1 范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電驅(qū)動(dòng)橋總成耐久試驗(yàn)方法。

2 規(guī)范性引用文件

下列文件對(duì)于本標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件僅注日期的版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。凡是不注日期的文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用本標(biāo)準(zhǔn)。

GB/T 19596 電動(dòng)汽車術(shù)語

GB4208 外殼防護(hù)等級(jí)（IP代碼）

GB/T 4942.1 旋轉(zhuǎn)電機(jī)整體結(jié)構(gòu)的防護(hù)等級(jí)（IP代碼）分級(jí)

GB/T 29307-2012 電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)可靠性試驗(yàn)方法

QC/T 893 電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)故障分類和判斷

QC T 533-1999 汽車驅(qū)動(dòng)橋 臺(tái)架試驗(yàn)方法

QC T 534-1999 汽車驅(qū)動(dòng)橋臺(tái)架試驗(yàn)評(píng)價(jià)指標(biāo)

QC T 1022-2015純電動(dòng)乘用車用減速器總成技術(shù)條件

3 術(shù)語和定義：

3.1 電驅(qū)動(dòng)總成

新能源汽車電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)總成單元，耦合組成模塊包括但不限于以下部分：驅(qū)動(dòng)電機(jī)模塊，變速器模塊，高壓控制模塊。

3.1 耐久性

指在規(guī)定的使用和維修條件下，達(dá)到某種技術(shù)或經(jīng)濟(jì)指標(biāo)極限時(shí)，完成功能的能力。

3.2 耐久度

指在規(guī)定的使用和維修條件下，能夠達(dá)到預(yù)定的初次大修歷程而又不發(fā)生耐久性損壞的概率。

3.3 耐久性損壞

指構(gòu)件的疲勞損壞已變得異常頻繁；磨損超過限值；材料銹蝕老化；汽車主要技術(shù)性能下降，超過規(guī)定限值；維修費(fèi)用不斷增長，已達(dá)到繼續(xù)使用時(shí)經(jīng)濟(jì)上不合理或安全不能保證的程度。其結(jié)果是更換主要總成或大修汽車。

3.4 驅(qū)動(dòng)橋總成耐久性損壞判斷

橋殼破裂、變形，半軸套管支撐孔磨損超限，主減速器齒輪嚴(yán)重磨損，或減速器殼、差速器殼破裂、磨損超限，需要大修。

3.5 持續(xù)轉(zhuǎn)矩 continuous torque

車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)在額定電壓、額定轉(zhuǎn)速條件下，規(guī)定的S1工作制下的最大、長期工作的轉(zhuǎn)矩。

3.6 最高工作轉(zhuǎn)速 maximum work speed

相應(yīng)于電動(dòng)汽車最高行駛車速的電機(jī)轉(zhuǎn)速，車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)在額定電壓條件下，在該轉(zhuǎn)速時(shí)應(yīng)能以額定功率運(yùn)行。

3.7 峰值功率 pack power

車用電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在額定電壓、額定轉(zhuǎn)速條件下，在一定的持續(xù)時(shí)間內(nèi)能輸出的最大功率。對(duì)于純電動(dòng)商務(wù)車用電驅(qū)系統(tǒng)，持續(xù)時(shí)間規(guī)定為60s；對(duì)于純電動(dòng)乘用車和混合動(dòng)力車用電驅(qū)系統(tǒng)，持續(xù)時(shí)間規(guī)定為30s。

4 實(shí)驗(yàn)對(duì)象與試驗(yàn)條件

4.1 一般要求

被測(cè)電驅(qū)橋應(yīng)是完整的車用電驅(qū)系統(tǒng)，符合制造廠技術(shù)條件的規(guī)定，電驅(qū)橋系統(tǒng)外觀檢查應(yīng)符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定。

4.2 試驗(yàn)設(shè)備條件

4.2.1 試驗(yàn)用儀表精度、測(cè)量部位及試驗(yàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

4.2.2 電驅(qū)橋試驗(yàn)用的齒輪油、冷卻液應(yīng)符合制造廠技術(shù)條件的規(guī)定。

4.2.3 按制造廠的規(guī)定對(duì)電驅(qū)橋及附件進(jìn)行功能檢查，系統(tǒng)應(yīng)能正常工作。

4.2.4 試驗(yàn)電源能夠滿足被測(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)的功率要求，并能夠工作于額定電壓、最高工作電壓、最低工作電壓或其他工作電壓。

4.3 試驗(yàn)環(huán)境條件

如無特殊規(guī)定，所有試驗(yàn)應(yīng)在下列環(huán)境條件下進(jìn)行：

4.3.1 溫度：18℃～28℃；

4.3.2 相對(duì)濕度：45%75%；

4.3.3 氣壓：86kPa106kPa；

4.3.4 海拔：不超過1000m，若超過1000m，應(yīng)按GB755-2008的有關(guān)規(guī)定。

4.3.5 試驗(yàn)過程中的冷卻設(shè)備或冷卻條件如下：

•  風(fēng)冷的電機(jī)或者控制器，試驗(yàn)過程中應(yīng)帶有實(shí)際裝車時(shí)的風(fēng)冷電機(jī)；

•  對(duì)于自然冷卻的電機(jī)或控制器，可以外加風(fēng)機(jī)對(duì)電機(jī)或控制器進(jìn)行冷卻；

•  對(duì)于液冷的電機(jī)或者控制器，應(yīng)盡量采用制造廠規(guī)定的冷卻液；

•  冷卻條件應(yīng)滿足產(chǎn)品規(guī)格說明書或制造商的規(guī)定，并在試驗(yàn)報(bào)告中注明。

5 試驗(yàn)前準(zhǔn)備

5.1 控制器和電機(jī)之間連接線應(yīng)和實(shí)際車輛一致，同時(shí)安裝好檢測(cè)系統(tǒng)。為確保系統(tǒng)能正常工作，應(yīng)對(duì)必要的關(guān)聯(lián)信號(hào)進(jìn)行模擬或者通過其他方法進(jìn)行屏蔽。

5.2 供電電源、試驗(yàn)臺(tái)架及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)應(yīng)正常。

6、試驗(yàn)程序

6.1 一般要求

可靠性試驗(yàn)規(guī)范按照電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)所應(yīng)用的車輛類型進(jìn)行可靠性試驗(yàn)，轉(zhuǎn)矩負(fù)荷循環(huán)按照?qǐng)D1和表1進(jìn)行?？傆?jì)運(yùn)行時(shí)間為402h，按照6.2的順序連續(xù)試驗(yàn)。

6.2 試驗(yàn)順序

6.2.1 被測(cè)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)工作于額定工作電壓，試驗(yàn)轉(zhuǎn)速ns保持為1.1倍額定轉(zhuǎn)速nN，即ns=1.1nN，此負(fù)荷下循環(huán)320h。

6.2.2 被測(cè)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)工作于最高工作電壓，試驗(yàn)轉(zhuǎn)速ns=1.1nN，此負(fù)荷下循環(huán)40h。

6.2.3 被測(cè)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)工作于最低工作電壓，試驗(yàn)轉(zhuǎn)速ns=（最低工作電壓/額定工作電壓）×nN，此負(fù)荷下循環(huán)40h。

6.2.4 被測(cè)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)工作于額定工作電壓、最高工作轉(zhuǎn)速和額定功率狀態(tài)，持續(xù)運(yùn)行2h。


圖1 電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)可靠性測(cè)試循環(huán)示意圖

說明：

TN---持續(xù)轉(zhuǎn)矩，單位為牛米（Nm）；

TPP---峰值轉(zhuǎn)矩，其中，被測(cè)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)工作于額定工作電壓或者最高工作電壓狀態(tài)時(shí)，TPP=（峰值功率/ns）；被測(cè)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)工作于最低工作電壓狀態(tài)時(shí)，TPP=（峰值功率/ns）

表1 電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)可靠性測(cè)試循環(huán)參數(shù)表


6.3 耐久可靠性試驗(yàn)應(yīng)滿足整車耐久試驗(yàn)要求

測(cè)試工況宜由實(shí)車運(yùn)行工況導(dǎo)入，進(jìn)行加速和處理。要考慮倒車、拖車、連續(xù)爬坡、連續(xù)下坡情況確定轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和持續(xù)時(shí)間，載荷譜中推薦擁堵路況占比10%，激烈駕駛工況13%，城市工況27%，城郊工況35%，高速工況15%。

6.3.1試驗(yàn)要求

•  可靠性試驗(yàn)前應(yīng)先進(jìn)行功能和性能檢查確認(rèn)。

•  可靠性試驗(yàn)應(yīng)加入溫濕度要求。

•  試驗(yàn)過程中一體化電驅(qū)動(dòng)總成直流母線電壓設(shè)定為額定電壓。

•  在可靠性試驗(yàn)前后，開展溫度梯度試驗(yàn)，試驗(yàn)方法參考GB/T 28046.4中5.2進(jìn)行。

•  可靠性測(cè)試中宜實(shí)時(shí)進(jìn)行振動(dòng)監(jiān)測(cè)，測(cè)點(diǎn)的布置應(yīng)包括軸承外殼處；

•  試驗(yàn)過程中觀察一體化電驅(qū)動(dòng)總成、試驗(yàn)設(shè)備、測(cè)量參數(shù)有無異常，若出現(xiàn)噪音大、異響、冒煙、管路爆裂、轉(zhuǎn)速失控、轉(zhuǎn)矩突變、溫度突變、CAN通訊中斷、測(cè)量數(shù)據(jù)丟失等異常情況，需立即停機(jī)，待異常情況解除后再繼續(xù)試驗(yàn)。

6.3.2評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

•  可靠性試驗(yàn)過程中，一體化電驅(qū)動(dòng)總成不允許發(fā)生諸如電機(jī)軸承損壞、電機(jī)繞組絕緣擊穿、控制器IGBT炸裂、轉(zhuǎn)矩掉零或者轉(zhuǎn)矩突變等嚴(yán)重故障，允許一體化電驅(qū)動(dòng)總成在試驗(yàn)過程中出現(xiàn)過溫、過壓等可恢復(fù)性的保護(hù)功能故障。

•  試驗(yàn)完成后，一體化電驅(qū)動(dòng)總成按照要求能夠正常工作，不發(fā)生故障。

•  可靠性試驗(yàn)前后，最高效率及峰值功率、峰值扭矩下降不超過10%或滿足用戶要求。

•  箱體及懸置（用整車懸置）不允許出現(xiàn)變形、滲油、殼裂；

•  試驗(yàn)后拆開檢查，軸承、輪齒點(diǎn)蝕不超過20% ，不允許出現(xiàn)氣蝕、輪齒不允許膠合、不允許銑齒；應(yīng)無滲油；

•  更換潤滑油時(shí)間按照實(shí)車整車比例折算

•  考慮使用3-6臺(tái)樣品進(jìn)行可靠性試驗(yàn)，參考計(jì)算置信度及可靠度。

7 可靠性評(píng)定

7.1 被測(cè)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行時(shí)間不低于402h。

7.2 可靠性試驗(yàn)故障用平均首次故障時(shí)間、故障停車次數(shù)及故障平均間隔時(shí)間來評(píng)定。

平均首次故障時(shí)間MTTFF





式中：

MTTFF---平均首次故障時(shí)間估計(jì)值，單位為小時(shí)（h）；

N＇---發(fā)生故障電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)量；

T＇---無故障工作總時(shí)間，單位為小時(shí)（h）；

T＇---第j個(gè)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)首次故障時(shí)間，單位為小時(shí)（h），不計(jì)輕微故障；

n---試驗(yàn)的系統(tǒng)總數(shù)；

Tc---定時(shí)結(jié)尾時(shí)間，402h。

故障平均間隔時(shí)間MTBF



式中：

MTBF---故障平均間隔時(shí)間的點(diǎn)估計(jì)值，單位為小時(shí)（h）；

r---T時(shí)間內(nèi)發(fā)生的故障總數(shù)，不含輕微故障

k---中止試驗(yàn)系統(tǒng)數(shù)；

T---工作總時(shí)間，單位為小時(shí)（h）；

Tj---第j個(gè)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中止試驗(yàn)時(shí)間，單位為小時(shí)（h），不計(jì)輕微故障

單側(cè)區(qū)間估計(jì)下限值按下式計(jì)算



式中：

MTBF---故障平均間隔時(shí)間置信下限值，單位為小時(shí)（h）；

X2[2(r+1),a]---自由度為2(r+1)，置信水平為a的X2分布值；建議a為0.1.

8 故障處理

8.1 隨時(shí)的檢查

8.1.1 采用故障診斷儀、儀表和計(jì)算機(jī)等隨時(shí)檢查運(yùn)行數(shù)據(jù)，若超過限值范圍，根據(jù)故障嚴(yán)重程度，發(fā)出警報(bào)或緊急停機(jī)，進(jìn)行維護(hù)和處理。若屬于動(dòng)力單元零部件故障，則計(jì)為故障停機(jī)。記錄停機(jī)的運(yùn)行時(shí)間、原因及處理情況。

8.1.2 每1h的檢查記錄：每隔1h記錄可靠性累計(jì)運(yùn)行時(shí)間、動(dòng)力單元輸出扭矩、電機(jī)轉(zhuǎn)速、電機(jī)冷卻液出口溫度等參數(shù)。

8.2 每24h的檢查及維護(hù)

8.2.1檢查動(dòng)力單元漏油、漏水和漏氣情況，保持動(dòng)力單元及其周圍的清潔，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)泄漏。

8.2.2檢查電機(jī)軸承以及電機(jī)本體是否轉(zhuǎn)動(dòng)平順、有無異響。

8.2.3巡視電機(jī)、控制器以及試驗(yàn)設(shè)備，并檢查緊固件、機(jī)械連接件及管路，尤其是軟管，檢查連接電纜及接口。

8.2.4檢查冷卻液液面高度，必要時(shí)補(bǔ)充冷卻液。

8.3 性能復(fù)試

8.3.1試驗(yàn)中出現(xiàn)故障需要中斷試驗(yàn)時(shí)，經(jīng)檢查動(dòng)力單元無硬件損壞，再次啟動(dòng)動(dòng)力單元，系統(tǒng)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，可繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)。停機(jī)時(shí)間不計(jì)入動(dòng)力單元運(yùn)行時(shí)間，停機(jī)時(shí)間超過1h，則重新開始的第1個(gè)循環(huán)不計(jì)入動(dòng)力單元運(yùn)行時(shí)間，從第2個(gè)循環(huán)開始計(jì)時(shí)。

8.3.2出現(xiàn)以下任意情況，試驗(yàn)終止：

•  電機(jī)系統(tǒng)硬件故障且屬于QC/T839附錄B規(guī)定的嚴(yán)重故障；

•  減速器、差速器和車橋主要部件損壞。

9 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

電驅(qū)橋總成完成400h可靠性試驗(yàn)后能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，其性能應(yīng)能滿足制造廠提供的技術(shù)條件要求。