冷却液流动的流道。

2、流阻是驱动电机冷却流道的重要性能指标，用于衡量冷却液在流道中流动时所受的阻力。降低流道的流阻对于提高电机运行安全性、降低整车厂的供水泵选型成本具有重要意义。目前关于驱动电机冷却流道的优化设计，缺乏对流道流阻的定量设计方法。

技术实现思路

1、本发明提供一种电机冷却流道的设计方法，可以针对一个或多个设计变量进行优化设计，自由度高，避免了仅通过cfd计算结果的有限样本判断最优设计参数组合的局限性，且该方法计算准确、简便，可精确获取最优设计参数以有效降低电机冷却流道的流阻。

2、本发明实施例提供了一种电机冷却流道的设计方法，包括：

3、确定电机冷却流道的待优化设计变量，并基于所述待优化设计变量获取多个第一样本数据，多个所述第一样本数据构成初始样本点集；

4、基于电机冷却流道的cfd模型，对所述初始样本点集进行仿真得到每个所述第一样本数据对应的第一静压力差，多个所述第一静压力差构成第一静压力差集合，所述静压力差指流体在电机冷却流道进水口的静压力与在电机冷却流道出水口的静压力的差值；

5、根据所述初始样本点集和所述第一静压力差集合拟合得到设计变量与静压力差的第一函数关系式；

6、检验所述第一函数关系式的拟合精度，并在判定所述第一函数关系式的拟合精度满足第一预设条件时，基于所述第一函数关系式求解得到最小静压力差对应的设计变量的参数值。

7、可选的，检验所述第一函数关系式的拟合精度，包括：

8、基于所述待优化设计变量获取多个第二样本数据，多个所述第二样本数据构成测试样本点集；

9、基于电机冷却流道的cfd模型，对所述测试样本点集进行仿真得到每个所述第二样本数据对应的第二静压力差，多个所述第二静压力差构成第二静压力差集合；

10、将所述测试样本点集输入至所述第一函数关系式，求解得到每个所述第二样本数据对应的第三静压力差，多个所述第三静压力差构成第三静压力差集合；

11、根据所述第二静压力差集合和所述第三静压力差集合，计算得到评价所述第一函数关系式的拟合精度的评价参数。

12、可选的，根据所述第二静压力差集合和所述第三静压力差集合，计算得到评价所述第一函数关系式的拟合精度的评价参数，包括：

13、根据公式计算得到评价第一函数关系式整体拟合精度的决定系数r2，其中，1≤k≤nt，nt为第二样本数据的数量，ptk为测试样本点集中第二样本数据xtk对应的第二静压力差，ptfk为测试样本点集中第二样本数据xtk对应的第三静压力差，为第二静压力差集合的平均值；

14、根据公式计算得到评价第一函数关系式局部拟合精度的相对最大绝对误差rmae，其中，为第二静压力差集合的标准差。

15、可选的，所述第一预设条件包括：1-r2＜ε1，且rmae＜ε2，其中ε1和ε2均为小于0.01的任意正数。

16、可选的，所述电机冷却流道的设计方法还包括：在判定所述第一函数关系式的拟合精度不满足第一预设条件时，对所述初始样本点集进行更新。

17、可选的，对所述初始样本点集进行更新，包括：

18、判断r2是否小于ε3，并在判定r2小于ε3时，确定rmae最大时对应的第二样本数据，其中ε3为小于0.1的任意正数；

19、获取rmae最大时对应的第二样本数据所属的第一预设范围内的多个第三样本数据，多个所述第三样本数据构成修正样本点集；

20、将所述测试样本点集和所述修正样本点集合并至所述初始样本点集。

21、可选的，所述电机冷却流道的设计方法还包括：当判定r2大于或等于ε3时，将所述测试样本点集合并至所述初始样本点集。

22、可选的，根据所述初始样本点集和所述第一静压力差集合拟合得到设计变量与静压力差的第一函数关系式，包括：

23、构建kriging代理模型，并计算拟合得到所述初始样本点集和所述第一静压力差集合之间的初始函数关系式；

24、根据所述初始函数关系式确定第一函数关系式。

25、可选的，在确定电机冷却流道的待优化设计变量之前，包括：

26、确定电机冷却流道的设计变量，所述设计变量包括所述待优化设计变量；

27、基于所述设计变量，采用starccm+仿真软件平台构建电机冷却流道的cfd模型。

28、可选的，在确定电机冷却流道的待优化设计变量之前，构建电机冷却流道的cfd模型之后，还包括：

29、获取多个实测试验数据，并根据所述实测试验数据对所述电机冷却流道的cfd模型进行修正。

30、本发明提供的方案，通过确定电机冷却流道的待优化设计变量，并基于待优化设计变量获取多个第一样本数据以构成初始样本点集，然后基于电机冷却流道的cfd模型，对初始样本点集进行仿真得到对应的第一静压力差集合，再然后根据初始样本点集和第一静压力差集合拟合得到设计变量与静压力差的第一函数关系式，并对第一函数关系式的拟合精度进行检验，在判定第一函数关系式的拟合精度满足第一预设条件时，基于第一函数关系式求解得到最小静压力差对应的设计变量的参数值，如此避免了仅通过cfd计算结果的有限样本判断最优设计参数组合的局限性，使得第一函数关系式具备良好的预测能力，各设计变量的参数可随意调整，可针对关心的一个或多个设计变量进行优化设计，自由度高，同时在输入一组设计变量的参数后即可迅速得到对应的静压力差，其效率远高于cfd计算效率。

31、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

技术特征：

1.一种电机冷却流道的设计方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的电机冷却流道的设计方法，其特征在于，检验所述第一函数关系式的拟合精度，包括：

3.根据权利要求2所述的电机冷却流道的设计方法，其特征在于，根据所述第二静压力差集合和所述第三静压力差集合，计算得到评价所述第一函数关系式的拟合精度的评价参数，包括：

4.根据权利要求3所述的电机冷却流道的设计方法，其特征在于，所述第一预设条件包括：1-r2＜ε1，且rmae＜ε2，其中ε1和ε2均为小于0.01的任意正数。

5.根据权利要求3所述的电机冷却流道的设计方法，其特征在于，所述电机冷却流道的设计方法还包括：在判定所述第一函数关系式的拟合精度不满足第一预设条件时，对所述初始样本点集进行更新。

6.根据权利要求5所述的电机冷却流道的设计方法，其特征在于，对所述初始样本点集进行更新，包括：

7.根据权利要求6所述的电机冷却流道的设计方法，其特征在于，所述电机冷却流道的设计方法还包括：当判定r2大于或等于ε3时，将所述测试样本点集合并至所述初始样本点集。

8.根据权利要求1所述的电机冷却流道的设计方法，其特征在于，根据所述初始样本点集和所述第一静压力差集合拟合得到设计变量与静压力差的第一函数关系式，包括：

9.根据权利要求1所述的电机冷却流道的设计方法，其特征在于，在确定电机冷却流道的待优化设计变量之前，包括：

10.根据权利要求9所述的电机冷却流道的设计方法，其特征在于，在确定电机冷却流道的待优化设计变量之前，构建电机冷却流道的cfd模型之后，还包括：

技术总结
本发明公开了一种电机冷却流道的设计方法，包括：确定电机冷却流道的待优化设计变量，并基于待优化设计变量获取多个第一样本数据，多个第一样本数据构成初始样本点集；基于电机冷却流道的CFD模型，对初始样本点集进行仿真得到每个第一样本数据对应的第一静压力差，多个第一静压力差构成第一静压力差集合；根据初始样本点集和第一静压力差集合拟合得到设计变量与静压力差的第一函数关系式；检验第一函数关系式的拟合精度，并在判定第一函数关系式的拟合精度满足第一预设条件时，基于第一函数关系式求解得到最小静压力差对应的设计变量的参数值。以上技术方案，以计算准确、简便，可精确获取最优设计参数以有效降低电机冷却流道的流阻。

技术研发人员：赵晓东,李园园,姜建丰,乔俊国
受保护的技术使用者：潍柴动力股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16