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[JAC304] アキシャルフラックスモータの冷却を考慮した熱解析

2026-02-04 　

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概要

EV/HEV駆動モータは高トルク・高出力領域で動作するため、大きな損失が熱源となり部品温度が上昇します。空冷では耐熱限界を超えるため、冷却システムが不可欠です。アキシャルフラックスモータはディスク形状で軸方向寸法が短く、内部にオイル流路を設けるスペースが限られるため、クーリングジャケットを設置することが主流となっています。
モータの温度評価は、磁界解析で得られたジュール損失や鉄損を基に、熱解析を組み合わせた連成解析を行うことで高精度に実施できます。実機では部品ごとの温度把握は困難ですが、シミュレーションでは各部品が耐熱限界を満たしているかを容易に確認できます。
ここでは、クーリングジャケットのありなしでアキシャルフラックスモータのWLTCモード走行時における部品の温度変化を評価した事例を紹介します。

冷却仕様

クーリングジャケットの概要図を図1に示します。
クーリングジャケットはモータ外周を覆う円環状構造で、流路はコイル位置に合わせて放射状に配置されており、効率的な熱交換が行われるようになっています。また、冷媒には水を使用し、体積流量は7.8 (L/min)としています。

部品の温度変化

部品の温度評価点を図2、部品の温度変化を図3、駆動開始から30分までの最高温度を図4に示します。
図3、図4より、本モデルでは冷却なしの場合、コイル温度は約160(deg C)、磁石温度は約130 (deg C)まで上昇することがわかります。クーリングジャケットを使用することでコイル・磁石ともに90 (deg C)以下に抑えられることが確認できました。