中央集成式商用车电驱动桥总成技术要求及台架试验方法-2024

中央集成式商用车电驱动桥总成技术要求及台架试验方法创新拼搏担当快乐CONTENTSCONTENTS4电驱动桥试验案例及未来工作展望创新拼搏担当快乐PARTONE新能源商用车行业发展概况1.1宏观政策与整体情况创新拼搏担当快乐商用车整体概况总体体量：截止2022年底商用车保有量为3328.6万辆（其中重卡839万辆，轻卡1921.1万辆）减排新四化新能源渗透率：2023年我国汽车销量3009.4万辆，新能源汽车949.5万辆，新能源渗透率31.6%；其中商用车403.1万辆，新能源渗透率为11.3%，远低于乘用车的32.8%减排新四化五部门：发布《开展2023年新能源汽车下乡活动的通知》国六b排放标准将全面实施重庆：发布2023年度充换电基础设施财政补贴新政中国牵头修订的联合国《燃料电池电动汽车安全全球技术法规》获表决通过0亿吨亿吨业务影响业务影响微型货车轻型货车创新拼搏担当快乐1.2新能源商用车近几年发展情况创新拼搏担当快乐汽车销量商用车领域新能源渗透率44新能源商用车商用车汽车创新拼搏担当快乐1.3新能源重卡2023年销量情况创新拼搏担当快乐前十名企业销量总和超70%前十名企业销量总和超70%nn新能源商用车目前在自重、购车成本、行驶里程、安全性与保养成本方面仍有较大问题n新能源商用车的向前发展仍是确定无疑的，未来会出现很多新的解决方案，出口增长也会进一步促进其转型购车成本购车成本行驶里程行驶里程安全性与维修成本安全性与维修成本创新拼搏担当快乐电驱动桥团标制定历程2.1电驱动桥的发展历程及趋势创新拼搏担当快乐注：引用自厦门金龙白学森的文献2.2电驱动桥标准状况创新拼搏担当快乐动力总成标准电机标准动力总成标准电机标准GB/T18488电动汽车用驱动电机系统GB/T29307电动汽车用驱动电机系统可靠性试验方法变速箱及减速器标准驱动桥标准2.3标准制定历程-时间线创新拼搏担当快乐2021.9-2022.32021.9-2022.3进行项目预研、资料收集、企业交流等前期准备工作2022.3.292022.5.19向中汽协会车桥分会提交了标准立项申请书和立项说明书线上通过立项评审会2022.3.292022.5.192022.7.12022.7.82023.3.10发布正式立项通知：中汽协函字[2022]352号，项目计划号为2022-61在重庆召开标准启动会暨标准评审第一次会议2022.7.12022.7.82023.3.102023.6.152023.8.242023.10.25在上海召开标准评审第二次会议在包头召开标准评审第三次会议挂网公开征求意见2023.6.152023.8.242023.10.252023.12.29在重庆召开标准审查会，通过专家审查，待报批正式发布，编号TCAAMTB174-20232023.12.292.4标准制定历程-试验实践创新拼搏担当快乐800kw电驱桥试验台800kw电驱桥试验台主设备参数——加载单元主设备参数——高速驱动桥单元辅助设备2.5标准制定历程-精彩回顾创新拼搏担当快乐召开行业范围内讨论会5次参与讨论技术专家40余人召开中国汽研内部讨论会7次收到行业反馈意见56召开行业范围内讨论会5次参与讨论技术专家40余人召开中国汽研内部讨论会7次收到行业反馈意见56项创新拼搏担当快乐标准内容解读创新拼搏担当快乐3.1标准项目概览创新拼搏担当快乐电驱动系统或电驱动桥电驱动系统或电驱动桥电驱动桥电驱动系统l外观l绝缘电阻l接地电阻l低温性能l高温性能l耐振动l湿热性能l防水防尘l电磁兼容性能l总成噪声l系统外特性l电驱动系统传动效率l换挡可靠性l总成可靠性3.2电驱动系统（一般性与环境性试验）创新拼搏担当快乐①外观外表面、铭牌、接线端、接地点等的检查。在冷态下测量直流端及三相端动力端子对金属外壳的绝缘电阻。测量可导电部分与外壳接地点处之间的接地电阻。④④低温试验前，排空冷却回路；样品中央集成部分在不通电状态下，在-40℃环境温度下持续贮存不少于24h；在低温箱内为电驱动系统通电后空载启动，并在额定扭矩、额定功率工况点运行不小于启动样品在峰值扭矩、峰值功率工况点运行不小于10s。⑤⑤高温试验前，排空冷却回路；样品中央集成部分在不通电状态下，在85℃环境温度下持续贮存不少于12h；将电驱动系统置于65℃环境温度下，对于不同冷却方式试验样品，按照产品技术文件提供冷却条件但不得改变箱内温度，在额定扭矩、额定功率下，持续运行2h；启动样品并在峰值扭矩、峰值功率工况点运行不小于10s。⑥耐振动⑦湿热性能测点周围2m内无音波障碍物，样品的半轴中心线距地高度不小于轮胎滚动半径；测点位置应在距主减速器壳表面上方300mm处；输入转速分别为30km/h、50km／h、80km/h前进车速对应的转速；分别在正驱和反驱状态下，按30%、40%）电机峰值扭矩测试，超过峰值功率的工况点不予测试；油温空载在85℃~90℃。记录各个工况下的噪声值，并按要求进行修正。3.3电驱动系统（外特性与传动效率）创新拼搏担当快乐⑪系统外特性转速测试点：在电驱动系统输入工作转速范围内取不少于10个点，最低转速点应不大于电机峰值转速的10%，相邻转速点之间的间隔应不大于电机峰值转速的10%。测试点选择时应包含必要的特征点，如额定转速点、峰值转速点、产品技术文件规定的最高效率点对应的转速点、持续功率对应的最低工作转速点、其他特殊定义的工作点；扭矩测试点：在每一个对应转速下，在电驱动系统输入工作扭矩范围内取不少于10个点，且以不大于峰值扭矩10%的扭矩为间隔，分别在电驱动系统电动和馈电状态下，得到在每个转速点对应的最大工作扭矩，每个测点的保持时间不得低于5s；测试油温：推荐取80℃±3℃;测量参数：可全部或部分选择测量以下数据：电驱动系统直流母线电压、电流及电功率；驱动电机的三相电压、电流及电功率；电驱动桥总输出的扭矩、转速以及机械功率；电驱动桥油温；驱动电机绕组的温度；电机控制器的温度；冷却介质的流量和温度；其他特殊定义的测量参数；绘制不同状态的的转速-扭矩特性曲线。注：若样品为多挡位电驱动系统，则每个挡位均需进行试验；扭矩转速传感器应直接或通过传动轴与两轮端直接连接；⑩系⑩系统传动效率转速测试点：按外特性选取。扭矩测试点：每个对应转速下，在对应电机峰值扭矩的5%到100%扭矩范围内取不少于10种扭矩，且满足选取的测试点的功率不能超过对应电机的峰值功率，测试点选择时应包含必要的特征点，如额定扭矩点、峰值扭矩点、额定功率曲线上的点、峰值功率曲线上的点、产品技术文件规定的最高效率点对应的扭矩点、其他特殊定义的工作点测试油温：推荐取80℃±3℃;分别测量电驱动系统电动状态和馈电状态下的效率，结合转速、扭矩、油温组合的要求依次测量，每个测点在稳定状态下的保持时间不得低于5s。注：若样品为多挡位电驱动系统，则每个挡位均需按以上工况点分别测试；试验过程记录的各电压、电流、扭矩、转速、油温等数据应保持同步，采样频率不低于10Hz。3.4电驱动系统（换挡与可靠性）创新拼搏担当快乐⑬⑬换挡可靠性试验方法：将电驱动系统安装在试验台上，输出端与惯量装置或负载测功机连接，按规定加注润滑油。试验过程中电驱动系统发生选换挡动作不到位、换挡异响、输入轴转速异常波动、润滑油油温异常升高或其他不受控制等异常情况，终止试验。评价指标：各挡换挡循环次数不应低于30万次，有特殊工况要求的供需双方另行协商；不得出现连续挂挡失效或连续5次出现换挡撞击声或打齿；试验完成后换挡机构及各零部件不应出现损坏及其他导致不能正常使用的状况。④总成可靠性试验方法：试验工况宜由实车运行工况导入，按疲劳耐久指数取5进行加速和处理。耐久试验等效周期应满足不低于30万公里或由供需双方商定，加速后不应改变总成疲劳损伤模式和失效机理。试验根据各档位的行驶占比来确定各档之间的分配比例。电驱动系统按实车方式进行安装，试验油温为80℃±10℃。可靠性试验开始前，进行电驱动系统外特性测试，可仅对必要特征点进行测试，测试结果作为性能初试数据。根据所制作的台架多级谱及规定试验时间进行试验。可靠性试验结束后，按照以上的测试点进行系统外特性测试，测试结果作为性能复试数据。对样品进行拆解，检查是否有失效，并计算测试数据前后的衰减率。评价指标：按要求完成试验后，电驱动系统性能不得出现大于5%的衰减，不得出现齿轮断裂、严重齿面点蚀（单个齿面严重损伤、点蚀集中分布、其面积占全齿面的20或点蚀分散分布、面积占全齿面的30面积超过4mm2、深度超过0.5mm的点蚀等）、轴及轴承断裂、电气系统失效及其他导致电驱动系统不能正常运转的失效。3.5电驱动桥（温升、临界性能）创新拼搏担当快乐⑮⑮温升试验样品：试验样品应为电驱动系统或电驱动桥，≥1件。试验方法：从油温与环境温度相差±2℃开始试验。测量整个期间样品的油温，若样品为电驱动系统，应同时记录电机控制器温度、电机绕组温度（电机控制器温度、电机绕组温度可采用被测件自带传感器测定结果采集的时间间隔不应超过1min。若样品有多个挡位，则挂上最高挡进行试验。按工况进行温升试验，每个工况开始前，应恢复至温升测试初始状态。试验结束。若试验过程油温超过所用齿轮油的样品设计最高许用油温，需提前终止试验。试验中电驱动桥无需额外冷却，电机需进行强制冷却。记录工况2中的平衡油温，并绘制各个工况下油温随时间变化的曲线。评价指标：试验期间样品油温不应高于设计最高许用油温，且温度-时间曲线应平滑无突变。试验样品：试验样品应为电驱动系统或电驱动桥，≥3件。试验方法：按表工况进行高速性能试验。若样品有多个挡位，则挂上最高挡进行试验。试验根据各档位的行驶占比来确定各档之间的分配比例。评价指标：试验期间应没有渗漏油现象，且轴承、齿轮、油封等零件不应发生烧蚀或有影响电驱动桥正常运转的损坏。3.6电驱动桥（润滑、动态密封性能）创新拼搏担当快乐试验样品：试验样品应为电驱动系统或电驱动桥，保证样品的轴承和其他运转件处部位的润滑情况可见，≥1件。试验方法：在空载状态下，按工况运转样品，坡度和左右倾角分别独立进行试验，每个工况至少运行2min后进行观察。若样品有多个挡位，则每个挡位均需进行试验。评价指标：试验期间轴承、油封和其它运转件的润滑情况应满足设计要求。试验样品：试验样品应为电驱动系统或电驱动桥，≥1件试验方法：按表规定的顺序和条件，空载进行5个循环的试验。若样品有多个挡位，则挂上最高挡进行试验。评价指标：试验期间轴承、油封和其它运转件的润滑情况满足设计要求。3.7电驱动桥（差速可靠性）创新拼搏担当快乐试验样品：试验样品应为电驱动系统或电驱动桥，保证样品的轴承和其他运转件处部位的润滑情况可见，≥3件。试验方法：试验前对差速器进行磨合，其中任意一输出端固定不能转动，另一输出端可自由转动，油温控制在90℃以内。正转，空载状态下以20km/h对应转速运转15min后，将固定端和转动端对调再运行15min，磨合完后更换齿轮油。若样品有多个挡位，则挂上最低挡进行磨合。VS按表条件进行循环试验，先完成1和2的循环再进行3和4。VS间1234评价指标：试验完成后差速器应转动灵活、无卡滞、无烧蚀发黑现象，允许齿面有轻微磨损和点蚀。533差速试验要求533差速试验要求重型油温85-过短则终止）高速低扭：正转，保持最高输入转速的50%-55%，最大输入扭矩的25%-低速高扭：正传，保持最高输入转速的20%，差速率12%-15%，输入扭矩循环加载：一个循环为从0到75%最大输入扭矩，保持1min后降为0。单个循环时长不超过3min，共200循环。3.8电驱动桥（传动效率、静扭强度）创新拼搏担当快乐⑩电驱⑩电驱动桥传动效率㉑静扭强度试验样品：试验样品应为电驱动桥，≥3件。试验方法：将电驱动桥安装在试验台上，固定所有输出端。输入、输出端仅承受扭矩，不允许有附加的弯矩作用。试验样品：试验样品应为电驱动桥，≥3件。试验方法：将电驱动桥安装在试验台上，固定所有输出端。输入、输出端仅承受扭矩，不允许有附加的弯矩作用。挂上I挡，按前进方向对输入端缓慢匀速加载，记录扭矩-转角关系曲线直至任一零件损坏为止。若样品有多个挡位，在I挡试验损坏的部件不影响其他挡位试验的情况下，继续对其他挡位进行试验。评价指标：输入功率为电驱动桥输入轴的机械功率，输出功率为电驱动桥轮端输出的机械功率之和，则按下式进行计算。_o×n_o))/(∑1▒(M_in×n_in))×100%效率数据也可通过单独测试电驱动系统的效率和电机系统的效率计算得出。I挡后备系数应大于1.8。η_系统/η_电机系统×100%I挡后备系数应大于1.8。评价