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评估电动机的风冷与液冷方案

2025年5月21日|文章

新型材料、制造工艺和设计思维如何让电动机在电动出行、航空航天和工业领域变得更轻、更快、更高效。

与电动机性能类似,在选择风冷还是液冷时,保持冷却至关重要。投资液冷系统是否值得?是否该淘汰旧的风扇系统了?这些都是值得认真考虑的问题。在此,CWIEME Berlin展会主办方Hyve Group的销售总监尼古拉·阿坎波拉(Nicola Acampora)对电动机冷却系统进行了对比分析。

对清凉的需求

电动机在运行过程中会因能量损耗而产生热量——负荷越大,机器散发的热量就越多,这些热量需要被带走。因此,了解运行温度并将其控制在最佳范围内至关重要。 

若不加以控制,这些热量会导致电动机出现短期和长期性能退化。过热会使机械部件变形或损坏轴承,从而引发即时运行故障。此外,在“高温”条件下,电动机的性能表现会显著下降,这意味着为电动机选择合适的冷却系统对其能效至关重要。

电动机在冷却不当的状态下运行时间越长,其使用寿命就越短,因为磨损会加速。长期暴露在高温下会使绝缘材料劣化,从而对运行和安全构成风险。如果绝缘材料不足,电气短路可能会导致整台机器故障,而易燃部件则可能持续暴露在高温下。

简单就是最好吗?

旋转风扇是排出电动机周围热空气的最简单方法,它能促进对流,使较冷的空气取代热空气。

简洁的结构减少了组件数量和潜在故障点,从而确保了更高的可靠性,并简化了故障排查。安装和维护也更为简便且经济高效,启动和维持这些系统运行所需的资源更少。轻量化设计也使其非常适合灵活或移动作业。

时尚、小巧、性能稳定

液冷技术利用水和某些油类等流体的高热容量,吸收电动机散发的热能。 

具体实现方式包括将冷却系统直接贯穿热源内部,或通过包裹整个组件的外套进行散热,这能显著提升散热效率。这种更直接的散热方式还能更好地控制温度,将电动机的运行环境维持在稳定水平。此外,液冷的高效性也为设计提供了更大的灵活性,例如实现紧凑结构和多样化的外形。

真是难以抉择啊……

最终的选择往往取决于各系统的局限性和挑战。

若采用液冷方案,其复杂性会导致初始投资较高,这可能不适合小型项目。同样地,进行维护检查和维修也需要更高的专业技术。此外,根据所选冷却液的不同,液冷系统可能对极端温度较为敏感,存在冻结或蒸发的风险。 这使得高性能工业机械或电动汽车等应用场景成为理想选择,这些场景既需要强大的散热能力,又要求环境条件相对稳定。

相比之下,风冷系统的性能较低,可能无法满足发热量大的电动机需求。如果设计要求在狭窄或封闭的空间内使用,导致难以形成气流,基于风扇的系统将难以发挥作用。 在普遍高温的运行环境中,也可能难以产生必要的对流来冷却电动机。其结构简单,因此适用于便携式电动工具和无人机等轻便、简洁的设计。

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地点

柏林展览中心,南入口,Messedamm 22号,D-14055 柏林,德国

开放时间

5月19日(星期二)| 09:30 – 17:30

5月20日,星期三| 09:30 – 17:30

5月21日(星期四)| 09:30 – 16:00