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文档简介

《越野汽车断开式电驱动桥总成技术条件及台架试验方法》

编制说明

一、工作简况

1.1任务来源

《越野汽车断开式电驱动桥总成技术条件及台架试验方法》团体标准是由中国

汽车工程学会批准立项。文件号中汽学函【2023】180号,任务号为2023-092。本

标准由中国汽车工程学会越野车技术分会提出,襄阳达安汽车检测中心有限公司、

招商局检测车辆技术研究院有限公司等单位起草。

1.2编制背景与目标

随着汽车电动化的发展,驱动电机代替传统发动机作为动力源,并集成控制器

模块、减速器模块为一体的断开式电驱动桥总成,在乘用车上已经大规模普及。而

在越野汽车领域,军用的电动越野侦察车、无人车很早就开始研究并投入使用。基

于驱动电机扭矩响应迅速,启动瞬间即可迸发峰值扭矩的动力特性,极度符合越野

汽车野外脱困的使用场景,以断开式电驱动桥为动力总成的多功能特种越野汽车逐

渐被各大民营企业开始研究和验证。

本标准立足于越野汽车断开式电驱动桥的开发需求,对其技术条件和台架试验

方法作出了明确的要求,为各企业开发越野汽车断开式电驱桥以及主要部件提供有

效数据支撑,规范试验方法,从而缩短产品开发周期。

1.3主要工作过程

1.3.1预研阶段

(1)2023年5月4日,襄阳达安汽车检测中心有限公司对标准内容进行了梳

理,并总结形成标准文本草案。

(2)2023年5月9日,襄阳达安汽车检测中心有限公司与东风越野车有限公

司对标准文本草案进行了线上交流讨论,并提出修改意见。

(3)2023年6月20日,襄阳达安汽车检测中心有限公司完成了相关意见的修

改及补充。

1.3.2立项阶段

(1)2023年7月21日,于安徽安庆参加标准立项评审。

1

(2)2023年8月16日,《越野汽车断开式电驱动桥总成技术条件及台架试验

方法》团体标准通过了立项审查,列入2023年第三批中国汽车工程学会标

准制修订项目计划。

1.3.3编制阶段

(1)2023年9月,相关参与单位加入标准制定工作组。

(2)2023年10月24日,完成了标准的初版稿件,召开了标准编写第一次工

作组会议(线上),对标准初稿进行了讨论,征求各单位对标准修改的意见

和建议。

(3)2024年3月14日,完成了标准的第二版稿件,召开了标准编写第二次工

作组会议(线上),根据讨论形成修改意见。

(4)2024年4月11日,完成了标准的第三版稿件,于武汉参加中国汽车工程

学会越野车技术分会团体标准起草工作组会议,召开了标准编写第三次工作

组会议,广泛征求参与单位意见。

(5)2024年5月16日,基于会议讨论内容,完成了标准第四版稿件。

(6)2024年5月30日,根据各单位意见及验证情况,结合越野汽车定义和学

会专家意见,修改标题中的“越野车”为“越野汽车”,完成征求意见稿。

1.4主要参加单位和工作组成员

为确保标准先进性、可行性、科学性,中国汽车工程学会公开征集了参与标准

编制的意向单位,并成立了标准编制工作组。

标准编制工作由襄阳达安汽车检测中心有限公司与招商局检测车辆技术研究院

有限公司联合牵头,东风越野车有限公司、重庆清研理工汽车检测服务有限公司、

极氪汽车(宁波杭州湾新区)有限公司、徐州徐工传动科技有限公司、重庆凯瑞测

试装备有限公司、南京清研易为新能源动力有限责任公司、山东蓬翔汽车有限公

司、湖南三一中益机械有限公司益阳分公司、同济大学、山东科技大学、蜂巢传动

科技河北有限公司、上海蔚兰动力科技有限公司、江西江铃底盘股份有限公司、东

风德纳车桥有限公司、重庆凯测试验设备股份有限公司、苏州英特模科技股份有限

公司、浙江和夏科技股份有限公司、银川威力传动技术股份有限公司、江苏吉泰科

电气有限责任公司、湖南大学、江苏华永复合材料有限公司、上海赛玛特技术有限

公司等单位共同参与了标准的编制工作。

2

二、标准编制原则和主要内容

2.1标准制定原则

本标准依据《中华人民共和国标准法》、《标准化工作导则第1部分:标准

化文件的结构和起草规则》(GB/T1.1-2020)及《中国汽车工程学会标准(CSAE)

制修订管理办法》等进行编制。

2.1.1通用性原则

本标准提出的技术要求及试验方法汇聚了越野汽车断开式电驱动桥总成的开发

厂商、生产厂商、测试机构及适配主机厂的意见和建议,具备较强的行业通用性。

2.1.2指导性原则

目前行业上使用的GB/T18488系列标准仅适用于驱动电机系统的开发指导,

而本标准提出的方法包含了控制器、驱动电机、减速器等及其集成于一体的总成相

关开发验证,能够指导行业相关单位或组织机构能够规范进行越野汽车断开式电驱

动桥总成的开发及验证,对相关流程标准化具有指导意义。

2.1.3协调性原则

本标准提出的方法与目前使用的国家标准中的方法协调统一、互不交叉。仅作

为一种更全面、更精准、更高效的方法为其他标准提供基础与补充。

2.1.4兼容性原则

本标准提出的越野汽车断开式电驱动桥总成试验方法考虑了目前行业内各越野

汽车电驱桥产品现状及开发验证情况,具有普遍实用性。

2.2标准主要技术内容

本标准规定了越野汽车断开式电驱动桥总成技术条件及台架试验方法,共分为

六部分,包括适用范围、规范性引用文件、术语和定义、试验准备、技术条件、试

验方法,主要包括以下内容:

(1)适用范围

适用于越野汽车断开式电驱动桥总成及其主要部件。其它结构型式的电驱动

桥可以参考执行。

(2)技术条件

规定了越野汽车断开式电驱动桥总成的技术条件,包括五大项目:一般项

目、性能、可靠性、环境适应性、电磁兼容。

(3)试验方法

3

规定了越野汽车断开式电驱动桥总成的试验方法,包括五大项目:一般项

目、性能试验、可靠性试验、环境适应性、电磁兼容。

2.3关键技术问题说明

性能:本标准中搭载断开式电驱桥总成的越野汽车行驶路面一般为非铺装路面

包括爬坡、越障等,大部分工况偏向于中低速、重载,因此增加了极限性能的考核。

可靠性:由于驱动电机的响应特性,启动瞬间,即可迸发出峰值扭矩,输出扭

矩陡增,变化率较大,对轴齿存在较强的冲击。因此,耐久试验时的转速、扭矩一

般为动态载荷谱,并且需对轴齿冲击强度进行加严考核。

环境适应性:相对于乘用车和商用车电驱动桥,越野汽车电驱桥的使用场景更

为复杂,涉及60%的爬坡角度、涉水、腐蚀、高低温、沙尘等,以上环境试验参数皆

高于乘用车和商用车。并且由于集成了控制器和驱动电机,加强了环境适应性这块

对电器件的考核。

2.4标准主要内容的论据

本标准考虑了构成越野汽车断开式电驱动桥总成的基本构成部分:控制器模块、

驱动电机模块、减速模块。控制器模块和驱动电机模块的试验方法部分参考GB/T

1848-电动汽车用驱动电机系统,但其技术指标和部分环境类试验,基于大量的试验

数据,要严于该标准。减速器模块的试验方法部分参考QC/T533-商用车驱动桥总

成和QC/T-1022纯电动乘用车减速器,但新增了振动冲击、轴齿冲击、环境试验等

考核要求。本标准分别针对于控制器、驱动电机、减速器、总成4个方面全方位对

越野汽车断开式电驱动桥总成的技术指标进行了限定,并给出了相应的试验方法,

可广泛指导越野汽车用断开式电驱动桥总成的开发。

2.5标准工作基础

编写组主要起草单位襄阳达安汽车检测中心具备完整的越野汽车断开式电驱动

桥总成产品开发检测能力。编写组成员曾主持和参与行业标准QC/T533(商用车驱

动桥总成)、QC/T292(汽车机械式分动器总成性能要求和台架试验方法)、QC/T

(电动客车轮边驱动桥)等相关标准的研究、制定工作,并积累了相关的企业标准

十余项,具备丰富的标准化经验和基础数据支撑。

三、主要试验(或验证)情况分析

在2023年2月到2024年5月期间,襄阳达安汽车检测中心有限公司和东风越

野车有限公司联合进行了两款越野汽车断开式电驱动桥总成的开发试验,积累了大

4

量的测试数据并总结试验方法,主要验证步骤及结果如下所述。

1.一般项目

一般项目包含5个试验项目:外观、冷却回路密封性、绝缘电阻、接地电阻、

耐电压,主要考核驱动电机系统(控制器、驱动电机),技术条件和试验方法参照

GB/T18488《电动汽车用驱动电机系统》。

2.性能

性能中包括9个试验项目:动态密封、温升、润滑、输入输出特性、极限性能、

堵转、效率、静扭强度、噪声。

2.1.动态密封

试验方法:动态密封主要检测断开式电驱动桥总成工作状态下的密封性能,主

要参考QC/T1022《纯电动乘用车用减速器总成技术条件》中6.2.4.1的试验条件

完成5个循环。

试验结果:试验完成后,各接合面、油封、螺栓孔等无渗漏油现象。

2.2.温升

试验方法:温升主要用于检测桥总成润滑油温度变化情况,参考QC/T533《商

用车驱动桥总成》,增加驱动电机额定功率下的额定转矩和峰值转矩的温升考核。

工况1按驱动电机最高工作转速空载运行至热平衡状态;工况2按驱动电机额定功

率、额定转矩运行至热平衡状态;工况3按驱动电机额定功率、峰值转矩运行60s。

试验结果:

试验前电机温度试验前油温试验后电机温度试验后油温

工况

℃℃℃℃

12525110108

2252511897

325259668

2.3.润滑

试验方法:润滑试验方法由整车行驶道路坡度转化并验证总结得到,前后坡度

最大到60%(对应角度31°),左右坡度最大到40%(对应角度21.8°),试验转

速分别按25%、50%、75%驱动电机最高转速进行。

5

试验结果:

倾斜状态油泵电机

序挡车速一轴二轴三轴电机

姿态转速转速

号坡度角度位(km/h)润滑润滑润滑润滑

(r/min)(r/min)

(%)(°)

1水平001500100○○○○

2水平0015001101600○○○○

3水平0015001203200○○○○

4水平0015001304800○○○○

5水平0015001406400○○○○

6水平0015001508000○○○○

7水平0015002201200○○○○

8水平0015002301800○○○○

9水平0015002402400○○○○

10水平0015002503000○○○○

11水平0015002603600○○○○

12水平0015002704200○○○○

13水平0015002804800○○○○

14水平0015002905400○○○○

6

15水平00150021006000○○○○

16水平00150021106600○○○○

17水平00150021207200○○○○

18水平0015001-10-1600○○○○

19水平0015001-20-3200○○○○

20水平0015001-30-4800○○○○

21上坡2011.315001101600○○○○

22上坡2011.315001203200○○○○

23上坡2011.315001304800○○○○

24上坡2011.315001406400○○○○

25上坡4021.815001101600○○○○

26上坡4021.815001203200○○○○

27上坡4021.815001304800○○○○

28上坡4021.815001406400○○○○

29上坡6031.215001101600○○○○

30上坡6031.215001203200○○○○

31上坡703515001101600○○○○

32下坡-20-11.315001101600○○○○

33下坡-20-11.315001203200○○○○

34下坡-20-11.315001304800○○○○

35下坡-20-11.315002402400○○○○

36下坡-20-11.315002503000○○○○

37下坡-20-11.315002704200○○○○

38左倾-10-5.715001101600○○○○

39左倾-10-5.715001203200○○○○

40左倾-10-5.715001304800○○○○

41左倾-10-5.715002402400○○○○

7

42左倾-10-5.715002704200○○○○

43左倾-10-5.715002804800○○○○

44左倾-10-5.7150021006000○○○○

45左倾-10-5.7150021207200○○○○

46左倾-17.6-1015001101600○○○×

47左倾-17.6-1015001203200○○○○

48左倾-17.6-1015001304800○○○○

49左倾-17.6-1015002402400○○○○

50左倾-17.6-1015002704200○○○○

51左倾-17.6-1015002804800○○○○

52左倾-17.6-10150021006000○○○○

53左倾-17.6-10150021207200○○○○

54左倾-40-21.815002402400○○○○

55左倾-40-21.815002704200○○○○

56左倾-40-21.815002804800○○○○

57左倾-40-21.8150021006000○○○○

58左倾-40-21.8150021207200○○○○

59左倾-40-21.815001101600○○○○

60右倾105.715002402400○○○○

61右倾105.715002704200○○○○

62右倾105.715002804800○○○○

63右倾17.61015002402400○○○○

64右倾17.61015002704200○○○○

65右倾17.61015002804800○○○○

66右倾4021.815002402400○○○○

67右倾4021.815002704200○○○○

68右倾4021.815002804800○○○○

8

2.4.输入输出特性

试验方法:参考GB/T18488《电动汽车用驱动电机系统》,但试验对象为断开

式电驱动桥总成。

试验结果(部分):

直流直流驱动电机转驱动电机扭输出输出

挡位电压电压速矩转速扭矩

(V)(A)(r/min)(N·m)(r/min)(N·m)

171656.610003501003382

1716191.635003503493494

1716195.750002404992524

2716190.935003509541276

2716194.650002401362911

2.5.极限性能

试验方法:参考QC/T1022《纯电动乘用车用减速器总成技术条件》,增加110%

的超速考核和峰值功率、峰值转矩的工况考核。

试验结果:试验期间无渗漏油现象,且驱动电机、轴承、齿轮、油封等零件无

烧蚀、无影响正常运转的损坏。

2.6.堵转

试验方法:试验对象为断开式电驱动桥总成,输出端锁止,其他参照GB/T18488

中规定的试验方法进行。

试验结果:堵转转矩维持30s后,样品无报警和异常。

2.7.静扭强度

试验方法:试验方参考QC/T1022《纯电动乘用车用减速器总成技术条件》,

增加差速锁锁止后的静扭强度考核。

试验结果:

额定输入扭矩破坏扭矩旋转角度

差速锁后备系数损坏情况

(N·m)(N·m)(°)

不锁止550166659.33.03半轴断裂。

锁止55096841.81.76半轴断裂。

2.8.噪声

试验方法:参考QC/T1132《电动汽车用电动力系统噪声测量方法》。

试验结果:空载运行测试为82dB。

9

3.可靠性

可靠性中包括6个试验项目:减速器扭转疲劳、疲劳寿命、差速可靠性、换挡

可靠性、高温烧结、轴齿冲击强度。

3.1.减速器扭转疲劳

试验方法:样品输入端和输出端固定其中一端,另一端连接设备加载装置,保

证样品加载端轴线和设备加载装置轴线同轴,使样品加载端只承受转矩不受附加弯

矩作用。试验载荷为正弦波,使样品输入端的转矩上限值为1.1倍驱动电机峰值转

矩(参考QC/T292中5.2.3),下限值为-0.3倍的驱动电机峰值转矩(下限值也可

参考整车动能回收对应的驱动电机最大转矩进行设定)。推荐试验频率为0.5Hz~

5Hz,试验过程中,允许停机切换固定端角度后再进行试验,但切换次数不超过4次。

试验结果:按规定的条件运行100万次后,减速器轴、轴承、齿轮、壳体等无

异常损坏。

3.2.疲劳寿命

试验方法:试验工况宜由实车运行工况导入进行加速处理,疲劳试验等效周期

应满足不低于20万公里,本次试验采用整车转化得到的台架谱进行试验。

10

试验结果:按规定的工况台架谱运行468h后,无异常损坏。

3.3.差速可靠性

试验方法:非限滑式差速器按QC/T533-2020中规定的相关方法进行试验,限

滑式差速器按输入50%驱动电机峰值转矩,左右轮端差10r/min运行30h。

试验结果:非限滑式差速器试验按QC/T533-2020完成后,符合该标准的技术

条件。限滑室式差速器试验结果如下:

输出转速输出转速差输入扭矩试验时间

样品编号样品状态

(r/min)(r/min)(N·m)(h)

1#12015101630.0差速器行星齿轮齿面剥落。

2#12015101630.3样品差速器正常,未损坏。

3#12015101634.0差速器行星齿轮齿面剥落。

11

3.4.换挡可靠性

试验方法:断开式电驱动桥总成安装在试验台上,通过台架给定轮端转速,样

品自动识别轮端转速进行驱动电机调速换挡。轮端转速按200r/min,换挡频率按20

次/min,进行至50万次。

试验结果:结果如下,试验后换挡功能正常,换挡拨叉无异常磨损。

轮毂端转速换挡次数油温

试验挡位

r/min次℃

1→2→120050万70~90

3.5.高温烧结

试验方法:高速工况按最高车速对应的驱动电机转速、额定功率,运行整车

1000km里程折算的台时,油温要求高于许用油温;高扭工况按照额定功率、额定转

矩,运行整车1000km里程折算的台时,油温要求高于许用油温。

试验结果:试验期间应无渗漏油现象,且轴承、齿轮、油封等零件无烧蚀且无

有影响样品正常运转的损坏。

3.6.轴齿冲击强度

试验方法:试验工况分为正向冲击和反向冲击两个工况,正向冲击模拟整车由

低附路面转高附路面工况或车辆粗暴起步产生冲击的工况,反向工况模拟紧急制动

产生的冲击工况。正式试验时,在样品输入轴转速达到规定的转速后,使试验台驱

动测功机与连接样品的惯量飞轮处于动力断开状态,同时控制样品输出端的左右两

套制动装置进行制动。实时采集样品输入轴的转矩和转速、样品差速器输出端的转

矩和转速。此过程为一次冲击试验。正向冲击进行600次,反向冲击进行150次。

12

试验结果:

输入正向差速器输反向差速器正向冲击反向冲

样品

转速出扭矩峰值输出扭矩峰次数击次数损坏情况

编号

(r/min)(N·m)值(N·m)(次)(次)

样品试验后未出现

-(9217±失效,外壳螺栓未

1140010410±100600150

100)出现松动,油封未

出现漏油。

样品试验后未出现

-(9217±失效,外壳螺栓未

2140010410±100600150

100)出现松动,油封未

出现漏油。

样品正向冲击差速器输出扭矩曲线(正向冲击第1次试验)

样品反向冲击差速器输出扭矩曲线(反向冲击第1次试验)

13

4.环境适应性

环境适应性中包括8个试验项目:低温启动及运行、高温启动及运行、振动冲

击、耐振动、湿热循环、防水防尘、盐雾、冰水冲击。

4.1.低温启动及运行

试验方法:将样品按GB/T42284.4—2022中5.1.1的规定,放入环境箱内,调

节箱内温度至-41℃,并至少保持12h,检查样品能否正常工作.检查样品能正常工

作后,进行低温运行试验。按照额定转矩和额定功率条件继续运行至少24h。

试验结果:

检测结果

冷却水流量油泵转速运行时间控制器电机

工况环境温度水温油温

(L/min)(r/min)(min)温度温度

(℃)(℃)(℃)

(℃)(℃)

低温101000480-41-3017465

4.2.高温启动及运行

试验方法:将样品按GB/T42284.4—2022中5.1.1的规定,放入环境箱内,调

节箱内温度至85℃,并至少保持12h,检查样品能否正常工作,检查样品能正常工

作后,进行高温运行试验。按照额定转矩和额定功率条件继续运行至少96h。

试验结果:

检测结果

冷却水流量油泵转速运行时间控制器电机

工况环境温度水温油温

(L/min)(r/min)(min)温度温度

(℃)(℃)(℃)

(℃)(℃)

高温1515005760856573

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