10.16638/ki.1671-7988.2018.07.003浅析新能源汽车上电动水泵的应用娄锋，卢明，陈恩辉（华晨汽车工程研究院新能源工程室，辽宁沈阳110141）摘要：随着世界经济的发展和人类日益提高的生活的需求，全球石油资源消耗量持续增加，资源枯竭及环境污染已成为世界各国必须面对的重要问题，汽车作为一个对石油高度依赖的产品及环境污染的主要源头，如何持续发展的问题已经迫在眉睫。
因此，新能源汽车已经逐渐为社会各界所青睐。
在新能源汽车中，电动水泵的使用越来越多，文章主要介绍了新能源汽车中电动水泵应用的各种情况，并且提出电动水泵的选型与匹配的设计思路，希望能为新能源汽车上电动水泵的使用提供借鉴和参考。
关键词：新能源汽车；电动水泵；选型匹配中图分类号：U469.7 文献标识码：B 文章编号：1671-7988(2018)07-09-04The Application Of Electric Water Pump on New Energy VehicleLou Feng, Lu Ming, Chen Enhui（Brilliance Automotive Engineering Research Institute New Energy Sources Engineering Section,Liaoning Shenyang 110141）Abstract:With the development of world economy and the increasing of human life demand, global oil consumption continues to increase, resource depletion and environmental pollution has become an important problem of the world must face, the main source of the car as a high degree of dependence on oil products and environmental pollution, how sustainable development is imminent. Therefore, new energy vehicles have gradually become the favor of all walks of life. In the new energy vehicles, more and more use of the electric water pump, this paper mainly introduces the application of new energy vehicles in the electric water pump, electric water pump and put forward the selection and matching of design ideas, hoping to provide reference for the use of new energy vehicles on the electric water pump.Keywords: New energy vehicle; Electric water pump; Selection and matchCLC NO.: U469.7 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2018)07-09-04前言随着2017年9月28日工信部正式发布了《乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法》，该办法将针对在中国境内销售乘用车的企业（含进口乘用车企业）的企业平均燃料消耗量（CAFC）及新能源乘用车生产（NEV 积分）情况进行积分考核。
随着双积分政策的正式实施，加快发展节能与新能源汽车，是促进汽车产业转型升级、推动绿色发展、培育新的经济增长点的重要举措。
因此，新能源汽车已经正式成为世界各大主机厂的重点研发车型。
新能源汽车采用的驱动动力总成、动力电池、电动部件等与传统汽车有本质区别，采用驱动电机代替内燃机。
与此同时传统汽车的发动机附件—水泵的工作方式也产生相应变化，新能源汽车的水泵采用电动水泵代替传统的机械式水泵。
作者简介：娄锋, 就职于华晨汽车工程研究院新能源工程室。
汽车实用技术本文针对电动水泵的在新能源汽车应用进行了阐述和分析，结合实例纯电动车型进行选型匹配设计，并进行电动水泵有效控制了，提高了电动水泵的应用水平。
1 电动水泵工作原理目前采用的电动水泵属于离心式水泵，主要由直流电机和叶轮，泵体，泵盖，挡水圈，泵轴等部件组成，如图1所示。
电动水泵工作时由直流电动机带动叶轮旋转，叶轮部分的冷却液受到旋转产生的离心力作用，被抛向叶轮外围出口，而在叶轮中心产生低压区，将冷却液从入口吸入，进而使冷却液在系统中产生循环流动。
图1 电动水泵及其组成电动水泵电机大部分厂家选用自感应电机，并且与控制器集成一体设计，采用脉冲宽度调制(PWM)或者LIN 进行电机转速的控制。
2 新能源汽车上的应用图2 电动水泵组成的循环水路汽车热管理技术是新能源汽车的核心技术之一，相比于传统燃油汽车，因新增了大的发热元件（动力电池，驱动电机，电机控制器，充电机等），新能源汽车冷却性能就变得格外重要。
目前，由电动水泵组成的循环水路，如图2所示。
电动水泵，现在主要应用于驱动电机、电动部件、动力电池等的循环冷却作用；在冬季零下工况条件下，起到循环加热循环水路的作用。
2.1 电动部件冷却循环上的应用2.1.1 低温冷却循环上的应用为了保证新能源汽车各电动零部件的正常使用，要求入口的冷却液温度不高于65℃，因此由散热器、电动水泵、电机控制器、驱动电机等串联组成的冷却循环回路为低温冷却循环回路（相对发动机冷却回路）。
电动水泵主要作用满足驱动电机、电动部件等在车辆行驶的任何工况下都能满足热管理的技术需求；在新能源汽车上根据被冷却的部件的不同，对电动水泵的需求也不同。
一般乘用车对驱动电机及电动部件的冷却用电动水泵的需求功率一般在150W 以下，其可以使用12V 直流电机驱动的电动水泵，并且可以使用那种取消动静密封形式的水泵。
其代表为通用V olt ，如图3 所示。
图3 低温冷却循环上的应用2.1.2 动力电池上的应用随着新能源汽车对续驶里程、轻量化的要求的不断提升，越来越多的整车厂家都从采用风冷的动力电池，逐渐向液冷的动力电池趋势发展，利用液体工质，通过水道间接或直接与发热部件接触，吸收热量并带到外部的散热器；同时，通过风冷的方式给散热器中的液体工质降温，再将降温后的液体工质送回发热部件内部重新吸收热量。
这样电动水泵又出现在动力电池的冷却循环回路中，液冷是目前主流的冷却方式，其代表为通用V olt ，如图4 所示。
图4 动力电池冷却循环上的应用整个系统主要包括：电动水泵、换热器、三通阀、PTC 加热器、膨胀水箱。
电池需要冷却时，电池通过散热板与冷娄锋等：浅析新能源汽车上电动水泵的应用却液进行换热，加热后的冷却液被电动水泵送入换热器内，在换热器内部一侧通入制冷剂，一侧通入冷却液，两者在换热器内充分换热，热量被制冷剂带走，冷水流出换热器在流入电池，形成一个循环。
电池需要加热时，关闭制冷回路，开启PTC加热器，冷却液被加热后送入电池内部，通过散热板加热电池。
可以通过控制制冷回路通断以及控制PTC加热功率，来控制冷却热的温度，从而控制电池内部温度。
此种方案系统比较复杂，成本比较高。
另外，冬季零下工况下，乘客舱可以利用PTC加热，然后进行乘客舱供暖。
如图5所示。
图5 PTC加热循环上的应用3 电动水泵选型及匹配3.1 设计开发过程电动水泵的选型及匹配，目前的开发流程如下：图6 电动水泵选型及匹配开发流程3.1.1 整体冷却系统数据收集电动水泵的参数及性能：（1）电动水泵的主要参数水泵参数是指泵工作性能的主要技术数据，包括流量（Q）、扬程（H）、转速（n）、功率（P）等。
图7 不同占空比下，PQ性能曲线（2）电机系统及电动部件的主要参数收集电机系统及电动部件的数据，主要是不同冷却流量下的，压降曲线。
图8 压降曲线3.1.2 仿真分析根据某电动汽车开发，通过仿真分析软件搭建1D仿真分析模型，如图7所示。
图9 某电动汽车热管理仿真分析模型及分析结果通过1D仿真边界条件及仿真分析结果如下表所示，初步选择的电动水泵符合设计开发要求。
表14 结论（1）通过分析新能源汽车上电动水泵不同循环冷却回路上应用情况，（下转第27页）郭锦鹏 等：关于某SUV 车型加速轰鸣声问题的解决为进一步证实以上分析结果，我们在风挡横梁下板空调进风口附件增加85Hz 动力吸振器进行测试，结果车内噪声2600rpm 轰鸣明显改善，测试曲线峰值下降明显，如图6、图7。
3 解决方案图8图9根据上述分析结果，为控制车内的轰鸣问题，必须将风挡横梁下板的模态与车内空间声场的模态分开。
因此这里对车身风挡横梁下板空调进风口处进行结构优化，增加两个加强板（图8），以提高其刚度和模态频率，从而使风挡横梁下板模态避开声固耦合频率区域。
改进后CAE 的分析噪音改进6dB 。
如图9。
经过实件验证，道路试验结果表明车内轰鸣声得到明显改善，噪声降低5dB(A)左右。
5 结论针对某SUV 车型，3/4/5挡加速工况车身轰鸣声问题，通过试验测试和CAE 仿真分析，确定是车身风挡横梁下板局部模态和车身空腔模态耦合引起的。
通过车身结构优化，避开了车身结构模态与空腔模态耦合，从而大大降低轰鸣声。
设计、分析时应考虑空腔声学模态频率分布，避免板件振动频率与空腔模态频率耦合而产生车内的轰鸣。
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（2）本文提出电动水泵选型及匹配的开发流程，并通过仿真分析软件进行水泵选型及匹配的设计，能够较好对电动水泵选型匹配设计起到指导作用。
参考文献[1] 乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法. /n1146295/n1146557/n1146624/c5824932/content.html.[2] 赵东梅,谷中丽,王义春.电传动车辆冷却系统优化设计[J].车用发动机.2003,(2):16-19.[3] 王健,许思传,陈黎.基于AMESim 的纯电动汽车热管理系统的优化设计[J].佳木斯大学学报（自然科学版）.2011,29(5):656-660. [4] 方财义,汪韩送,罗高乔,何世安.纯电动汽车热管理系统的研究[J].电子设计工程,2014,22(4):137~139.[5] 张凤山,赵树刚.2012款雪佛兰VOLT 沃蓝达电动汽车维修手册带电路图资料[M].机械工业出版社, 2013.。