新能源汽車驅(qū)動系統(tǒng)環(huán)境與可靠性試驗研究

文 可靠性與環(huán)境試驗中心 吳楚峰

新能源汽車的核心部件，主要是由電機驅(qū)動系統(tǒng)、電池系統(tǒng)和整車控制系統(tǒng)三部分構(gòu)成，顛fu了傳統(tǒng)汽車的發(fā)展模式。

電機驅(qū)動系統(tǒng)是直接將電能轉(zhuǎn)換為機械能的部分，因此決定了電動汽車的核心性能指標。針對電動汽車的驅(qū)動特點所設(shè)計的電機，相比于工業(yè)用電機有著特殊的性能要求，主要如下：

耐用性：頻繁的啟動/停車、加速/減速、轉(zhuǎn)矩控制的動態(tài)變化性能要求高；

大扭矩：為了減少整車的重量，通常取消多級變速器，從而要求高的轉(zhuǎn)矩，4-5倍的過載；

高效率：調(diào)速范圍盡量大，同時在整個調(diào)速范圍內(nèi)還需要保持較高的運行效率；

高轉(zhuǎn)速：高速電機體積小，有利于減少電動汽車的重量（盡量采用鋁合金外殼）；

制動能量回收：再生制動回收的能量一般要達到總能量的10%-20%；

可靠性：電動汽車所使用的電機工作環(huán)境更加復雜、惡劣，要求電機有著很好的可靠性和環(huán)境適應性；

集成化：三合一電驅(qū)動總成方案將成為主流。

異同：新能源汽車與傳統(tǒng)汽車測試標準與方法對比

與傳統(tǒng)汽車相比，新能源汽車的使用環(huán)境有較大改變，傳統(tǒng)汽車測試的方法標準中的電氣負荷和機械負荷與新能源汽車差別較大。

電機、控制器和減速器作為單體部件設(shè)計時，國內(nèi)廠家考核沿用相關(guān)標準分別是GB/T 18488.1-2015《電動汽車用驅(qū)動電機系統(tǒng) 第1部分：技術(shù)條件》、GB/T 29307-2012 《電動汽車用驅(qū)動電機系統(tǒng)可靠性試驗方法》和QC/T 1022-2015《純電動乘用車用減速器總成技術(shù)條件》。

困難：單體部件測試標準與汽車測試標準的統(tǒng)一

目前單體部件設(shè)計時的測試標準，如何與汽車測試標準相互統(tǒng)一結(jié)合，是新能源汽車行業(yè)需要解決的新問題，例如，電機系統(tǒng)的部件國家標準的耐久測試，總測試時間為402 小時，結(jié)合電動汽車自身供電單元特性，電機及控制系統(tǒng)電壓采用浮動電壓，先在額定電壓下運行320小時，在電壓和最小電壓下各運行40小時，最后在額定工作電壓、額定功率下運行2小時。

驅(qū)動電機系統(tǒng)耐久循環(huán)參數(shù)圖

該耐久測試方法是國內(nèi)電機廠商的主流試驗方法，但運用于新能源汽車有一定的局限性，主要體現(xiàn)在：

1、未結(jié)合實車運行伴隨的溫度循環(huán)情況；

2、未對關(guān)鍵的電機和控制器冷卻系統(tǒng)參數(shù)進行規(guī)定；

3、未考慮實際的重復啟停和倒車以及低溫啟動等情況。

目前各大車廠對如何更充分地驗證單機部件和實車可靠性采取了不同的測試方法，以上述耐久測試為例，部分車廠采取先完成部件測試，再完成其它整車耐久測試工況；而部分車廠則不進行402小時的部件測試，而直接完成其它工況下的耐久測試。

因此，如何定義新能源汽車的車載電子產(chǎn)品的電氣負荷、怎么積累計算電驅(qū)動系統(tǒng)的合適的耐久路普圖和等效壽命的加速因子，是新能源汽車驅(qū)動系統(tǒng)環(huán)境與可靠性試驗研究重點工作。

廣電計量在新能源驅(qū)動電機領(lǐng)域投入了大量技術(shù)人員及設(shè)備，可根據(jù)車廠的不同測試思路完成驅(qū)動系統(tǒng)的測試，并結(jié)合自身豐富的項目經(jīng)驗為車廠提供建議，協(xié)助其更充分、科學地完成實驗。