随着新能源汽车的发展,对驱动电机的功率密度提出了更高的要求,更高的功率密度导致电机内部温升加剧,直接影响电机的寿命和安全性,因此对电机散热系统提出了更高的要求。针对电机水冷系统传热路径长、接触热阻大、传热效率低的问题。本文提出一种由机壳冷却油路和前后端部绕组喷淋油路相结合的组合式油冷系统,冷却油通过油路直接接触冷却电机定子铁芯和前后端部绕组,缩短了电机内热量传递的路径,减小了接触热阻。该冷却系统采用组合式油路结构,系统油道由机壳、定子铁芯和喷油环通过过盈配合组合而成,无需焊接,简化了机壳加工工序。设计一种新型的流阻低均温效果好的S形折返油道,和直角折返油道相比,油道压力损失降低一半,同时换热系数和均温性能有所提高。通过流体仿真计算,优化设计了机壳S形折返油道的折返次数和截面参数以及喷淋油道喷嘴布置方案。制作了电机油冷系统可视化验证样机,在电机不同运转条件下测试了油冷系统中冷却油的流动性能,油道中冷却油流动顺畅,组合式油道密封性良好,电机测试过程未见漏油且油压未产生波动,端部绕组油膜均匀,冷却系统结构设计合理。建立了电机二维磁场和三维温度场的仿真模型,计算了在额定功率不同转速下电机内部的损耗分布,并作为热源施加到相关零部件,等效计算了电机绕组和铁芯的导热系数以及电机各表面的散热系数,确立了合理的边界条件,分析计算了电机在不同冷却油流量、不同油温和不同转速下电机的温度场及关键部件的温升特性,为电机冷却参数的选择提供了指导。仿真结果显示电机内最高温升为111.2℃,远低于绝缘等级的设计要求。制作了油冷电机工程样机,并搭建了新能源汽车油冷电机温升实验平台,按照仿真的工况条件,对不同工况和不同冷却参数下的绕组温升进行了实验测试,绕组稳定温度实验结果与仿真结果最大误差为4.5℃,表明温度场仿真分析求解准确。在额定工况和相同冷却条件下,油冷系统相比于水冷系统,电机绕组温升下降了41.6℃,表明本文设计的油冷系统可以显著降低电机绕组温升,推动新能源汽车驱动电机高功率密度化发展。