電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)可靠性試驗(yàn)方法

1、電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)可靠性試驗(yàn)方法近幾年來，車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)作為節(jié)能與新能源汽車的核心零部件，受到了社會(huì)的關(guān)注和人們的歡迎，許多企業(yè)紛紛投入到車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)的研發(fā)和生產(chǎn)中。隨著車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)的不斷深入，需要有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行規(guī)范和引導(dǎo)。以我國車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)生產(chǎn)和應(yīng)用情況為依據(jù)，以適應(yīng)我國電動(dòng)汽車的需求為目標(biāo)，通過制定和實(shí)施本標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范和引導(dǎo)企業(yè)的生產(chǎn)行為，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的統(tǒng)一。標(biāo)準(zhǔn)的制訂要進(jìn)行認(rèn)真的成本效益

2、分析，使標(biāo)準(zhǔn)限值的確定與經(jīng)濟(jì)、技術(shù)發(fā)展水平和相關(guān)方的承受能力相適應(yīng)，具有先進(jìn)性和可操作性，促進(jìn)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步。本標(biāo)準(zhǔn)的起草主要參照了以下標(biāo)準(zhǔn)或文件：●GBT18488.12006《電動(dòng)汽車用電機(jī)及其控制器技術(shù)條件》●GBT18488.22006《電動(dòng)汽車用電機(jī)及其控制器試驗(yàn)方法》●GBT190552003《汽車發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性試驗(yàn)方法》●GBT1267890《汽車可靠性行駛試驗(yàn)方法》●GBT197502005《混合動(dòng)力電動(dòng)汽車定型試驗(yàn)規(guī)程》●

3、GBT318794《可靠性、維修性術(shù)語》●GJB899B1990《可靠性鑒定和驗(yàn)收試驗(yàn)》●GJB139192《故障模式、影響及危害性分析程序》●GBT219752008《起重及冶金用三相異步電動(dòng)機(jī)可靠性試驗(yàn)方法》●JBT50136.2－1999《隔爆型三相異步電動(dòng)機(jī)隔爆組件可靠性指標(biāo)評(píng)定方法(實(shí)驗(yàn)室法)》標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容及依據(jù)1.范圍標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)在臺(tái)架上的一般可靠性試驗(yàn)方法，其中包括可靠性試驗(yàn)負(fù)荷規(guī)范及可靠性評(píng)定方法。適

4、用于最終動(dòng)力輸出為電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)或電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)。2.試驗(yàn)條件(1)車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)的套數(shù)本標(biāo)準(zhǔn)沒有明確規(guī)定。但是，考慮到可靠性試驗(yàn)的試驗(yàn)周期長，占用設(shè)備和人員多，成本高，一般只用1套，因此本標(biāo)準(zhǔn)給出的試驗(yàn)工況也是1套被試樣品的工況。(2)試驗(yàn)電源可靠性試驗(yàn)時(shí)間長，只用蓄電池難以滿足長期和負(fù)荷循環(huán)工作的電壓、電流持續(xù)性要求，必須采用大功率動(dòng)力直流電源，或者由動(dòng)力直流電源和其它儲(chǔ)能(耗能)設(shè)備聯(lián)合提供。試驗(yàn)電源

5、的工作電壓≤250V時(shí)，其穩(wěn)壓誤差≤2.5V，試驗(yàn)電源的工作電壓＞250V時(shí)，其穩(wěn)壓誤差應(yīng)≤1％被測(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)工作直流電壓。參考國內(nèi)外已有功率電源的輸出特性規(guī)定了穩(wěn)壓精度的要求，因?yàn)殡妷旱姆€(wěn)定性會(huì)影響車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)的損耗和效率特性。(3)冷卻電機(jī)的冷卻方式對(duì)不同的車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)有不同的形式，原則是盡量模擬，方便實(shí)現(xiàn)。對(duì)于風(fēng)冷的電機(jī)或控制器，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，可外加風(fēng)機(jī)對(duì)電機(jī)或控制器進(jìn)

6、行冷卻；對(duì)于液冷的電機(jī)或控制器，應(yīng)盡量采用制造廠規(guī)定的冷卻液；3.試驗(yàn)程序故障的處理時(shí)間考慮到溫升對(duì)車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)的壽命有很大影響，停機(jī)時(shí)會(huì)導(dǎo)致車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的溫度下降，為了對(duì)考核時(shí)間進(jìn)行補(bǔ)償，停機(jī)時(shí)和恢復(fù)工作后的若干循環(huán)不定在額定功率附近就能起到一定的加速試驗(yàn)作用，考慮到電機(jī)系統(tǒng)在不同類型電動(dòng)汽車配置中具有不同的功能側(cè)重點(diǎn)，負(fù)荷規(guī)范主要針對(duì)三種比較常用的車輛電傳動(dòng)系統(tǒng)做了分別處理，主要體現(xiàn)在發(fā)電、電動(dòng)以及額定扭矩和峰值扭矩的時(shí)間

7、分配以及循環(huán)頻次上?？紤]到車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)在高速工作時(shí)的可靠性問題，增加了最高工作轉(zhuǎn)速的考核項(xiàng)目。5.檢查及維護(hù)(1)隨時(shí)檢查采用故障診斷器、儀表和計(jì)算機(jī)等隨時(shí)監(jiān)測(cè)遠(yuǎn)行數(shù)據(jù)，超過限值范圍時(shí)，發(fā)出警報(bào)或緊急停車。依據(jù)故障嚴(yán)重程度進(jìn)行處理。若屬于被測(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)故障，則算故障停車，記錄故障停車時(shí)間、原因及處理情況。監(jiān)聽被測(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行異響必要時(shí)采取措施。在1h內(nèi)適時(shí)記錄被測(cè)電機(jī)的扭矩和轉(zhuǎn)速，電機(jī)控制器的直流母線電壓和電流、電機(jī)表面溫度以

8、及冷卻液的溫度和流量。必要時(shí)，進(jìn)一步檢查電機(jī)控制器功率元件的工作溫度。如果電機(jī)安裝有熱敏溫度傳感器，則一并檢查電機(jī)繞組的工作溫度，并畫在以運(yùn)行持續(xù)時(shí)間(h)為橫坐標(biāo)的監(jiān)督曲線上。24h檢查時(shí)允許停機(jī)1次，巡視試驗(yàn)設(shè)備，并檢查連接如緊固件、管路、軟管、電纜及接口。檢查冷卻液液面高度，判斷冷卻液是否存在滲漏。停機(jī)檢查最多不超過0.5h。(2)故障及停機(jī)處理當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)進(jìn)行故障分析，排除故障并記錄。被中斷的負(fù)荷循環(huán)不計(jì)入驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)可靠性

9、工作時(shí)間。如果停機(jī)超過1h，則重新開啟循環(huán)后的1h不計(jì)入驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)可靠性工作時(shí)間。6.試驗(yàn)考核時(shí)間的確定驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)可靠性考核的目的是驗(yàn)證系統(tǒng)的可靠性是不是滿足電動(dòng)汽車的需要，即判斷電機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)品是否滿足可靠度要求，滿足則接受這批產(chǎn)品。為了方便安排試驗(yàn)，因此采用定時(shí)截尾試驗(yàn)方法。為了盡快判定是否滿足要求，因此采用加速壽命試驗(yàn)，關(guān)鍵是加速應(yīng)力和加速系數(shù)的確定?？紤]到試驗(yàn)條件的限制，加速應(yīng)力選用負(fù)載轉(zhuǎn)速和功率。經(jīng)過前期的研究表明，電機(jī)系統(tǒng)中

10、幾乎所有零部件的壽命的加速系數(shù)最后都?xì)w結(jié)為溫度的特性方程，因此如果能提高系統(tǒng)各部件的溫度，就能提高加速系數(shù)，而功率(最后歸結(jié)為損耗)將是影響溫度的有效方法。假定：(1)驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)的效率近似不變；(2)路況條件下的平均功率為額定功率的60%；(3)零部件的溫升只與損耗和熱阻有關(guān)，而熱阻不變，即零部件的溫升與損耗成正比；(4)環(huán)境溫度20℃；假定額定工況下電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的壽命為=3000h，可靠度=0.9，置信度為90%，則失效率為：由于只