随着环境污染和石油资源紧张的问题越来越严重,新能源汽车的开发及应用受到越来越多的关注。电机作为新能源汽车的核心零部件,其性能直接影响整车的性能好坏。相比传统的工业电机,新能源汽车电机在功率密度上有着更高的要求,而功率密度的提升对电机散热系统的设计提出了新的挑战。本文的研究对象为某公司生产的MD15型内转子式永磁同步电机。研究发现,内转子式永磁同步电机的高温区域主要位于绕组的端部,过高的温升会降低绕组绝缘的寿命。为了解决电机端部绕组的散热问题,降低电机温升,提升绕组绝缘寿命,提出了基于热管的新能源汽车电机散热方案:利用热管实现端部绕组的热量的快速导出。对这一新方案中的热管布置、热管与电机的连接方式、水冷流道参数等关键部分进行了设计和优化。确定了热管与电机的结合方式:将热管一端与端盖连接,另一端伸入电机内部并利用电子灌封胶与端部绕组结合。提出了两种基于热管的电机散热结构:尾部直管式和尾部弯曲式;确定了基于热管的电机散热系统的装配工艺。综合考虑压力降和传热效率,优化设计了流道的螺旋圈数、截面宽度和高度,保证在一定散热能力的情况下,压力损失尽可能低。利用三维设计软件对电机进行建模,并在不影响仿真精度的情况下,不考虑转子及轴等结构,简化机壳和端盖上的细小特征,建立了MD15电机和两种基于热管散热结构的电机有限元模型。确定了入口流量,出口压力,机壳表面散热条件等边界条件,计算了电机在额定工况下运行时产生的损耗,并作为发热来源施加在相关部件上,并通过查阅文献和试验确定了各部件导热系数。对模型进行了准确度分析,最终选择了RNG k-ε湍流模型,标准壁面函数,壁面网格y+值30,并对仿真结果进行了网格无关性的验证。有限元仿真结果显示两种模型中效果最好的是尾部弯曲式的散热结构,其可以使MD15端部绕组温升降低15.3℃;尾部直管式效果稍差,降低了端部绕组温升14.8℃。最终样机采用了尾部弯曲式的设计方案。试验结果显示最高降低端部温升接近15℃,与仿真结果吻合良好,表明基于热管的散热系统设计能够有效的降低电机绕组温升,为永磁同步电机的散热设计提供了新的思路。