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附件一 电动汽车电机及其控制器技术规范电动汽车电机及其控制器技术规范 拟制单位 拟制单位 电动汽车专项总体办公室 北京理工大学 二 四年五月二 四年五月 第 1 页 共 7 页 1 总则总则 1 1 电动汽车是一种道路车辆 工作条件恶劣 工作负荷与转速变化范围大 且 变化剧烈 空间受到很大限制 对电机及控制器的比功率和性能要求严格 对安 全性和可靠性要求高 同时 为实现电机及其控制器的最佳匹配与整合 将两者 作为一个系统来考核 检验和评价是必要的 电机及其控制器除了遵守和满足现 有的相关标准和法规外 提出以下技术规范 便于科学 准确 全面地对电动汽 车电机及其控制器进行评价和性能对比 本技术规范作为电机及其控制器的产品 型式试验和验收的依据 1 2 本规范适用于蓄电池电动汽车 混合动力电动汽车 燃料电池电动汽车的驱 动电机及其控制器 其它电动道路车辆的驱动电机及其控制器也可参考使用 1 3 辅助电机在电动汽车上用于驱动空气压缩机 转向液压泵 雨刷等辅助机械 本规范也可参照使用 2 引用标准引用标准 GB T 18488 1 2001 电动汽车用电机及其控制器技术条件 GB T 2423 17 93 电工电子产品基本环境试验规程 试验 Ka 盐雾试验方法 TB T 3001 2000 铁路机车车辆用电子变流器供电的交流电动机 GB T 4942 1 1985 电机外壳防护分级 GB T 4942 2 1993 低压电器外壳防护等级 GB T 12665 1999 电机在一般环境下使用的湿热试验要求 GB T 12668 1990 变流电动机半导体变频调速装置总技术条件 GB T 14023 2000 车辆 机动船和火花点火发动机驱动的装置的无线电骚扰特性 的限制和测量 GB T 18387 2001 电动汽车电磁场辐射强度的限值和测量方法 宽带 9kHz 30kHz GB T 18488 2 2001 电动汽车用电机及其控制器试验方法 JT T 325 2002 营运客车类型划分及等级评定 GB 10068 2000 轴中心高为 56mm 及以上电机机械振动 振动测量 评定与限值 GB T17619 1998 机动车电子电器组件的电磁辐射抗扰性限值和测量方法 GB T 10069 1 1988 旋转电机噪声测定方法及限值 噪声工程测定方法 GB T 10069 2 1988 旋转电机噪声测定方法及限值 噪声简易测定方法 GB 10069 3 1988 旋转电机噪声测定方法及限值 噪声限值 第 2 页 共 7 页 3 技术文件技术文件 3 1 电机及其控制器研制产品应按照审批的技术文件及相应的图样制造 出厂时应出 具研制产品合格证 3 2 电机及其控制器研发单位应在检查验收试验一周前向车辆总体组及验收试验单 位提交电机 控制器的设计说明 技术条件 电路原理图 安装位置尺寸图 接线线 路图以及使用说明书等完整的技术文件 3 3 根据合同与接口协议的规定 以书面报告和图样提交样机的外形尺寸 接口尺寸 及安装尺寸 单机 含附件 总重量 计算出比功率与功率密度等指标 3 4 检查电机及其控制器冷却方式与冷却部件安装尺寸 必须符合合同或技术协议的 要求 4 使用环境条件使用环境条件 4 1 温度 在 25 60 条件下 在正常负荷下 电机及其控制器按合同规定的定额可靠 运行 温升符合表 1 中规定的限值 4 2 相对湿度 在 100 的相对湿度条件下 电机及其控制器能正常工作 4 3 城市工况和市郊工况 具体要求见 GB T 18488 1 2001 4 4 盐雾 电机及其控制器应具有一定的抗盐雾能力 并能满足 GB T2423 17 93 中的规定 4 5 机械强度 在控制器壳体的 30 30cm2面积上加 100kg 重力 不发生明显的机械变形 4 6 承受振动 根据电机及其控制器的安装部位 按照 GB T18488 2 2001 中 5 1 2 的规定 承 受上下方向的定频振动和扫频振动检验 试验后不会有机械损坏 变形和紧固部分的 脱落现象 通电流后能正常工作 4 7 碰撞安全 电动汽车发生碰撞后 电机及其控制器不致因损坏或短路引起二次破坏 危及乘 客及设备安全 第 3 页 共 7 页 5 特性与特征值特性与特征值 5 1 连续额定特性 电机及控制器连续额定特性是指使用动力蓄电池组电源或者相当于动力蓄电池组 电源 在额定电压条件下 整个工作转速范围内 每 200r min 一个测试点 电机的 功率 转矩 电机及控制器系统效率与电机转速的函数关系或曲线 5 1 1 电机及其控制器再生制动特性 对于有再生制动工况的电机及其控制器 应表示出输出电压 输出电流 输出功 率 效率与电机转速的函数关系或曲线 5 1 2 连续额定特性曲线 在额定转速以下负载转矩为等转矩运行 在额定转速以上 负载为等功率运行 特性曲线在实际使用的冷却条件和环境条件下 电机及其控制器连续工作 2h 混合动 力电动汽车电机及其控制器按照定制的工作制 测试结束后温度不超过表 1 给出的限 值 表 1 连续额定特性和其他定额的温升限值 绝缘等级 电机部件 测量方法 B F H 200 定子绕组 转子绕组 电阻法 130K 155K 180K 200K 滑环 换向器 电温度计法 120K 120K 120K 120K 5 2 特征值 电机及其控制器特性参数按照运行条件和性能要求的合同规定值称为电机特性的 特征值 下列特征值应满足厂商与委托单位协商的合同规定 5 2 1 额定电压 在额定运行条件下 电机运转时 加在电机 控制器端子间的电压 5 2 2 额定转速 电机在额定运行条件下 输出轴的转速 5 2 3 额定转矩和额定功率 在规定的运行条件下 电机在额定转速时输出额定功率的转矩为额定转矩 额定 转矩与额定转速的乘积为额定功率 由下式计算 9549 ee e NM P 1 式中 e P 电机额定功率 kW e M 电机额定转矩 N m 第 4 页 共 7 页 e N 电机额定转速 r min 5 2 4 电机及控制器整体额定效率 在额定条件下 电机在额定转速工作时 电机转轴的输出功率 Pe除以控制器的输 入功率 PCI 或等于电机效率与控制器效率乘积 称为电机及其控制器的整体效率 cm CI e P P 2 式中 m 电机效率 c 控制器效率 PCI 电源输出到控制器的功率 kW 5 2 5 最大空载转速 额定电压下 电机空载运行的最高转速 应在约 1 2 倍最大工作转速下连续运行 2min 再在额定情况下运行 1h 未出现异常 5 2 6 最大工作转速 引用 GB T 18488 1 2001 中 5 22 节要求 并持续运转时间不应小于 3min 5 3 高效区 在连续额定转速 转矩特性曲线以下 电机及其控制器的系统效率大于 85 的工 作区称为高效区特性 5 4 短时过载特性特征值 5 4 1 最大过载转矩 满足电机转速小于等于额定转速 能够持续运行 5min 以上 对混合动力电动汽车 电机及控制器按照工作制要求 要求 电机达到的最大输出转矩 称为最大过载转矩 同时检查温升不超过表 2 给出的限值 5 4 2 最大过载功率 满足电机转速大于等于额定转速 并能够持续运行 3min 以上 对混合动力电动汽 车电机及控制器按照工作制要求 要求 电机达到的最大输出功率称为最大过载功率 同时检查温升不超过表 2 给出的限值 表 2 短时过载特性的温升限值 绝缘等级 电机部件 B F H 200 试验初始值 85K 100K 120K 130K 定子绕组 转子绕组 试验最终值 130K 155K 180K 200K 第 5 页 共 7 页 5 5 堵转转矩 为保证电动汽车具有足够的起步转矩 电机及其控制器要达到合同规定的堵转特 性 堵转电流不应超过规定的最大电流 堵转试验在电机及其控制器接近实际冷却状 态下进行 试验时 将转子堵住 施加的堵转电流不超过规定的最大电流 测试转子 在各个不同的角位 沿转子园周均匀分布取 5 个点 堵住时产生的转矩值 取其最小 值 即为堵转转矩 堵转转矩的持续时间为 20s 电机和控制器的温升不超过表 2 规 定的限值 6 再生制动特性再生制动特性 6 1 电动汽车减速或下坡行驶时 电机处于惯性旋转或被拖动 电动机转换为发电机 工作状态 发电机通过控制器应能给出高于动力蓄电池组电源 或相当于动力蓄电池组 的电源 电压的电压 给动力蓄电池组充电 或反馈电网 6 2 测试再生制动特性时 充电的最大电流幅值能达到电机及其控制器驱动时电源提 供的额定电流值 回馈时间为 1min 以上 7 绝缘电阻绝缘电阻 7 1 安全接地 电机及其控制器中能触及的金属部件与外壳接地点处的电阻不应大于 0 1 接 地导线必须用黄 绿相间的双色线 接地点应有明显的接地标志 7 2 冷态绝缘电阻 电机定子绕组对机壳的冷态绝缘电阻应大于 20M 7 3 热态绝缘电阻 电机在室温 热态和受潮后都应有足够的绝缘电阻值 额定功率在 200kW 以下的 电机 在湿热实验后 其热态绝缘电阻应不低于 0 5M 7 4 控制器中各带电电路与地 外壳 之间的绝缘电阻在环境温度 40 和相对湿度 95 时 应大于等于 1M 7 5 控制器中带电电路之间及带电零部件与导电零部件或接地零部件之间的电气间隙 与爬电距离应符合 GB T12668 2 2000 中 4 3 13 的规定 7 6 电机绕组的匝间绝缘应达到 GB T14711 1993 中 9 2 1 的要求 7 7 接触电流 电机及控制器应具有良好的绝缘性能 在正常工作时 其热态接触电流 2mA 第 6 页 共 7 页 7 8 绕组对地耐电压 耐电压试验通常使用工频正弦交流电 也可采用近似正弦波的交流电 频率为 25 100Hz 如果定货前经用户和制造厂双方同意 也可以使用直流电 应在被试绕组和机座之间轮流施加试验电压 而非被试绕组均与机座相连 仅对 所有部件安装到位的新造电动机才施加满值电压 试验应在上述各项例行试验完成后 且电动机处于热态时立即进行 根据所选用的试验方法 试验电压为表 3 所列出电压值的最大值 试验电压应逐 渐地施加上去 初始电压不应超过最终值的 1 3 达到最终值后 应保持 60s 表 3 对地试验电压 组号 绕组 试验电压 V 交流电试验 10002 dc U 或 10002 2 rp U 或 10002 rpb U 1 除第二组之外的 所有绕组 直流电试验 17004 3 dc U 或 17002 4 2 rp U 或 17002 1 rpb U 2 同步电动机励磁 绕组 交流 10 Ue 或直流 17Ue 最小值 交流 1500V 或直流 2550V 最大值 交流 3500V 或直流 5950V 注 dc U 可能施加在直流环节的最高对地平均电压 此时供电网网压为最高电压 电机处于牵引状态 rp U 可能施加在电机绕组上的最高对地重复峰值电压 此时供电网网压为最高电压 电机处于牵引状态 重复蜂值电压 变流器输出电压 非瞬变 波形的尖蜂值 rpb U 可能出现在绕组上的最高对地重复蜂值电压 此时电机处于制动状态 e U 励磁电压的最高平均值 如果直流环节和电动机绕组都没有正规接地点 那么 dc U rp U和 e U 应取为 假如 电路的任一点接地时 在各个电路上可能出现的最高对地电压 7 9 匝间耐电压 可在该电动机的产品技术条件中要明确规定 其电压脉冲幅值一般不低于2倍对 地试验电压值 或者在半成品的检验中规定 脉冲电压施加的时间一般不低于 60s 8 振动与噪声振动与噪声 电动汽车的优点之一是噪声低 JT T325 1999 规定大客车车内最高噪声限值 70 80dB A 三个级别 交通部 2002 年新标准 JT T325 2002 将高三级大客车车内 第 7 页 共 7 页 噪声限值由 70dB A 减低到 68dB A 欧洲大客车车外噪声限值从目前的 80dB A 降 低到 78dB A 最近国家正在修订新的机动车噪声标准 对噪声限值的要求越来越高 8 1 电机及其控制器在启动 加速 最大工作转速和最大过载转矩工况下 产生的噪 声应在标准 GB10069 3 1988 所规定限值基础上再降低 3dB 8 2 电机及其控制器在启动 加速 最大工作转速和最大过载转矩工况下运行时 产 生的振动应符合 GB10068 2 的振动限值 9 电磁场辐射与抗干扰电磁场辐射与抗干扰 9 1 电机及其控制器在运行中产生的电磁辐射不超过 GB14023 2000 中第 4 章规定的 辐射干扰的允许值 9 2 根据 GB T17619 1998 第 4 章规定的测量方法和该标准中表 1 规定的抗干扰电平 进行试验 电机及其控制器在正常使用条件下能正常工作 10 防水防尘防水防尘 10

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