电驱动桥测试试验方法

文章来源: EDC电驱未来 发布时间:2021-06-22
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传统驱动桥采用QC/T 533-1999《汽车驱动桥台架试验方法》进行测试,采用QC/T 534-1999《汽车驱动桥台架试验评价指标》进行评价。

一、传统桥标准试验方法


传统驱动桥

传统驱动桥采用QC/T 533-1999《汽车驱动桥台架试验方法》进行测试,采用QC/T 534-1999《汽车驱动桥台架试验评价指标》进行评价。

1)  总成静扭试验

2)  总成齿轮疲劳试验

3)  总成噪声试验

4)  桥壳垂直弯曲疲劳试验

5)  桥壳垂直弯曲刚性试验

6)  桥壳垂直弯曲静强度试验

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二、电动驱动桥普遍试验方法介绍


近些年来,能源的短缺和人们对生活质量的更高要求使得新能源汽车得以快速发展。电动驱动桥的产生与发展,则为电驱动车的发展做出了突出贡献。

电驱动桥具有如下优势:

1)   污染低

2)   噪音小

3)   效率高


电驱动桥

目前电驱动桥采用电机+驱动桥所形成的整体式驱动桥型式,绝大多数试验项目仍旧可以采用QC/T 533-1999《汽车驱动桥台架试验方法》和QC/T 534-1999《汽车驱动桥台架试验评价指标》进行试验和评价。

依据《GB T 18488.2-2006 电动汽车电机及控制器第2部分试验方法》中第7章电机转矩-特性及效率测试开展电机性能相关试验,主要包括以下试验项目:

1)   总成静扭试验

2)   总成齿轮疲劳试验

3)   总成噪声试验

4)   桥壳垂直弯曲疲劳试验

5)   桥壳垂直弯曲刚性试验

6)   桥壳垂直弯曲静强度试验

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三、传统驱动桥与电动驱动桥测试方法比较


1 输入转速及试验次数

在电动驱动桥总成齿轮疲劳试验方面,由于采用电机驱动以后,输入转速相较于传统驱动桥有很大程度的提高,这就导致主减齿轮的齿面磨损加剧,同时为了使输出转速回归到车辆实际使用条件,普遍使用两级减速,使主减速比相较于传统驱动桥提高了50%左右,系统复杂度提高,可靠性下降,综合来看,为了使试验更加接近实际情况,对部分试验方法及评价做出了如下修改:

1)  摒弃了QC/T 533-1999《汽车驱动桥台架试验方法》中总成齿轮疲劳试验对试验输入转速没有要求的做法,采用驱动电机的额定转速作为试验输入转速进行试验;

2)  同时,有些采用提高输入端试验次数的做法,保证输出端试验次数更接近实际使用情况。


输入扭矩

电机并不能长时间在峰值扭矩工况下工作,因此电动驱动桥持续使用峰值扭矩的情况并不多,即便如此,电动驱动桥参照传统驱动桥使用最大输入扭矩的要求,仍然采用峰值扭矩作为输入扭矩,对电动驱动桥进行加严考核。


试验方法总结

新能源电动汽车用电机+减速器动力总成系统尚未形成具有指导意义的规范和标准,通过分析比较业内试验方法,发现针对电机+减速器动力总成系统,业内均基于电机、减速器、新能源整车的国标或行标完成,其试验内容都可大致统一分为三部分:

1)  电机性能试验

2)  减速器性能试验

3)  电机+减速器总成动力性能试验、可靠性试验


电机性能试验

依据《GB T 18488.2-2006 电动汽车电机及控制器第2部分试验方法》中第7章电机转矩-特性及效率测试开展电机性能相关试验,主要包括以下试验项目:

1)  转矩精度试验

2)  转矩响应试验

3)  转速精度试验

4)  转速响应试验

5)  堵转试验

6)  不同电压等级驱动工况下转矩/转速特性及效率测试

7)  不同电压等级制动工况下转矩/转速特性及效率测试

8)  最高工作转速

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减速器性能试验

依据《QC/T 1022-2015纯电动乘用车用减速器总成技术条件》的要求进行减速器试验,主要包括以下试验项目:

1)  减速器磨合试验

2)  动态密封性能试验

3)  温升性能试验

4)  高温性能

5)  疲劳寿命试验

6)  传动效率试验

7)  差速可靠性试验

8)  高速性能试验

9)  超速性能试验

10)  静扭强度试验


电机+减速器总成性能试验

关于电机和减速器独立本体性能的相关试验方法均依据国标完成,在此不作阐述。

本文主要针对收集的电机及减速器动力总成系统的性能试验方法进行归纳;比较发现,目前,针对电机+减速器动力总成系统,不同零部件企业所提供的试验方法基本相同,可统一分为以下四部分:

1)  输入最高/最低直流电压时驱动/制动工况下系统转矩/转速特性及系统效率试验;

2)  动力性能试验;

3)  道路循环工况试验;

4)  耐久工况试验。


转矩/转速特性及系统效率试验

依据《GB T 18488.2-2006 电动汽车电机及控制器第2部分试验方法》中第7章的要求,在最高、最低工作电压下,针对驱动工况与制动工况,测试电机+减速器动力总成系统的转矩-转速特性及系统效率特性,主要包括以下试验项目:

1)  最高输入直流电压、驱动工况下转矩/转速特性及效率测试

2)  最低输入直流电压、驱动工况下转矩/转速特性及效率测试

3)  最高输入直流电压、制动工况下转矩/转速特性及效率测试

4)  最低输入直流电压、制动工况下转矩/转速特性及效率测试

测试方法:动力总成系统的输入直流电压、电流、输出转速、输出转矩均按照由低到高的方向进行,用功率分析仪记录各个工作点的电压、电流值计算动力总成系统的输入电功率、输出轴机械功率,计算动力总成系统总效率。


动力性能试验

依据《GB T 18385-2005 电动汽车动力性能试验方法》的要求进行电机+减速器总成动力性能试验,该动力性能试验在具有整车道路工况模拟的多能源动力总成台架完成,主要包括以下试验项目:

1)  最高车速

2)  0-50km/h加速时间

3)  最大爬坡度

4)  坡道起步

测试方法:在具有整车道路工况模拟的多能源动力总成台架上,输入整车质量、轮胎半径、风阻系数、道路坡度等参数,测功机工作在整车模式下,测量记录相应的最高车速、最短时间、最大坡度。


道路循环工况试验

依据城市道路工况在具有整车道路工况模拟的多能源动力总成台架完成道路循环工况试验,目前,应用较广泛的道路工况主要包括:

1)  欧洲行驶工况NEDC

2)  美国行驶工况USDC

3)  日本行驶工况JDC

4)  中国城市公交工况


测试方法:在具有整车道路工况模拟的多能源动力总成台架上,按照动力总成系统设计匹配的整车参数,测功机工作在整车模式下,输入城市道路循环工况(如:图1所示NEDC工况),测量得到实际车速-时间曲线,根据该曲线与需求车速-时间曲线的对比结果可对该动力总成系统的设计参数进行修正。


耐久工况试验

依据《GB/T 29307-2012 电动汽车用驱动电机系统可靠性试验方法》的要求进行电机+减速器动力总成系统耐久工况试验,耐久工况如图2所示,其中ns为试验转速、TN为电机输出持续转矩、TPP为电机峰值转矩。


测试方法:测功机工作在转速模式下,电机工作在扭矩模式下,按照图2所示,完成电机及减速器动力总成系统耐久工况试验,试验步骤如下:

1)  驱动电机系统直流母线工作电压设为额定电压,测功机试验转速ns保持为1.1倍额定转速,按图2循环320h;

2)  驱动电机系统直流母线工作电压设为最高电压,测功机试验转速ns保持为1.1倍额定转速,按图2循环40h;

3)  驱动电机系统直流母线工作电压设为最低电压,测功机试验转速ns保持为最低工作电压/最高工作电压x额定转速,按图2循环40h;

4)  驱动电机系统直流母线工作电压设为额定电压,电机工作在最高转速、额定功率状态下,按图2持续运行2h。


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