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文档简介
ICS
团体标准
T/CAAMTBXXXXX—XXXX
电动汽车用驱动电机系统下线测试台架
技术要求与试验方法
Off-linetestbenchofdrivemotorsystemforelectricvehicles-Technical
requirementsandtestmethods
文稿版次选择
XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施
中国汽车工业协会发布
T/CAAMTBXXXX-XXXX
前 言
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》的规则起
草。
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。
本文件由中国汽车工业协会(T/CAAMTB)提出并归口。
本文件起草单位:安徽巨一科技股份有限公司、德国莱尔浩福二合有限公司、北京航空航天大学、
浙江万里扬股份有限公司、蜂巢传动科技河北有限公司、一汽解放汽车有限公司、麦格纳动力总成(江
西)有限公司、青岛艾普智能仪器有限公司、科威尔技术股份有限公司、无锡市朗迪测控技术有限公司。
本文件起草人:汤伟、疏亚雅、赵刚、刘程杰、陈友东、王爽、毛建平、隆先军、王一辉、王鑫、
赵鹏、刘小胜、乔晓阳、陈远伟、姜闯、丁义亮、韩庆江、马学虎、张秋贵、唐德平、魏继斌。
(驱动电机系统下线测试台架可实现对其NVH测试、扭矩转速测试、换挡测试、驻车测试等功能测试和
性能测试,保证驱动电机系统的下线质量,进而保障新能源汽车整车性能、驾驶体验及车辆行驶安全)
II
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电动汽车用驱动电机系统下线测试台架技术要求与试验方法
范围
1
本文件规定了电动汽车用电驱动系统下线测试台架(以下简称测试台架)的工作环境、系统构成、
技术要求及试验方法。
本文件适用于电动汽车用驱动电机下线测试台架、电驱动系统下线测试台架和集成减速箱/变速箱
的电驱动总成系统下线测试台架。
规范引用文件
2
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。
GB2894安全标志及其使用导则
GB/T4208-2017外壳防护等级(IP代码)
GB/T3785.1-2010电声学声级计第1部分:规范
GB/T5226.1-2019机械电气安全机械电气设备第1部分:通用技术条件
GB/T18488.1-2015电动汽车用驱动系统第1部分:技术条件
术语和定义
3
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
电动汽车用驱动电机系统测试台架testbenchfordrivemotorsysteminelectricvehicles
用于电动汽车用驱动电机系统功能测试和下线测试的机械设备。
3.2
检具能力Cg(CapabilityGage)
测量设备保证测量准确可靠的能力,评价检具对同一部件进行一致性测量的能力,用以评估检具自
身的重复性。
3.3
检具的重复性和再现性GRR(GaugeRepeatabilityandReproducibility)
测量系统重复性和再现性的联合估计值。
工作环境
4
1
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4.1电源和气源环境如下:
——电压:380V±10%,频率:50Hz±2HZ,三相五线制;
——压缩空气压力:0.4~0.6Mpa。
4.2气候环境如下:
——环境温度:0~35℃;
——相对湿度:≤85%,无凝露;
——大气压强:86kPa~106kPa。
4.3设备安装地坪表面平整度应小于等于3mm/m2,地坪表面无裂缝,无空鼓。
4.4设备安装地面的承载能力应大于等于3t/m2。
系统构成
5
典型的测试台架包括主体基座、加载单元、传动轴系单元、定位夹紧单元、安全防护单元、线束及
水道对接单元、NVH单元、水冷单元、电源供应单元、控制和数据处理单元10个部分组成,如图1所示:
——主体基座:通常由底座、调节地脚等组成,为测试台架其他部分提供结构支撑,保证测试台架
整体结构的稳定性;
——加载单元:通常由加载电机、给进装置、输入输出传动装置、控制模块组成,用于模拟被测电
机系统的行进负载;
——传动轴系单元:通常由高速轴承座体、主轴、联轴器、堵转等结构组成,用于传递加载单元负
载功率至被测电机系统;
——定位夹紧单元:通常为带夹紧机构的定位板,用于固定被测电机系统,以保证传动轴系单元与
被测电机系统负载接口准确对接;
——线束及水道对接单元:通常由高压线束、低压线束与流体对接装置组成,用于实现测试台架与
被测电机系统的高压线束、低压线束和流体对接;
——NVH检测单元:通常由加速度传感器、数据采集和信号传输系统、数据库服务器组成,用于实
现被测电机系统NVH测量、分析和数据存储;
——冷却系统:通常由加载电机冷却回路、被测电机系统冷却回路、过滤装置、防锈管道、温度传
感器、压力开关、水泵、热交换器等组成,用于实现测试台架加载电机和被测电机系统的冷却;
——电源供应单元:通常采用可编程单独供电电源,用于为被测产品提供设定的直流电;
——控制和数据处理单元:通常由台架测试程序、数据库、数据管理软件组成,用于测试台架的测
试流程实现、测试数据的采集处理、测试结果的判断及与工厂生产数据的交互;
——安全防护单元:通常由光栅、防护罩、防护装置组成,为测试人员提供安全防护。
2
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图1电驱动总成测试台架架构图
技术要求
6
6.1一般要求
6.1.1测试台架应按规定程序批准的图样和技术文件制造。
6.1.2测试台架运行应平稳、无冲击,运动零部件动作应灵敏、协调、准确、无卡阻和异常现象。
6.1.3测试台架的气路、液路、润滑系统应畅通,无泄漏和阻塞现象。
6.1.4测试台架主体应具有良好的刚性和吸震性。
6.1.5测试台架所有的加工部件需要做防锈处理,按国标要求执行。
6.1.6测试台架所有控制柜应配备空调,液压站应配置冷却装置。
6.1.7测试台架导轨的润滑性能应优良。
6.1.8测试台架应配置单独的二级气源处理系统及气源压力表。
6.1.9转速传感器精度应为±0.5rpm,扭矩传感器精度应为±0.05%FS。
6.1.10转速的控制精度应为±1rpm;扭矩的控制精度应为±2%FS。
6.2功能要求
6.2.1基本功能
测试台架应能实现以下基本功能:
——测试功能:实现被测电机系统的功能测试和下线测试,如效率测试、NVH测试等;
——显示功能:实现测试信息的显示,显示信息至少包括测试项目、合格和不合格信息、测试结果、
故障码和故障码描述、测试曲线;
——结果查询:实现测试时间、产品型号、产品流水号、测试程序版本号、故障码的测试结果组合
查询,查询到的测试结果应包括详细的测试数据和测试过程中的扭矩、转速变化曲线;
——数据分析:实现在测试曲线上进行数据分析,测试曲线上的坐标值根据取点位置不同实时显示
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在界面上。可取一点固定到曲线上,继续取其他点位,也可以同时在一个坐标系内基于同一个
坐标轴在不同的曲线上选取点进行联动分析,联动分析曲线应至少包括转速曲线和扭矩曲线;
——数据传输:具有外接接口,外接设备可通过接口对测试台架的信号进行采集分析;
——能量回收:实现传动损失和电机工作功耗之外的所有能量进行回收。
6.2.2权限管理
测试台架应能实现权限分级管理:
——一级权限:可查看详细测试结果,可进行测试结果导出;
——二级权限:除一级权限外,可修改评估参数和选择测试项目;
——三级权限:最高权限,除二级权限外,可添加、修改测试条件(如增加产品型号、系统参数等)。
6.2.3操作模式
测试台架应具备以下三种操作模式:
——手动模式:实现设备的单步手动动作或单项作业程序;
——半自动模式:实现机械和人工相结合的操作模式,可用于设备自身测试、功能标定等;
——自动模式:按照事先预定的操作顺序完成工作循环。
6.2.4系统自诊断
测试台架应具备以下系统自诊断功能:
——开机诊断:通电后,应自动执行运行诊断。开机诊断应自动提示故障信息,且自动排除错误(如
一键复位,若无法一键复位,需提示手动排除故障)。开机诊断结果为无故障时,设备方可进
入运行准备状态;
——过程诊断:设备正常工作时,运行内部诊断程序,对设备本身及外部输入/输出设备进行自动
测试、检查,当出现异常情况时,显示有关信息和故障,并及时给出报警提示信息,给出响应
的解决措施。过程诊断应在设备工作时反复进行,且具有维护保养的自动提示,提示时间可自
行设置。
6.2.5产品型号选定
测试台架兼容两种及以上被测产品时,应具备以下产品型号选定功能:
——在手动模式下,根据已知被测产品信息,手动切换至对应被测电机系统的测试程序;
——在自动模式下,根据MES或RFID等方式获取机型信息,自动切换至对应被测电机系统的测试
程序。
6.2.6参数化配置
测试台架应提供配置管理菜单或编程工具,供用户按照各类用途配置系统功能或更改设备性能。
6.2.7过程统计分析
6.2.7.1具备查询一定区间内的测试次数、整体合格率。同时具备查询第一次测试的测试次数、合格
率和最后一次测试的测试次数、合格率。
6.2.7.2具备根据规定范围内的测试数据计算出每一个评估结果的最大值、最小值和平均值,并根据
平均值对测试数据进行正态分析,计算正态分布的标准差,给出适合此区间的上下限范围。
6.2.7.3应显示每一个评估项目以及对应的流水号。
6.2.7.4具备节拍统计能力,统计每一个测试项目的节拍。
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6.2.7.5具备数据导出功能,可导出测试数据和测试曲线,具体要求如下:
——测试结果可以导出,导出内容中应包含测试项目、测试结果、测试项目的上下限、产品本身故
障码、程序版本、节拍,其中故障码只在不合格的项目中显示;
——测试曲线也可以导出,导出内容中应包含采样时间和对应的值。
6.3性能要求
6.3.1外观要求
6.3.1.1外观表面应平整匀称,不准许有明显的凹陷、划伤、裂缝、变形。外观表面涂(镀)层不应有气
泡、龟裂、脱落或锈蚀等缺陷,面膜应平整、牢固。
6.3.1.2电气管路的外露部分,应布置紧凑、排列整齐。
6.3.1.3设备颜色应符合供需双方技术协议规定,与标准色板应无明显色差或ΔE≤4。
6.3.2设备能力
测试台架检测性能要求如下:
——Cg≥1.67、%GRR≤20%;
——测试台架的升速率不低于600rpm/s(以输入端为依据)。
6.3.3设备精度
测试台架设备精度应满足以下要求:
——转速控制精度:±1rpm(空载工况和被测品稳定扭矩输出工况条件下);
——扭矩控制精度:≤2%FS;
——输出轴径向精度:±0.05mm;
——输出轴轴向精度:±0.08mm;
——空载机械振动
0-12000rpm:空载振幅Max2.8mm/s;;
0-16000rpm:空载振幅Max4.6mm/s;
——NVH阶次图振动曲线的振动差值(以标准差为计算标准):0-3dB。
6.3.4生产节拍
测试台架生产节拍应符合供需双方技术协议规定。
6.3.5运行噪音
测试台架空载稳定运行时噪音应大不于75dB,离设备1.2m远处的4个位置进行测量。
6.3.6防护等级
测试台架电气控制柜以外的控制装置的防护等级应不低于IP65,电气控制柜的防护等级应不低于
IP54。
6.3.7可靠性
测试台架设备可动率应大于等于85%。
6.4安全要求
5
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6.4.1电气安全要求
6.4.1.1测试台架进出口应设有安全光栅,当触碰安全光栅后,所有驱动立即停止动作。
6.4.1.2测试台架应设过电流、过电压、过温、低压保护装置。
6.4.1.3测试台架应设置急停开关,位置醒目,便于紧急操作,颜色为红色。
6.4.1.4测试台架产品电机电源应具有过压、过载、短路、限流自动保护装置。
6.4.1.5测试台架产品电机电源应带有对地绝缘监测功能,当系统出现漏电状态时自动关停系统。
6.4.1.6测试台架应保证在突然断气或失去液压、控制器关闭、停电等情况下,设备及电驱动总成保持
在安全的位置。
6.4.1.7动力电路导线和保护联结电路间施加500V(d.c.)时测得的绝缘电阻应不小于1MΩ。
6.4.1.8接地端子或接地触点与接地金属部件之间的连接电阻值应不超过0.1Ω。
6.4.1.9动力电路导线和保护联结电路之间应能承受1000V、50Hz、历时1s的耐电压试验,试验时应
无击穿和闪络现象。
6.4.1.10测试台架应设置振动监控保护、转速失速保护、过载保护功能,且失调时可自动停机。
6.4.1.11电控安全门、防护罩需接入安全互锁控制回路,发生打开动作时,触发急停功能或发送请求,
获得批准后才能被打开。
6.2.4.12测试台架工装应具备识别功能,误装时触发报警提醒。
6.4.2机械安全要求
6.2.4.1测试台架危险部位应有清晰醒目的安全或警告标志,安全标志应符合GB2894的规定。
6.2.4.2测试台架有潜在危险或可能造成人员受伤处,应设置安全防护装置。
6.2.4.3测试台架输出轴机构上应安装传动轴保护装置,避免对设备产生损害。
6.2.4.4测试台架执行机构应具有互锁功能。
6.2.4.5测试台架输入输出传动装置应设有极限位置保护装置,防止过行程导致台架损坏。
试验方法
7
7.1功能试验
7.1.1基本功能
运行测试台架,依次执行并检查6.2.1规定的各项功能。
7.1.2权限管理
运行测试台架,依次执行并检查6.2.2规定的各级权限。
7.1.3操作模式
运行测试台架,依次设置并检查6.2.3规定的各项操作模式。
7.1.4系统自诊断
7.1.4.1开机诊断功能检查:被测系统通电,查看开机后的执行情况。
7.1.4.2过程诊断功能检查:被测系统通电,查看被测系统正常工作状态下是否运行内部诊断程序。
7.1.4.3人工模拟异常情况,查看被测系统是否报警。
7.1.4.4处理异常情况,查看被测系统是否继续报警。
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7.1.5产品型号选定
在手动模式下,检查是否能通过手动切换至对应被测电机系统的测试程序。在自动模式下,模拟MES
或RFID等方式,检查是否能自动切换至对应被测驱动电机的测试程序。
7.1.6参数化配置
操作测试台架的配置管理菜单或编程工具,查看配置结果。
7.1.7过程统计分析
操作测试台架的测试软件,依次执行并检查各项过程统计分析功能。
7.2性能试验
7.2.1外观要求
目视检查。对于设备颜色要求,目测比对标准色卡,无法区分时采用色差仪检测ΔE。
7.2.2设备能力
7.2.2.1检具能力Cg
7.2.2.1.1对测试台架进行标定,其中被测件的公差设定需双方进行确认。
7.2.2.1.2标定合格,稳定运行后由同一操作人员使用标准样箱进行50次测试并记录测量数据xi,
检测过程中不允许对测量台架的任何部位进行调整,若在测试过程中发生故障,则应重新开始。按公式
(1)计算Cg,按公式(2)计算Cgk。
()
.......................................................................(1)
0.2× −( )
=1 2
4× −1× =1 −
式中:
Cg——检具能力;
UTL——被测电机系统公差上限;
LTL——被测电机系统公差下限;
xi——标准样箱测量值;
——标准样箱测量平均值;
n——被测数据数,取值50。
7.2.2.2检具的重复性和再现性GRR
7.2.2.2.1总则
7.2.2.2.1.1按7.2.2.1规定的方法进行试验,Cg符合6.3.2要求后,方可进行%GRR试验。
7.2.2.2.1.2%GRR试验方法分极差-平均值法和方差法,7.2.2.2.2为极差-平均值法,采用方差法时按
ISO/TR12888规定的内容进行试验。
7.2.2.2.2试验程序
7.2.2.2.2.1运行测试台架标定程序进行标定。
7.2.2.2.2.2标定合格、稳定运行后对覆盖工序变化范围的25个被测电机系统分别进行1次测试并记
录测量数据xa-i。
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7.2.2.2.2.3重复7.2.2.2.2.2,进行第二次测试并记录测试数据xb-i。
7.2.2.2.2.4按公式(3)~(5)计算自动工位%GRR。
().............................................................(3)
..................................................................................(4)
tt=6× tt −
tt= .......................................................................(5)
25
式中: = =1t − 25× 1
GRR——重复性和再现性;
UTL——被测电机系统公差上限;
LTL——被测电机系统公差下限;
EV——重复性,反映设备变差;
Ra-i——第i个被测电机系统的两次测量数据xa-i和xb-i的极差值;
K1——试验次数系数,自动测量25工件2次时:K1=0.8862。
7.2.2.3测试台架的升速率
7.2.2.3.1.1查询台架软件记录的历史数据,并绘制曲线,通过曲线斜率计算测试台架的升速率。
7.2.3设备精度
7.2.3.1转速控制精度
运行测试台架,根据产品要求,设定5个转速数值n01~n05,n01~n05应覆盖设备工作转速范围,记录转
速显示值n1~n5,计算转速显示值n与设定值n0的差值,取5个差值中最大值为转速控制精度。
7.2.3.2扭矩控制精度
运行测试台架,根据产品要求设定5个扭矩数值T01~T05,T01~T05应覆盖设备工作扭矩范围,记录扭矩
显示值T1~T5,计算扭矩显示值T与设定值T0的差值,取5个差值中最大值与扭矩量程值的百分比为扭矩控
制精度。
7.2.3.3可调整取样频率
运行测试台架,检查取样频率设置是否满足要求。
7.2.3.4输出轴径向精度和轴向精度
运行测试台架,采用适合量具,分别检查径向精度和径向精度是否满足要求。
7.2.3.5空载机械振动
空载运行测试台架,检测五个循环的机械振动。从0至最高转速连续测量,然后再依次减少至0,。
每个循环中测得的最大机械振动为该循环机械振动,取5个循环中测得的最大机械振动为测量结果,对
有刺耳的噪声源应配置降噪防护设施。
7.2.3.6NVH
按照说明书运行测试台架,稳定运行后在相同条件下重复测试一个被测电机系统10次,每次测试前
驱动电机系统应冷却完成,取振动曲线差值最大值为测试结果。
7.2.4生产节拍
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按照说明书运行测试台架,稳定运行后连续测试10个被测电机系统,记录测量完成所有工件所需时
间T,计算生产节拍T/10。
7.2.5运行噪音
7.2.5.1检测条件
检测条件包括以下内容:
a)测试台架负载进入稳定工作状态后进行检测;
b)测试台架应离墙壁2m以上,周围1.5m内应无易引起共振声的物体;
7.2.5.2检测方法
7.2.5.2.1选用GB/T3785.1-2010中规定的2级及以上精度的声级计或准确度相当的测试仪器。
7.2.5.2.2测点位置为距设备和地面均为1000±25mm的正前、左前、右前、左后、右后五个点位。
7.2.5.2.3在每个测点连续测量三个循环周期,并将最大发射声压级记录为被测设备的发射声压级,取
五个测点中的发射声压级的最大值作为测量结果。
7.2.5.2.4测试台架带被测电机系统完成一次测试为一个循环周期。
7.2.5.3背景噪声要求
测试台架噪声测量应在安静的环境中进行。在整个测量过程中,要求背景噪声的噪声声压级比被测
测试台架负载运行时相应测得的噪声声压级至少低10dB(A)。
7.2.6防护等级
按GB/T4208-2017规定的内容进行试验。
7.2.7可靠性
设备的重复性和再现性测试通过后,方可进行可靠性试验。被测系统运行15天,记录被测设备的故
障停机时间T,计算设备可动率T/360h。
7.3安全试验
7.3.1电气安全
7.3.1.1依次检査测试台架的安全光栅、过电流/过电压保护装置、急停开关。
7.3.1.2依次检査测试台架给产品电机所供电源的的过压、过载、短路、限流自动保护装置。
7.3.1.3检查测试台架给产品电机所供电源的对地绝缘检测功能,模拟漏电状态检查电源是否关停。
7.3.1.4模拟断气或失去液压、控制器关闭、停电等情况,检查测试台架及电驱动总成是否保持在安
全的位置。
7.3.1.5用绝缘电阻表按GB/T5226.1-2019中18.3的规定测量测试台架动力电路导线和保护联结电
路间的绝缘电阻。
7.3.1.6切断测试台架电气装置总电源,测量接地端子与每个易触及金属部件之间的电阻。
7.3.1.7进行耐电压试验,检查测试台架动力电路导线和保护联结电路间的耐电压状况。
7.3.2机械安全
目视检查生产线机械安全。
9
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检验规则
8
测试台架出厂前应对第6章规定的所有项目按第7章规定的试验方法进行检验,所有项目均应符合要
求,出厂前现场无法完成的项目可在用户现场进行检验。
标志、包装、运输与贮存
9
9.1标志
每台测试台架应在明显部位安装标牌,标牌尺寸和技术要求按GB/T13306的规定。标牌上至少应
标岀下列内容:
——设备名称;
——设备型号;
——设备主要技术参数;
——制造日期和出厂编号;
——制造厂名称及厂址。
9.2包装
9.2.1测试台架的运输包装应符合GB/T13384的规定。
9.2.2测试台架包装前,外露加工表面应进行防锈处理。
9.2.3测试台架包装应牢固可靠,适应运输装卸的要求;
9.2.4测试台架包装应有可靠的防潮措施。
9.2.5测试台架随机专用工具及易损件应单独包装,并固定在包装箱内。
9.2.6技术文件应妥善包装放在包装箱内,并应包括下列内容:
——设备合格证;
——设备使用说明书;
——装箱单。
9.2.7设备使用说明书应符合GB/T9969和GB/T19678.1的规定。
9.2.8包装箱外表面应清晰标岀发货和运输作业标志,并应符合GB/T191的有关规定。
9.3运输与贮存
9.3.1测试台架在运输过程中应小心轻放,不准许倒置和碰撞。
9.3.2测试台架应贮存于干燥、通风、防雨、无腐蚀性的场所,在规定贮存期内不应发生锈蚀现象。
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目 次
前言........................................................................................................................................................................II
范围...................................................................................................................................................................1
规范引用文件...................................................................................................................................................1
1
术语和定义.......................................................................................................................................................1
2
工作环境...........................................................................................................................................................1
3
系统构成...........................................................................................................................................................1
4
技术要求...........................................................................................................................................................2
5
6.1一般要求....................................................................................................................................................2
6
6.2功能要求....................................................................................................................................................2
6.3性能要求....................................................................................................................................................4
6.4安全要求....................................................................................................................................................5
试验方法...........................................................................................................................................................5
7.1功能试验....................................................................................................................................................5
7
7.2性能试验....................................................................................................................................................6
7.3安全试验....................................................................................................................................................8
检验规则...........................................................................................................................................................9
标志、包装、运输与贮存..............................................................................................................................9
8
9.1标志............................................................................................................................................................9
9
9.2包装............................................................................................................................................................9
9.3运输与贮存................................................................................................................................................9
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电动汽车用驱动电机系统下线测试台架技术要求与试验方法
范围
1
本文件规定了电动汽车用电驱动系统下线测试台架(以下简称测试台架)的工作环境、系统构成、
技术要求及试验方法。
本文件适用于电动汽车用驱动电机下线测试台架、电驱动系统下线测试台架和集成减速箱/变速箱
的电驱动总成系统下线测试台架。
规范引用文件
2
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。
GB2894安全标志及其使用导则
GB/T4208-2017外壳防护等级(IP代码)
GB/T3785.1-2010电声学声级计第1部分:规范
GB/T5226.1-2019机械电气安全机械电气设备第1部分:通用技术条件
GB/T18488.1-2015电动汽车用驱动系统第1部分:技术条件
术语和定义
3
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
电动汽车用驱动电机系统测试台架testbenchfordrivemotorsysteminelectricvehicles
用于电动汽车用驱动电机系统功能测试和下线测试的机械设备。
3.2
检具能力Cg(CapabilityGage)
测量设备保证测量准确可靠的能力,评价检具对同一部件进行一致性测量的能力,用以评估检具自
身的重复性。
3.3
检具的重复性和再现性GRR(GaugeRepeatabilityandReproducibility)
测量系统重复性和再现性的联合估计值。
工作环境
4
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T/CAAMTBXXXX-XXXX
4.1电源和气源环境如下:
——电压:380V±10%,频率:50Hz±2HZ,三相五线制;
——压缩空气压力:0.4~0.6Mp
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