劉孟 楊曉荷

摘 要：本文介紹了汽車電動水泵（以下簡稱電動水泵）的效率計算方法，對控制器、電機、流體的效率測試方法及優(yōu)化方案進行了簡要概述。

關鍵詞：電動水泵;效率;簡要概述

1 前言

國六排放標準政策落地，新能源汽車市場逐步擴大，電動水泵作為新能源汽車熱管理系統(tǒng)的重要部件，發(fā)揮著不可替代的作用。電動水泵的效率對整個熱管理系統(tǒng)的功耗及冷卻效果起著至關重要的作用，分析電動水泵的效率具有重要意義。

2 總成效率

電動水泵主要有控制器、電機、流體三部分組成，控制器驅動電機轉子按照設定轉速運行，轉子帶動葉輪以相同轉速轉動，從而實現冷卻介質循環(huán)。電動水泵的效率有控制器、電機、流體共同決定。

3 控制器效率

電動水泵控制器是電動水泵的核心，一方面負責驅動電機，同時也負責和整車控制器ECU進行交互?？刂破鞯男蕼y試一般需要使用功率分析儀等設備。

電動水泵控制器的效率與控制器自身的設計密切相關?？刂破髟谖打寗与姍C運行時的靜態(tài)電流應該盡量小，必要時應該增加控制器的低功耗模式（即休眠模式）。另外，控制器電路板上的布線方式，也會影響其效率，比如12V600W的電動水泵，控制器的硬件設計（包括布線規(guī)則、散熱仿真等）需要更加仔細斟酌。此外，軟件算法的設計都可能影響控制器的效率。目前，大部分控制器的效率可以達到90%以上，再進一步提升需要控制器設計更為嚴謹。

4 電機效率

電動水泵電機作為電動水泵的關鍵部分，實現電能到機械能的轉化。電機的效率測試需要使用功率分析儀和測功機等設備。

要提高電機效率，本質是要降低電機損耗，電機的損耗分為機械損耗和電磁損耗。電流通過定子會產生銅損耗，而硅鋼片中的磁場會引發(fā)渦流從而帶來磁滯損耗，氣息磁場高次諧波會產生負載上的雜散損耗，轉子和軸轉動過程中會有磨損損耗。

電機的鐵損，可以使用質量好的硅鋼片，降低磁滯上的損耗，或者加長鐵芯長度，能降低了磁通密度，還可以增加絕緣涂層，另外熱處理工藝也很關鍵。電機的通風性能比較重要，溫度高了，損耗會增加，可以使用對應的冷卻結構或者外加的冷卻方式來減少電機的溫升，降低摩擦上的損耗。

5 流體效率

電動水泵流體部分主要包括葉輪和泵殼，通過葉輪轉動，實現冷卻介質循環(huán)。流體的效率測試和傳統(tǒng)機械泵原理相同，在傳統(tǒng)機械泵性能臺架上，由外部電動機通過皮帶輪拖動葉輪按照一定轉速運行，測試流體效率。

流體部分屬于流體力學領域，機械結構對流體部分的效率影響較大。提高葉輪、導葉流道表面的光潔度，增加葉輪出口寬度，減小葉輪出口絕對速度等都可以提高流體部分的效率。

6 小結

電動水泵作為整車用電器的一種，對冷卻系統(tǒng)發(fā)揮著重要的作用。電動水泵的效率對系統(tǒng)的功耗及冷卻效果至關重要。分析電動水泵的效率，一方面可以通過試驗直觀地了解電動水泵總成及各部分的效率;另一方面，目前計算機技術高速發(fā)展，仿真分析可以在設計初期對產品進行初步評估和優(yōu)化，控制器算法仿真、電機仿真、CFD分析等技術手段可以較真實地反映對應部件的設計參數，仿真數據與試驗數據相結合，相互驗證、共同評估，多方面、多層次、多角度對產品進行改進優(yōu)化，提升產品性能及可靠性。

參考文獻：

[1]程萬鐵.水泵效率影響因素分析及改進方法[J].居舍，2018（06）：168-169.

[2]臧薇.高效率汽車水泵的設計研究[J].中國設備工程，2017（15）：204-205.

作者簡介：劉孟（1991-），男，河南西峽人，本科，主要從事電動水泵控制器試驗工作。