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汽車試驗：電動汽車用驅(qū)動電機系統(tǒng)可靠性試驗方法
2021-12-08 20:31:34· 來源：汽車測試網(wǎng)
前 言本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T 1.1一2009給出的規(guī)則起草。本標(biāo)準(zhǔn)由中華人民共和國工業(yè)和信息化部提出。本標(biāo)準(zhǔn)由全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC 114) 歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單
前 言
本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T 1.1一2009 給出的規(guī)則起草。
本標(biāo)準(zhǔn)由中華人民共和國工業(yè)和信息化部提出。
本標(biāo)準(zhǔn)由全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC 114) 歸口。
本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：北京理工大學(xué)、中國汽車技術(shù)研究中心、上海電驅(qū)動動有限公司、南車株洲電力機車研究所有限公司、天津清源電動車輛有限責(zé)任公司、上海汽車集團股份有限公司、深圳市比亞迪汽車有限公司、重慶長安新能源汽車有限公司、北京中紡銳力機電有限公司、大洋羊電機新動力科技有限公司、精進電動科技(北京)有限公司。
本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：宋強、孫逢春、貢俊、郭偉、郭淑英、傅振興、蔡蔚、竇汝振、孟祥峰、賈愛萍、閆志平、畢榮華、周旭光、肖偉。
1 范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電動汽車用驅(qū)動電機系統(tǒng)在臺架上的一般可靠性試驗方法，其中包括可靠性試驗負(fù)荷規(guī)范及可靠性評定方法。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于最終動力輸出為電動機單獨驅(qū)動或電動機和發(fā)動機聯(lián)合驅(qū)動的電動汽車用驅(qū)動電機系統(tǒng)。
2 規(guī)范性引用文件
下列文件對于本文件的應(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文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。
GB/T 2900.13 電工術(shù)語 可信性與服務(wù)質(zhì)量
GB/T 18488 (所有部分)電動汽車用電機及其控制器
GB/T 19596 電動汽車術(shù)語
QC/T 893-2011 電動汽車用驅(qū)動電機系統(tǒng)故障分類和判斷
3 術(shù)語和定義
GB/T 2900.13、GB/T 18488(所有部分)、GB/T 19596和QC/T 893一2011界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。
3.1 持續(xù)轉(zhuǎn)矩continuous torque
車用驅(qū)動電機系統(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。
3.2 最高工作轉(zhuǎn)速maximum work speed
相應(yīng)于電動汽車最高行駛車速的電機轉(zhuǎn)速，車用驅(qū)動電機系統(tǒng)在額定電壓條件下，在該轉(zhuǎn)速時應(yīng)能以額定功率運行。
3.3 峰值功率peak power
車用驅(qū)動電機系統(tǒng)在額定電壓，額定轉(zhuǎn)速條件下，在一定的持續(xù)時間內(nèi)能輸出的最大功率。對于純電動商務(wù)車用驅(qū)動電機系統(tǒng)，持續(xù)時間規(guī)定為60s；對于純電動乘用車和混合動力車用驅(qū)動電機系統(tǒng)，持續(xù)時間規(guī)定為30s。
4 試驗條件
4.1 一般要求
4.1.1 當(dāng)沒有特殊說明時，試驗條件應(yīng)滿足GB/T18488.2的要求。
4.1.2 被測裝置應(yīng)是完整的車用驅(qū)動電機系統(tǒng)，符合制造廠技術(shù)條件的規(guī)定；驅(qū)動電機系統(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 試驗電源
4.2.1 試驗過程中，試驗電源由動力直流電源提供，或者由動力直流電源和其他儲能(耗能)設(shè)備聯(lián)合提供；試驗電源的工作直流電壓不大于250Ⅴ時，其穩(wěn)壓誤差應(yīng)不大于±2.5V；試驗電源的工作直流電壓大于250V時，其穩(wěn)壓誤差應(yīng)不超過被試驅(qū)動電機系統(tǒng)直流工作電壓的士1%。
4.2.2 試驗電源能夠滿足被測驅(qū)動電機系統(tǒng)的功率要求，并能夠工作于額定工作電壓、最高工作電壓、最低工作電壓或其他工作電壓。
4.3 冷卻
試驗過程中的冷卻設(shè)備或冷卻條件如下：
——對于風(fēng)冷的電機或者控制器，試驗過程中應(yīng)帶有實際裝車時的風(fēng)冷電機；
——對于自然冷卻的電機或者控制器，可以外加風(fēng)機對電機或控制器進行冷卻；
——對于液冷的電機或者控制器，應(yīng)盡量采用制造廠商規(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，并在試驗報告中注明。
5 試驗程序
5.1 試驗前準(zhǔn)備
5.1.1 控制器和電機之間連接線應(yīng)和實際車輛一致，同時安裝好監(jiān)測系統(tǒng)。為確保系統(tǒng)能正常工作，應(yīng)對必要的關(guān)聯(lián)信號進行模擬或者通過其他方法進行屏蔽。
5.1.2 供電電源、試驗臺架及監(jiān)測系統(tǒng)的工作狀態(tài)應(yīng)正常。
5.2 性能初試
性能初試按照GB/T 18488.1和GB/T 18488.2的要求進行。測得的性能應(yīng)符合被測驅(qū)動電機系統(tǒng)的技術(shù)條件要求。
5.3 可靠性試驗
按照第6章規(guī)定的試驗規(guī)范進行試驗。
5.4 性能復(fù)試
重復(fù)5.2。
6 可靠性試驗規(guī)范
6.1 一般要求
可靠性試驗規(guī)范按照驅(qū)動電機系統(tǒng)所應(yīng)用的車輛類型進行可靠性試驗，轉(zhuǎn)矩負(fù)荷循環(huán)按照圖1和表1進行。總計運行時間為402h，按照6.2的順序連續(xù)試驗。
6.2 試驗順序
6.2.1 被測驅(qū)動電機系統(tǒng)工作于額定工作電壓，試驗轉(zhuǎn)速n，保持為1.1倍的額定轉(zhuǎn)速nn，即ns=1.1nN，此負(fù)荷下循環(huán)320h。
6.2.2 被測驅(qū)動電機系統(tǒng)工作于最高工作電壓，試驗轉(zhuǎn)速ns=1.1nN，此負(fù)荷下循環(huán)40h。
6.2.3 被測驅(qū)動電機系統(tǒng)工作于最低工作電壓，
，此負(fù)荷下循環(huán)40h。
6.2.4 被測驅(qū)動電機系統(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)運行2h。
7 檢查及維護
7.1 一般要求
檢查及維護按照下列要求進行，但是其內(nèi)容及周期可以做適當(dāng)?shù)脑鰷p，檢查的結(jié)果及維護情況應(yīng)詳細(xì)記錄。相應(yīng)的試驗記錄表格見附錄A。
7.2 隨時的檢查
7.2.1 采用故障診斷器、儀表和計算機等隨時監(jiān)測運行數(shù)據(jù)，超過限值范圍時，發(fā)出警報或緊急停車，根據(jù)故障嚴(yán)重程度，進行處理。若屬于被測驅(qū)動電機系統(tǒng)故障，則算為故障停車。記錄故障停車時間、原因及處理情況。
7.2.2 監(jiān)聽被測驅(qū)動電機系統(tǒng)的運行異響，必要時采取措施。
7.3 每1h的檢查
在1h內(nèi)適時的記錄被測電機的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，電機控制器的直流母線電壓和電流，電機表面溫度，以及冷卻液的溫度和流量，必要時，進一步檢查電機控制器功率元件的工作溫度。如果電機安裝有熱敏溫度傳感器，則一并檢查電機繞組的工作溫度，并畫在以運行持續(xù)時間(h)為橫坐標(biāo)的監(jiān)督曲線上。
7.4 每24h的檢查
7.4.1 允許停機1次，巡視試驗設(shè)備，并檢查緊固件、機械連接件及管路，尤其是軟管，檢查連接電纜及接口，原則上只檢查臺架本身。
7.4.2 檢查冷卻液液面高度，冷卻系統(tǒng)是否存在滲漏等狀況，必要時，補充冷卻液。
7.4.3 停機檢查時間最多不超過0.5h。
7.5 故障及停機的處理
7.5.1 記錄每次停機的原因及操作內(nèi)容。
7.5.2 當(dāng)出現(xiàn)故障時，應(yīng)進行故障分析，排除故障，并記錄。
7.5.3 被中斷的負(fù)荷循環(huán)不計入驅(qū)動電機系統(tǒng)可靠性工作時間。如果停機時間超過1h，則重新開始循環(huán)后的1h不計入驅(qū)動電機系統(tǒng)的可靠性工作時間。
8 試驗結(jié)果的整理
8.1 根據(jù)QC/T 893-2011進行記錄，必要時提供照片，進行精密分析。
8.2 依據(jù)被測驅(qū)動電機系統(tǒng)實際持續(xù)運行時間(h)和運行過程中的記錄，按照第9章進行評定。
9 可靠性評定
9.1 被測驅(qū)動電機系統(tǒng)實際運行時間應(yīng)不低于402h。
9.2 可靠性試驗故障用平均首次故障時間、故障停車次數(shù)及故障平均間隔時間來評定。
平均首次故障時間MTTFF
故障平均間隔時間MTBF
單側(cè)區(qū)間估計下限值按下式計算
9.3 比較初試及復(fù)試性能曲線及參數(shù)，其性能參數(shù)應(yīng)滿足GB/T18488的要求。
10 試驗報告
試驗報告至少應(yīng)包括：
a) 前言：說明試驗任務(wù)的來源；
b) 試驗依據(jù)；
c) 試驗?zāi)康模?/span>
d) 試驗對象：注明被測驅(qū)動電機系統(tǒng)的主要參數(shù)，并附加圖形、照片及必要的說明；
e) 試驗設(shè)備及儀表：應(yīng)寫明主要設(shè)備及儀表的名稱、廠家、型號、精度及其他基本參數(shù)，以及標(biāo)定日期及測量部位；
f) 試驗條件與標(biāo)準(zhǔn)不同之處；
g) 試驗結(jié)果：
1) 對原始試驗數(shù)據(jù)加以整理，盡可能用曲線表示，重要的數(shù)據(jù)可以列表；
2) 可靠性評價指標(biāo)計算結(jié)果；
3) 故障、維修統(tǒng)計；
4) 試驗過程中的調(diào)整更換記錄；
5) 性能測試結(jié)果；
h) 結(jié)論與建議：
1) 描述故障的模式、類型、數(shù)量；
2) 描述平均首次故障時間及故障平均間隔時間；
3) 必要時，根據(jù)可靠性試驗結(jié)果，提出改進和補充試驗的建議；
i) 試驗日期。
附 錄 A
(資料性附錄)
可靠性試驗記錄表格
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