(高清版)GBT 29307-2022 电动汽车用驱动电机系统可靠性试验方法

代替GB/T29307—2012电动汽车用驱动电机系统可靠性试验方法I 2规范性引用文件 l3术语和定义 14试验条件 4.1通用要求 l4.2冷却 25试验程序 25.1试验前准备 25.2性能初试 25.3可靠性试验 25.4性能复试 26试验方法 26.1试验样件 26.2转速升降循环 36.3转矩负荷循环 47检查与维护 57.1一般要求 57.2随时的检查 57.3每1h的检查 57.4每24h的检查 57.5故障及停机的处理 58试验结果处理 69可靠性评定 610试验报告 附录A(资料性)可靠性试验循环次数推荐原则 8参考文献 9Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件代替GB/T29307—2012《电动汽车用驱动电机系统可靠性试验方法》,与GB/T29307—2012相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：a)修改了范围，增加了参照执行的特殊机型的规定(见第1章，2012年版的第1章);b)修改了持续转矩的术语定义，删除了最高工作转速、峰值功率的术语定义，增加了额定转速、额定电压的术语定义(见第3章，2012年版的第3章);c)删除了试验电源要求，增加了油冷驱动电机系统冷却要求(见第4章，2012年版的第4章);d)增加了被测驱动电机系统包含减速器时试验前的磨合要求(见5.1.3);e)修改了性能初试及性能复试的测试项目(见5.2,2012年版的5.2);f)修改了可靠性试验规范，试验项目由转矩负荷循环一项修改为转速升降循环和转矩负荷循环两项可靠性试验(见第6章，2012年版的第6章);g)修改了可靠性评定方法(见第9章，2012年版的第9章)。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中华人民共和国工业和信息化部提出。本文件由全国汽车标准化技术委员会(SAC/TC114)归口。本文件起草单位：中国第一汽车集团有限公司、中国汽车技术研究中心有限公司、中汽研新能源汽车检验中心(天津)有限公司、北京理工大学、上海理工大学、华为数字能源技术有限公司、苏州汇川联合动力系统有限公司、中车时代电动汽车股份有限公司、极氪汽车(宁波杭州湾新区)有限公司、蔚来汽车科技(安徽)有限公司、合肥巨一动力系统有限公司、丰田汽车(中国)投资有限公司、比亚迪汽车工业有限公司、重庆长安新能源汽车科技有限公司、宇通客车股份有限公司、浙江方圆检测集团股份有限公司、无锡威孚高科技集团股份有限公司、北京航空航天大学、中国汽车工程研究院股份有限公司、合肥阳光电动力科技有限公司、珠海英搏尔电气股份有限公司、宁波洁程汽车科技有限公司、北京国家新能源汽车技术创新中心有限公司。本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为：——2012年首次发布为GB/T29307—2012;——本次为第一次修订。1电动汽车用驱动电机系统可靠性试验方法1范围本文件规定了电动汽车用驱动电机系统台架可靠性试验的试验条件、试验程序、试验方法、检查及维护、试验结果整理、可靠性评定和试验报告。本文件适用于电动汽车用驱动电机系统，仅具有辅助驱动功能或发电功能的车用电机系统参照执行。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T2900.13电工术语可信性与服务质量GB/T18488.1电动汽车用驱动电机系统第1部分：技术条件GB/T18488.2电动汽车用驱动电机系统第2部分：试验方法GB/T19596电动汽车术语QC/T893电动汽车用驱动电机系统故障分类和判断QC/T1022—2015纯电动乘用车用减速器总成技术条件3术语和定义GB/T2900.13、GB/T18488.1、GB/T19596和QC/T893界定的以及下列术语和定义适用于本文件。额定电压ratedvoltage由制造商申明的直流母线的标称电压值。持续转矩continuoustorque在制造商规定的条件下，驱动电机系统能够长时间持续工作的最大机械转矩。在制造商规定的条件下，驱动电机系统能够输出持续转矩的最高转速。4试验条件4.1通用要求4.1.1被测装置应是符合产品技术文件规定的驱动电机系统。24.1.2若无特殊规定，试验条件应满足GB/T18488.2中试验准备的要求。试验过程中的冷却设备或冷却条件应满足如下要求：——对于风冷的驱动电机系统，试验过程中应带有实际装车时的风冷电机；——对于自然冷却的驱动电机系统，可外加风机对驱动电机系统进行冷却；——对于液冷或油冷的驱动电机系统，应使用制造商规定的冷却液或润滑油，并在试验过程中根据制造商的规定进行定期更换；——驱动电机系统的冷却条件宜模拟其在车辆中的实际使用条件，驱动电机系统冷却装置的型号、冷却液的种类、流量(或压力)和温度应记录于试验报告中。5试验程序5.1试验前准备5.1.1控制器和电机之间连接线宜与实际车辆一致，同时安装好监测系统。为确保系统能正常工作，应对必要的关联信号进行模拟或者通过其他方法进行屏蔽。5.1.2供电电源、试验台架及监测系统的工作状态应正常。5.1.3当被测驱动电机系统包含减速器时，试验前应按照QC/T1022—2015中6.2.3的要求或制造商的规定进行磨合，磨合后更换润滑油。5.1.4当被测驱动电机系统包含减速器时，性能初试、性能复试及可靠性试验工况的设定应按照减速器减速比进行折算。5.2性能初试性能初试应按照GB/T18488.2矩测试。的要求进行绝缘电阻测试、额定转速及最高工作转速下的峰值转5.3可靠性试验可靠性试验应按照第6章的规定进行试验。5.4性能复试可靠性试验完成后，按照5.2的规定进行性能复试。6.1试验样件本文件中可靠性试验包含两部分，如表1所示，每部分应使用单独的样件a、b进行试验。表1试验项目序号试验项目样件1转速升降循环a2转矩负荷循环b36.2转速升降循环6.2.1转速升降循环应按照图1和表2进行，试验电压为额定电压。6.2.2试验总循环次数宜按照表3进行，制造商可根据产品技术文件要求或与用户协议，选择表3中相应严酷等级的循环次数进行试验，并在试验报告中说明，可靠性试验循环次数推荐原则见附录A。t——单次循环总时间；Ts——试验转矩。图1转速升降循环表2转速升降循环试验工况参数(单次循环)序号试验转速负载转矩运行时间10过渡到nmax试验转矩Ts*2最高工作转速nma3nmax过渡到040推荐选择较小的试验转矩Ts,以保证花键或齿轮维持啮合状态。b转速变化速率宜与实车一致，由制造商根据产品技术文件要求或与用户协议确定。t₂和t₃的设定参考测试设备的响应时间，在设备响应足够快的情况下可以尽量小。表3转速升降循环次数等级总循环次数ABC46.3转矩负荷循环6.3.1转矩负荷循环应按照图2和表4进行。6.3.2试验总循环次数及其所包含的各电压下的试验循环次数宜按照表5进行，制造商可根据产品技术文件要求或与用户协议，选择表5中相应严酷等级的循环次数进行试验，并在试验报告中说明。6.3.3当被测驱动电机系统工作于满功率工作上、下限电压时，允许因母线电压波动引起的试验转矩波动。标引符号说明：n,——额定转速；T,——峰值转矩；Tx——持续转矩；Tp——馈电状态下的持续转矩；t——单次循环总时间。注1:当被测驱动电机系统工作于满功率工作下限电压时，允许T,降至此条件下可输出的最大转矩。注2:当被测驱动电机系统工作于满功率工作下限电压时，允许T、降至此条件下可输出的持续转矩，Tr同理。图2转矩负荷循环表4转矩负荷循环试验工况参数(单次循环)序号试验转速负载转矩运行时间0过渡到n:2峰值转矩T。3T。过渡到Tx4额定转速n,持续转矩Tx5TN过渡到06n,过渡到00过渡到T:7馈电持续转矩T:8Tp过渡到0900选择合适的时长tg,保证电机温度维持在持续转矩规定的温升限值5℃以内，推荐tg=4s,如果试验过程中电机过温，可适当延长tg。5表5转矩负荷循环次数等级额定电压循环次数满功率工作上限电压循环次数满功率工作下限电压循环次数总循环次数A2000020000200000B80000C40000500007检查与维护7.1一般要求检查及维护按照7.2～7.5的要求进行，但是其内容及周期可做适当的增减，检查的结果及维护情况应详细记录。7.2随时的检查7.2.1采用故障诊断器、仪表和计算机等随时监测运行数据，超过限值范围时，发出警报或紧急停机，根据故障严重程度，进行处理。若属于被测驱动电机系统故障，则算为故障停机。记录故障停机时7.2.2监听被测驱动电机系统的运行声响，当出现明显异常噪声时，应停机检查紧固件、机械连接件以及被测驱动电机系统状态，排查确认噪声源，并根据具体情况判断是否继续进行试验。在1h内适时地记录被测电机的转矩和转速，电机控制器的直流母线电压和电流，冷却条件，以及电机控制器功率元件的工作温度。如果电机安装有温度传感器，则一并检查电机绕组的工作温度，并通过温度—时间关系曲线进行观察监控。如被测驱动电机系统包含减速器，还应监控减速器油温，不得超过最高许用温度。7.4每24h的检查7.4.1允许停机1次，巡视试验设备，并检查紧固件、机械连接件及管路，尤其是软管，检查连接电缆及7.4.2检查冷却液液面高度，冷却系统回路是否存在渗漏等状况，缺液时可补充冷却液。7.4.3停机检查时间最多不超过1h。7.5故障及停机的处理7.5.1记录每次停机的原因及操作内容。7.5.2当出现故障时，应进行故障分析和记录，并由制造商根据具体情况给出处理建议。7.5.3试验过程中允许按照产品质量要求对易损件进行定期更换。7.5.4被中断的负荷循环不计入驱动电机系统可靠性的工作时间。如果停机时间超过1h,则重新开始循环后的1h不计入驱动电机系统的可靠性工作时间。6GB/T29307—20228试验结果处理8.1根据QC/T893进行故障记录，并提供故障相关照片。8.2依据被测驱动电机系统实际持续运行时间(h)和运行过程中的记录，按照第9章进行评定。9可靠性评定9.1制造商可根据产品技术文件要求或与用户协议，选择使用平均首次失效前时间(MTTFF)、故障停机次数、平均失效间隔工作时间(MTBF)及平均失效间隔工作时间的置信下限(0L)来进行可靠性评定。平均首次失效前时间(MTTFF)可通过公式(1)和公式(2)进行计算。式中：……………(1)MTTFF——平均首次失效前时间点估计值，单位为小时(h);T'—-无故障工作总时间，单位为小时(h);n′——发生故障驱动电机系统数量；n——试验的系统总数；T。定时截尾时间。平均失效间隔工作时间(MTBF)可通过公式(3)和公式(4)进行计算。式中：MTBF——平均失效间隔工作时间的点估计值，单位为小时(h);r——T时间内发生的故障总数，不含轻微故障；k——中止试验系统数；T——工作总时间，单位为小时(h);T,——第j个电机系统中止试验时间，单位为小时(h),不计轻微故障。平均失效间隔工作时间的置信下限(θL)可通过公式(5)进行计算。………………(5)式中：θ₁.——平均失效间隔工作时间置信下限值，单位为小时(h);X²[2(r+1),α]—-自由度为2(r+1),置信水平为1-α的X²分布值，建议α为0.1。9.2可靠性试验后，驱动电机系统的性能复试应满足：——运转时不应出现异常噪声及轴承卡滞现象；——绝缘电阻值应满足GB/T18488.1的相关规定；——与性能初试相比，额定转速及最高工作转速下的峰值转矩衰减