新能源汽車驅動系統環境與可靠性試驗研究

文 可靠性與環境試驗中心 吳楚峰

新能源汽車的核心部件，主要是由電機驅動系統、電池系統和整車控制系統三部分構成，顛fu了傳統汽車的發展模式。

電機驅動系統是直接將電能轉換為機械能的部分，因此決定了電動汽車的核心性能指標。針對電動汽車的驅動特點所設計的電機，相比于工業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、轉矩控制的動態變化性能要求高；

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

高效率：調速范圍盡量大，同時在整個調速范圍內還需要保持較高的運行效率；

高轉速：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境更加復雜、惡劣，要求電機有著很好的可靠性和環境適應性；

集成化：三合一電驅動總成方案將成為主流。

異同：新能源汽車與傳統汽車測試標準與方法對比

與傳統汽車相比，新能源汽車的使用環境有較大改變，傳統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計時，國內廠家考核沿用相關標準分別是GB/T 18488.1-2015《電動汽車用驅動電機系統 第1部分：技術條件》、GB/T 29307-2012 《電動汽車用驅動電機系統可靠性試驗方法》和QC/T 1022-2015《純電動乘用車用減速器總成技術條件》。

困難：單體部件測試標準與汽車測試標準的統一

目前單體部件設計時的測試標準，如何與汽車測試標準相互統一結合，是新能源汽車行業需要解決的新問題，例如，電機系統的部件國家標準的耐久測試，總測試時間為402 小時，結合電動汽車自身供電單元特性，電機及控制系統電壓采用浮動電壓，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。

驅動電機系統耐久循環參數圖

該耐久測試方法是國內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，主要體現在：

1、未結合實車運行伴隨的溫度循環情況；

2、未對關鍵的電機和控制器冷卻系統參數進行規定；

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品的電氣負荷、怎么積累計算電驅動系統的合適的耐久路普圖和等效壽命的加速因子，是新能源汽車驅動系統環境與可靠性試驗研究重點工作。

廣電計量在新能源驅動電機領域投入了大量技術人員及設備，可根據車廠的不同測試思路完成驅動系統的測試，并結合自身豐富的項目經驗為車廠提供建議，協助其更充分、科學地完成實驗。