來源： 雷鳴亞，何志偉

目前商用車電驅動橋常見類型主要分為輪邊電驅動橋、平行軸電驅動橋和同軸電驅動橋[1]。電驅動橋作為一種高度集成的機電一體化驅動系統(tǒng)，與傳統(tǒng)驅動橋有諸多不同之處，而且電驅動橋行業(yè)標準內(nèi)沒有相關的出廠檢驗規(guī)范，為此針對商用車平行軸電驅動橋開展了下線檢驗項目及其檢測方法的研究工作。

1 國內(nèi)電驅動橋檢測標準

為適應新能源汽車行業(yè)發(fā)展需求，我國已制定出涵蓋基礎通用、電動車輛整車、關鍵系統(tǒng)及零部件、接口及設施四大領域的純電動乘用車標準體系，其中屬于關鍵系統(tǒng)及部件領域的電驅動標準是純電動汽車標準體系的重要組成部分。近兩年，中國汽車工程學會先后發(fā)布了T/CSAE 143—2020《純電動乘用車一體化電驅動總成測評規(guī)范》、T/CSAE 176—2021《電動汽車電驅動總成噪聲品質測試評價規(guī)范》,T/CSAE 143—2020標準包含了測試條件、測試要求、測試方法、判定標準等內(nèi)容。在商用車方面，由于電驅動總成布置方案和結構不盡不同，尚未形成統(tǒng)一的檢測標準，行業(yè)人士仍在參考電機、減速器、傳統(tǒng)車橋等單體標準制定電驅動橋的測試方法和技術要求[2-8]。未來隨著電驅動系統(tǒng)高度集成化的發(fā)展，電驅動橋布置方案趨于模塊化、平臺化設計，電驅動橋的檢測方式及要求也將日益標準化。

1.1 電機單體標準

現(xiàn)階段電機單體標準較為完善，涵蓋了使用范圍最為廣泛的異步驅動電機、永磁同步驅動電機。其中GB/T 18488—2015《電動汽車用驅動電機系統(tǒng)》規(guī)定了驅動電機系統(tǒng)的技術要求、試驗儀器儀表、試驗準備以及各項試驗方法，GB/T 29307—2012《電動汽車用驅動電機系統(tǒng)可靠性試驗方法》規(guī)定了驅動電機系統(tǒng)在臺架上的可靠性試驗負荷規(guī)范及可靠性評定方法。

1.2 減速器單體標準

針對新能源汽車行業(yè)，汽車標準化技術委員會提出QC/T 1022—2015《純電動乘用車用減速器總成技術條件》和 QC/T1086—2017《電動汽車用增程器技術條件》兩項標準。其中QC/T 1022—2015規(guī)定了減速器總成的基本參數(shù)，同時對減速器的基本要求、臺架試驗要求以及清潔度等內(nèi)容提出了指標要求， 并規(guī)定了相應的試驗方法。

1.3 車橋單體標準

現(xiàn)行汽車驅動橋的相關標準有：QC/T 533—2020《商用車驅動橋總成》、QC/T 1126—2019《汽車驅動橋術語及定義》、QC/T 293—2019《汽車半軸技術條件及臺架試驗方法》。其中QC/T 533—2020通過整合車橋企業(yè)標準兼顧了更多考核形式和指標，與原標準QC/T 533—1999和 QC/T 534—1999相比，增加了橋殼橫向彎曲疲勞、驅動橋總成溫升、潤滑、噪聲、輪間差速器疲勞等試驗內(nèi)容和技術要求，進一步提高了車橋可靠性要求。

2 國際標準法規(guī)動態(tài)

目前國外有關于汽車的標準組織主要有ISO、IEC、SAE、JASO等，這些組織制定的標準主要以整車的零部件接口及安全性試驗為主，其中汽車工程學術組織SAE制定了驅動橋總成及其零部件測試、臺架試驗方法的規(guī)范。國際電工委員會(International Electrotechnical Commission)早在20世紀80年代制定了IEC/TR 60786:1984《電動汽車控制器》、IEC/TR 60785:1984《電動汽車用旋轉電機》等電驅系統(tǒng)標準[9]。在驅動電機檢測方面，美國的檢測項目多達30余項，包括電機性能、溫升、電安全和保護功能、環(huán)境適應性等，而歐洲和日本僅要求最大功率和溫升測試。

3 下線檢測項目

在電驅動橋總成出廠前，為保證產(chǎn)品功能的完整性且無故障，需要在裝配線的終端進行功能檢測和故障診斷。目前，行業(yè)為完成電驅動橋下線檢測項目，在參考電動汽車用驅動電機、減速器以及傳統(tǒng)驅動橋國標試驗要求的同時，考慮電驅動橋的內(nèi)部結構和實車工作路況，最終確定電驅動橋的主要下線檢測項目。

3.1 氣密性檢測

氣密性檢測就是以空氣、氮氣或者惰性氣體為加壓介質檢驗電機冷卻回路和總成油腔是否有泄漏現(xiàn)象。實驗時，試驗介質的溫度應和試驗環(huán)境的溫度一致并保持穩(wěn)定，被試樣件保留一個通氣閥，逐漸加壓至試驗壓力規(guī)定值，保壓一定時間后，壓力下降值不得超過工藝要求值，或在壓力保持過程中，泄漏率儀表顯示值下降應不大于規(guī)定值。

3.2 運轉檢測

該項測試主要是為了通過磨合消除零件的早期失效階段，改善各運動副的工作表面狀況以及驗證電驅動橋的減速器、差速器、換擋等機構能否正常工作。測試時，在空載或者負載條件下將電機轉速從零升至指定轉速，依次切換試驗件的各個擋位，確認無異常后，再依次檢測每個擋位的高速運轉情況；檢測電驅動橋差速時，制動任意一側輪轂，驅動電機通過傳動系統(tǒng)驅動另一側輪轂加倍旋轉，以驗證差速器是否可以正常工作，具體 檢測方法可參考QC/T 568—2011《汽車機械式變速器總成臺架試驗方法》和QC/T 1022—2015《純電動乘用車用減速器總成技術條件》的差速器磨合要求[10-11]。

3.3 噪聲、振動與聲振粗糙度檢測

在車橋工作過程中，任何一個部件的異常都會導致車橋產(chǎn)生噪聲。車橋運轉質量的傳統(tǒng)檢測方式是依靠人耳對車橋總成的噪聲進行主觀判斷，難以量化評價車橋運轉狀態(tài)，易造成錯判和誤判。噪聲、振動與聲振粗糙度(Noise、Vibration、Harshness,NVH)檢測技術可以通過分貝儀或者振動傳感器客觀地評價運轉中的電驅動橋是否存在異常振動，可有效地防止因齒輪、軸承等缺陷引起的故障產(chǎn)品出廠。

NVH檢測原理如圖1所示。NVH檢測系統(tǒng)主要借助于頻譜分析方法(階次和頻率譜)分析被試件的階次振動信號，并與人工設置或者自學習得到的容限帶相比較，基于該參考值發(fā)現(xiàn)有缺陷的產(chǎn)品[12]。其中自學習是指系統(tǒng)在生產(chǎn)過程中，通過信號數(shù)據(jù)處理技術計算出100臺樣品的階次振動信號的包絡曲線，如圖1(a)所示，隨著檢測數(shù)據(jù)的積累，容限帶會不斷地被優(yōu)化，NVH檢測結果變得更精確、可靠。NVH檢測系統(tǒng)的階次振動信號界面如圖1(b)所示，當階次振動信號超過容限帶上限時，被試件運轉存在異常振動。

圖1 NVH檢測原理

3.4 防抱死剎車系統(tǒng)傳感器檢測

作為保障行車制動安全性的關鍵零部件之一，防抱死剎車系統(tǒng) (Antilock Braking System,ABS)傳感器安裝在電驅橋輪轂上用于檢測車輪轉速，同時整車控制器根據(jù)實時傳輸?shù)能囕嗈D速數(shù)據(jù)判斷車輛是否存在滑移傾向，并根據(jù)滑移率做出最佳制動調(diào)整[13]。依據(jù) GB/T 18459—2001《傳感器主要靜態(tài)性能指標計算方法》制定的ABS 傳感器檢測項目主要有：最大感應電壓、最小感應電壓、電壓比值[14]。當電驅橋驅動電機輸入轉速為400 r/min時，測得某車橋ABS傳感器在1 s內(nèi)的性能曲線如圖2所示。

圖2 ABS性能測試曲線

4 結語

隨著新能源技術的發(fā)展，純電動乘用車的標準體系已日益完善，其電驅動橋的檢測技術也已成熟，然而用于商用車的電驅動橋檢測及其技術要求尚未形成標準規(guī)范。文中參考國內(nèi)外電機、減速器、傳統(tǒng)車橋單體檢驗標準，同時結合同行業(yè)技術要求從氣密性、總成運轉、NVH、ABS傳感器4個方面介紹了商用車電驅動橋的下線檢測項目及其技術要求，為同類產(chǎn)品的檢測系統(tǒng)開發(fā)、質量評定提供了參考依據(jù)。