電子水泵的工作原理及構成
發布時間:
2024-11-16
電機的圓周運動,通過機械裝置使水泵內部的隔膜做往復式運動,從而壓縮、拉伸泵腔(固定容積)內的空氣,在單向閥作用下,在排水口處形成正壓;在抽水口處形成真空,從而與外界大氣壓間產生壓力差。在壓力差的作用下,將水壓入進水口,再從排水口排出。在電機傳遞的動能作用下,水持續不斷的吸入、排出,形成較穩的流量。
電子水泵的工作原理及構成
電子水泵主要由泵殼、葉輪、密封圈、電機總成、軸承、轉子、控制器、控制座等組成。工作時ECU根據水溫等反饋信號,通過PWM調節占空比的大小,控制器通過電氣指頭連接線束,然后根據占空比大小控制電機驅動葉輪和轉子,進而實現冷卻液循環,確保對冷卻液流量的精確控制;密封圈是保證泵殼、電機殼、控制器座和后蓋之間的密封性;泵殼、電機殼、后蓋是將電子水泵的內部元件密封在一個無塵環境,確保電子水泵工作可靠性。
電子水泵結構
電子油泵需求大幅提升
1、電驅系統為什么會上油冷?
相較于由于電機內絕緣的需求,水冷只能在電機殼外壁水套內進行散熱;因為其良好的絕緣性,油冷可以直接在電機內部進行接觸散熱,效果更佳,因此也成為驅動電機散熱首選。
隨著電驅動系統向高轉速、高功率、扁線及多合一的發展,電機的單機散熱需求快速上升,而系統集成化的發展趨勢限制了通過外表面加速散熱的路徑,油冷電機憑借高冷卻效率、高絕緣性與較小體積的優勢成為技術演進方向。
扁線電機相對于圓線,除了在效率、功率密度、散熱、體積重量等方面具有優勢外,由于扁銅線間隙較大,冷卻油易于滲透進入扁線繞組端部,帶走中間層導體的熱量,與油冷優勢互補,推動了油冷應用的滲透。
考慮到輕量化、降低成本、提高效率等因素,車企及電驅動廠商紛紛加速驅動電機、電機控制器、減速器向“三合一”驅動總成演進,電驅系統“多合一”及整車高壓化的迅速發展對散熱需求提升,散熱效率更高的油冷更適用。
2、電子水泵和電子油泵的對比
電子油泵在油冷中,相當于電子水泵在水冷體系的作用。電子水泵除了電驅系統冷卻外,還可以用于座艙空調、電池包冷卻等場景,電子油泵主要集中應用于電驅系統(或懸架系統)。
電子水泵和電子油泵對比
3、電子油泵應用于液壓懸架
亞迪仰望U8 ( 參數 | 詢價 | 圖片 ) 亮相后,保時捷Panamera、蔚來ET9也相繼使用上了液壓懸架并加以宣傳,主動式液壓懸架又重新步入大眾視野。
液壓懸架的基本原理是利用帕斯卡原理,向減震器內充入或放出液壓油,不僅實現阻尼的變化還能直接改變減震器的長短。
相比于之前普遍采用的空氣懸架方案,液壓懸架在舉升力度和舉升行程層面,都有更好的優勢。空氣懸架的工作壓力一般在5-10bar左右,而液壓懸架的工作壓力則在70bar左右。舉升行程也可以 達到200mm,超過常見空氣懸架的150mm。運動車型或改裝車市場,主動式液壓懸架具有明顯的優勢。
電子水泵和電子油泵的發展趨勢
性能參數:電子泵的主要核心參數包括:尺寸、效率、NVH(噪聲、振動與聲振粗糙度)、成本、壽命、重量、性能、防護等級、工作穩定等。
高效率:電子水泵/油泵工作電流大,控制電路設計不好很容易導致效率太低,目前高效電子泵效率可達50%以上。
噪音控制:以電子水泵為例 ,噪音主要來自水力機械部分和電機轉子,并且需要根據模態分析避免其在廣域運行范圍內與車輛結構產生共振。
高可靠性:電子水泵/油泵負責多個重要回路及器件的冷卻,一旦發生故障,會造成電機限功率運行,在行駛過程中帶來極大危險,需要涵蓋一系列的技術性能要求和驗證項目保證其可靠性,雖然結構并不復雜,但是要做到大批量供貨并在長期運行過程中的穩定性并不容易。
電子泵核心難點是在保證高可靠性的情況下,追求效率、體積與成本等指標的綜合最優。企業如何通過技術和工藝盡可能拓寬性能極限,成了考核企業產品競爭力的一個方向。
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