Охлаждение электродвигателя может осуществляться различными способами, основными их которых являются (рис. 7.14): вентиляционные лопатки, с помощью вентилятора и ребер, жидкостное охлаждение и комбинация перечисленных видов охлаждения.
1 – вентиляционные лопатки; 2 – вентилятор; 3 – ребра; 4 – жидкостное охлаждение
Наиболее эффективна система для электродвигателей электромобилей жидкостного охлаждения. В качестве примера приведем охлаждение электродвигателей электромобиля Volkswagen. Тяговые двигатели электропривода передней и задней осей охлаждаются жидкостью, циркулирующей в низкотемпературном контуре. Охлаждающей жидкостью омывается как статор, так и ротор. Дополнительное внутреннее охлаждение ротора обеспечило существенные преимущества в отношении увеличения срока службы и частоты использования пиковой мощности. Для упрощения работ по обслуживанию и ремонту все трубопроводы охлаждающей жидкости проложены внутри тягового электродвигателя.
Передняя ось. Силовая электроника и тяговый двигатель электропривода включены в систему охлаждения последовательно (рис. 7.15). Охлаждающая жидкость сначала протекает через блок силовой и управляющей электроники, а затем на переднюю ось через распылитель для охлаждения ротора. Затем охлаждающая жидкость протекает через рубашку охлаждения статора и возвращается в контур системы охлаждения.
1 – вход охлаждающей жидкости; 2 – выход охлаждающей жидкости; 3 – внутренне охлаждение ротора; 4 – рубашка охлаждения статора
Задняя ось. На задней оси охлаждающая жидкость также сначала протекает через блок силовой и управляющей электроники (рис. 7.16). После этого она попадает в рубашку охлаждения статора. И лишь оттуда через распылитель она перетекает в ротор, чтобы затем вернуться в контур циркуляции.
1 – выход охлаждающей жидкости; 2 – вход охлаждающей жидкости; 3 – внутренне охлаждение ротора; 4 – рубашка охлаждения статора
Датчики температуры. Каждый электродвигатель электромобиля имеет датчики температуры. Например, электромобиль Volkswagen снабжён двумя датчиками температуры (рис. 7.17). В переднем тяговом электродвигателе это датчик температуры охлаждающей жидкости переднего электропривода с трёхфазным переменным током G1110 и датчик температуры переднего тягового электродвигателя G1093.
Датчик температуры охлаждающей жидкости переднего электропривода с трёхфазным переменным током G1110 отслеживает температуру поступающей охлаждающей жидкости. Датчик температуры переднего тягового электродвигателя G1093 измеряет температуру статора. Для большей точности измерений этот датчик залит в обмотке статора и продублирован, т. е. в обмотку статора встроены два датчика, хотя нужен только один. В случае отказа одного датчика температуры статора функцию контроля температуры будет выполнять второй. Только в случае отказа обоих датчиков потребуется замена тягового двигателя электропривода. В случае отказа одного из двух датчиков событие в регистраторе не сохраняется. В измеряемых величинах отображается только датчик температуры переднего тягового электродвигателя G1093.
На задней оси конструкция аналогична. В статоре установлен датчик температуры заднего тягового электродвигателя G1096. Температуру охлаждающей жидкости измеряет датчик температуры охлаждающей жидкости заднего электропривода с трёхфазным переменным током G1111.
1 – датчик температуры охлаждающей жидкости электропривода; 2 – датчик температуры охлаждающей жидкости электродвигателя
Торцевое уплотнение. В силу высокой мощности тяговые двигатели электропривода потребовали внутреннего охлаждения ротора, которое обеспечивается путём протекания охлаждающей жидкости через вал ротора. Чтобы исключить попадание жидкости внутри электродвигателя к статору, вращающийся вал ротора герметизирован относительно неподвижного корпуса с помощью торцевых уплотнений. Эти уплотнения обеспечивают осевую герметизацию и в отличие от привычных радиальных манжетных уплотнений рассчитаны на более высокие скорости вращения. В электромобиле Volkswagen применяется одно торцевое уплотнение в переднем тяговом электродвигателе и два — в заднем.
В рамках технического обслуживания следует сливать жидкость из передней приёмной ёмкости через каждые 30 000 км или один раз в два года.
Вытекающая охлаждающая жидкость собирается в приёмной ёмкости, прикрепленной к электродвигателю. На передней оси в крышке резольвера имеется углубление, в которое собирается охлаждающая жидкость. Здесь же предусмотрена резьбовая сливная пробка.