针对某客车集团一辆插电式混合动力客车在实车实验时出现的锂离子动力电池组温度过高的问题,在AMESim软件中搭建了该客车锂离子电池组的串联风冷散热模型,得到了锂离子电池组的实时温度变化情况,分析了电池组温度过高的原因,提出优化该客车原有电池组散热结构的必要性;针对原因进行散热结构的优化设计,利用Fluent软件仿真分析锂离子电池组的温度场和速度场,验证优化效果。结果表明所提出的优化方案能够解决本客车出现的散热问题,达到良好的散热效果。

给出了绕线式磁力耦合器(Winding Type Magnetic Coupler,WMC)调速及热损耗原理,分析并证明了额定状态下绕线式转子感生电流及发热量为最大;设计出可满足额定状态下WMC散热要求的风路结构,并基于有限元方法对所设计的风路结构进行流场及温度场仿真计算,结果表明(1)WMC主要在气隙宽度的轴向长度方向进行对流换热;(2)流体温度沿永磁体轴向方向逐渐积累,导致永磁体在风路出口端的温度为最大;(3)绕线式转子轴向长度的中部存在环状高温区,此高温区中还存在4个距铁幅轴较远的更高温度区;(4)磁体的平均温度为65.51℃,最高温度为70.33℃,小于稀土永磁N35H的许用温度(80℃);绕线式转子的平均温度为117.69℃,最高温度为133.25℃,小于F级绝缘许用温度(155℃),表明所设计的风路结构合理,可实现大功率WMC的散热要求。

针对当前机械类软启动装置存在的一些问题,提出并设计一种新型的磁流变液软启动装置。建立盘式磁流变传动机构的理论力矩模型;设计磁流变液软启动装置的机械组合结构,详细说明工作原理、散热结构设计和磁路结构设计。设计的磁流变液软启动装置不仅可以满足功能需求,而且降低对驱动电机的要求,体积明显减小,磁流变液在固态和液态之间的毫秒级可逆转化使得软启动装置的响应速度更快,提高了传动效率。

磁力耦合器（简称磁耦）通过永磁体磁场在导体中产生涡流来实现转矩与转速的传递,而涡流损耗将使永磁体温度升高。当温升高于永磁体退磁温度时将导致永磁体不可逆退磁,使磁耦失去工作能力。设计了一种外转子为永磁转子而内转子为铜套转子的磁耦。通过ANSYS进行电磁仿真分析,得到输出转速及转矩与耦合长度的变化关系;通过对涡流损耗进行理论分析与仿真计算,验证了永磁体极数及气隙长度对涡流损耗的影响,并设计出一种包括散热翅片及离心式风扇的散热结构。通过Flow Simulation仿真分析,验证了散热结构对磁耦的散热作用,可保证永磁体在其工作范围内长期稳定运行。