丰田混合动力汽车电机冷却技术的发展

普锐斯电机规格

第一代和第二代普锐斯冷却系统如下。长寿命冷却液(LLC)通过电动水泵通过散热器循环到电驱系统和PCU。

第一代和第二代普锐斯冷却系统

电驱系统有两个水套：一个在电驱系统外，另一个在发电机附近。由MG产生的热量由在水套中循环的LLC冷却。

第一代和第二代普锐斯电驱系统水套位置

电驱系统横截面如下所示：

第一代和第二代普锐斯电驱系统横截面

为了有效地冷却绕组，第三代采用了通过ATF（Automatic Transmission Fluid，即自动变速箱油）直接冷却MG的定子绕组的结构。通过循环ATF，也提高了换热效率。第三代冷却系统框架同第一代和第二代。水套安装在电驱系统的前面和底部，如下所示。

第三代普锐斯电驱系统水套位置

MG的热量被转移到在电驱系统中循环的ATF，ATF的热量被消散到LLC。

接下来，将描述ATF的流动路径，如下图所示。电驱系统的ATF由齿轮搅油/飞溅转移到集油腔。它有两个出油孔，用于冷却和润滑。

ATF泵结构（第三代普锐斯）

第一个孔进入电机室，第二个孔进入发电机室，如下图所示。ATF直接冷却MG绕组和定子，然后LLC水套冷却ATF返回。与第二代相比，第三代增加的ATF流速提高了传热系数，从而提高了总冷却性能。

第三代普锐斯电驱系统剖视图

在第四代中，MG绕组的冷却结构得到了改进，用ATF的热交换器取代了水套，并调整了冷却管的形状。此外，为发电机增加了转子铁芯冷却。第四代冷却系统如下图所示。

第四代普锐斯冷却系统框架

换热器的布置图如图所示。它是一种鳍式结构，以增加传热面积。此外，由发动机驱动的机械油泵用于满足到热交换器所需的ATF流量。由机械油泵排出的ATF通过热交换器冷却，然后进入MG定子和绕组的冷却管路。

第四代普锐斯热交换器

通过这些变化，提高了LLC和ATF的换热效率，降低了ATF的温度，提高了电机和发电机的冷却性能。

此外，对冷却管进行了改进以改善冷却。通过调整冷却管喷嘴的尺寸和位置，增加了定子绕组上的ATF接触面积。

第四代普锐斯冷却系统

此外，由于机械油泵的ATF流速增加，提高了定子绕组上的传热系数。与第三代相比，第四代降低了50%以上，表明冷却性能得到了提高。为了降低磁钢温度，发电机采用转子铁芯冷却的方式，ATF泵入转子轴，通过离心力流过油孔。

第四代普锐斯转子冷却