新能源汽车电机驱动系统环境可靠性测试研究

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1、A版新能源汽车电机驱动系统环境可靠性测试研究王伟平王斌任纪良(上海汽车集团股份有限公司新能源和技术管理部，上海201804)【摘要】简述了新能源汽车电机驱动系统可靠性测试并引入了加速寿命试验，分析了常规的电机驱动系统测试平台方案，并提出一种可靠性测试平台的环境舱改制方案。【Abstract】．TYhereliabilitytestingofnewenergyvehicledrivingmotorsystemisbrieflyde—scribedandtheacceleratedlifetestisintroduce

2、d．Thesituationofnormaltestingbenchofdrivingno—torsystemisalsoanalyzedandfinallyasolutionoftestingbenchwithclimatechamberisputforward．【关键词】可靠性测试驱动系统新能源汽车加速寿命doi：10．3969／j．issn．1007-4554．2013．02．O10引言随着能源危机的加剧以及人们对清洁能源的主驱动电机系统向往，国家和各行业机构投入大量的资源进行纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电

3、池汽车等新能源汽车的研究，而新能源汽车的三大关键技术为电源、电机和电控，对于电源部分尤其是能量存储系图1新能源汽车动力系统构架统(如动力电池)已经有相对成熟的测试方案与设图1中的主驱动电机系统主要由电机和控制备(如国际上有先进的电池模拟器，可对动力电池器组成，它的任务是在驾驶员的控制下，高效率地进行充放电试验)，本文着重讨论新能源汽车电机将蓄电池的电能转化为车轮的动能，或者将车轮驱动系统(电机和电控系统)的可靠性测试平台。的动能反馈到蓄电池中，其组成系统见图2。1新能源汽车电机驱动系统概述2电机驱动系统可靠性测试方

4、法简本文涉及的新能源汽车动力系统构架如图1介所示。其中，车载供电系统可采用燃料电池系统、汽柴油发动机一发电机系统或者代用燃料发动电机驱动系统是电动汽车的心脏，其可靠性机～发电机系统，能量存储系统可采用化学蓄电直接影响着电动汽车是否能广泛应用。因此有必池、超级电容或飞轮储存系统等储能系统。要对电机进行可靠性测试，以保证电机驱动系统收稿日期：2012—12—11上海汽车2013．02·3·常规寿命试验是真实的模拟电机的实际运行情况，准确性高，但是试验时间相对较长，耗费人力和物力，对技术研发和电机投入量产都是一个障碍。加

5、速寿命试验时间短、耗费小，且寿命的预测都是一定的预估，因此一般采用合理(不改变电机失效机理)的加速实验，来快速衡量电机的寿命。有关标准《电动汽车用驱动电机系统可靠性试验方法》，参考汽车发动机可靠性测试，对电动汽车驱动电机的可靠性测试规定了测试方案和评图2电机驱动系统组成图定办法。试验采用规定转速、变化转矩的工作模式，对于不同车型的电机测试时间有所不同，如图有足够的平均寿命。3和表1所示。新能源汽车驱动电机的可靠性测试，主要是验证电机是否满足可靠性要求的验证性试验。本l：：．聆文研究新能源汽车驱动电机的可靠寿命问题，

6、因HN-O此属于一定置信水平下、一定可靠度的平均寿命·r：辩(平均无故障工作时间)的验证性试验，即测试平墨TN均无故障工作时间是否满足设计要求，是电机可0＼tlI、u5—_J，l1时靠性测试的目的所在。一正向额定功率正向峰额定功率回馈根据试验方案的不同，寿命试验分为完全寿值功率命试验和截尾寿命试验。图3电动汽车驱动电机系统可靠性测试循环示意图完全寿命试验是让所有试验电机工作到发生故障为止，更能反映电机寿命的实际分布情况，更图中：n——试验过程中被试电机转速设定值适合做现场试验来验证寿命分布类型。(r／min)；截尾

7、寿命试验又分定时截尾和定数截尾两n——被试电机额定转速(r／min)；种，定时截尾试验是达到规定时间截止试验，定数——被试驱动电机系统的额定转矩(N·m)；截尾试验是达到规定数目的电机发生故障时截止——被试驱动电机系统在峰值功率额定试验，对于电机的轻微故障可以短时间排除，继续转速下的工作转矩(N·m)。试验，严重故障的电机能以很快投入新样品替代表1电动汽车用驱动电机系统可靠性测试循环规范试验，因此适合采用无替代的截尾试验。工况负载转矩运行时IhT／min新能源汽车电机的可靠度一般较高，电机的序号纯电动商用车纯电动乘

8、用车混合动力汽车寿命会特别长，采用完全寿命试验比较不现实，因1额定扭矩TN(t1)23．5226．5此电机一般采用截尾寿命试验。2TN过度到Tpp(t2)0．50．5O5根据是否改变影响寿命的实际应力，寿命试3峰值扭矩_尸(￡3)lO．5O．5验分为常规寿命试验和加速寿命试验。常规寿命4TPP过度到-T(t4)ll05试验是在模拟电机实际工作环境应力的前提下