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车用永磁同步电机(PMSM)功率密度高,额定工作时,电磁负荷大,致使损耗功率大、电机温升高,严重时可致永磁体不可逆退磁和绝缘层失效。因此,合理设计PMSM散热系统是PMSM稳定工作的前提。此外,车用PMSM还具有高效率和轻量化的要求。为此,本文借助高效传热纳米流体介质,在准确分析PMSM温度场基础上,通过流道结构优化,获取基于新型纳米传热的高效散热结构。论文的主要工作和结论如下:1、应用原位还原法自制备了氧化石墨烯负载Ag纳米颗粒(G-Ag),借助TEM分析了Ag、氧化石墨烯(GO)和G-Ag纳米粉体的粒径与形貌,并用EDS和Raman光谱表征了氧化石墨烯(GO)成分,对自制备的G-Ag进行了Mapping分析。同时,以乙二醇、水混合溶液(体积比为1:1)为基液,分别制备了质量分数为0.05g/L的Ag、GO、G-Ag纳米流体,并借助激光粒度分析仪和瑞典Hot Disk导热系数仪测定了三种纳米流体的粒度分布和导热系数。结果表明,自制备的G-Ag所负载Ag的粒度介于10nm-50nm之间,相较于Ag和GO,由G-Ag制备的纳米流体导热系数最大。2、采用有限元法分析了某型额定功率为30kw的PMSM二维瞬态电磁场,并分别应用直接法、磁密径、切向分解法和考虑谐波影响的傅里叶分解法计算了电机定子铁心损耗;同时基于有限元法仿真计算了电机转子铁心和永磁体的涡流损耗以及绕组铜耗;并应用经验公式计算了电机在额定转速、额定负载下的机械损耗。结果表明,在诸项损耗中,绕组铜耗值最大,机械损耗值最小;另外,定子铁耗计算的三种方法中,考虑了径、切向磁密谐波的傅里叶分解法的铁耗计算值最大。3、根据电机传热学和流体力学相关理论,建立了永磁同步电机温度场分析模型;对定转子间气隙、定子槽内绝缘等做了等效化处理,确定了各自的导热系数;利用经验公式计算了定转子端面和机壳表面的对流散热系数,并根据电磁场损耗分析结果,确定了电机各部分的生热率;再结合CFD软件对永磁同步电机温度场进行了流固耦合仿真分析。分析结果表明,电机最高温升出现在电机永磁体部位。4、分析了不同流道结构、直径、进出口角度、流量和传热介质对永磁同步电机温度场的影响;应用双目标遗传算法优化了流道进出口角度和流量;对比分析了优化前后电机全域最大温升与泵功率随流量的变化情况。结果表明,在相同热平衡温度下,优选出的30°入口倾角螺旋流道结构和应用G-Ag纳米传热介质可使散热泵功率降低约50W。