Статья: Имитационное моделирование теплового состояния электродвигателя в цикле движения одноколейного электрифицированного транспортного средства (2026)

Читать онлайн

Введение (постановка задачи и актуальность). Имитационное моделирование и расчёт теплового состояния электродвигателей важны в современных условиях развития автомобилестроения. Одним из ключевых компонентов электрифицированных транспортных средств является электродвигатель, удельные показатели которого достигают 10 кВт/кг для электротранспорта. Безусловно, такие высокие показатели невозможны без инновационных подходов к моделированию и применения передовых материалов. Цель исследования – анализ тепловых процессов внутри электродвигателя и определение коэффициента теплоотдачи.

Методология и методы. Используемые методы базируются на основных положениях тепломассообмена, электротехники, а также методов инженерного анализа и исследовательских испытаний.

Результаты и научная новизна. По результатам исследований получена верифицированная тепловая 1D-модель электродвигателя. Разработанная модель показала погрешность менее 10% по результатам дорожных испытаний по циклу в составе транспортного средства. В отличие от существующих подходов, основанных на упрощённых стационарных тепловых схемах или вычислительно затратных трёхмерных CFD-моделях, в данной работе разработана верифицированная нестационарная 1D-модель теплового состояния электродвигателя в среде Matlab/Simulink (Simscape). Модель учитывает взаимосвязанные процессы теплопроводности, конвективного теплообмена в системе жидкостного охлаждения и принудительной конвекции ротора, а также зависимость теплофизических свойств охлаждающей жидкости от температуры и расхода. Новизна подхода состоит в совместном рассмотрении тепловых процессов в активных частях электродвигателя и в системе охлаждения модели, пригодной для встраивания в общую тепловую систему транспортного средства.

Практическая значимость. Современные вызовы в автомобилестроении направлены на улучшение удельных показателей, что неизбежно приводит к необходимости решения проблем отвода тепла. Данная модель позволяет оценивать тепловое состояние обмоток и других компонентов в процессе эксплуатации транспортного средства, она может быть встроена в более общую модель, например, теплового менеджмента автомобиля или тягового привода, а также позволяет получить данные о тепловом состоянии системы с высокой сходимостью результатов и без проведения предварительных натурных испытаний.

Ключевые фразы: ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО, электрифицированное транспортное средство, электродвигатель, имитационное моделированиетранспортное средство, имитационное моделирование
Автор (ы): Биксалеев Ринат Шакирович (Biksaleev R. S.), Жердев Павел Игориевич (ZHerdev P. I.), Карпухин Кирилл Евгеньевич (Karpuhin K. E.)
Журнал: ТРУДЫ НАМИ

Предпросмотр статьи

Идентификаторы и классификаторы

SCI
Машиностроение
УДК
629.1. Техника наземных и водных средств транспорта
Для цитирования:
БИКСАЛЕЕВ Р. Ш., ЖЕРДЕВ П. И., КАРПУХИН К. Е. ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ В ЦИКЛЕ ДВИЖЕНИЯ ОДНОКОЛЕЙНОГО ЭЛЕКТРИФИЦИРОВАННОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА // ТРУДЫ НАМИ. 2026. № 2
Текстовый фрагмент статьи
Будьте первым, кто начнет обсуждение

Если у вас возникли вопросы или появились предложения по содержанию статьи, пожалуйста, направляйте их в рамках данной темы.