铅:在整车的整个生命周期中,其真实的行驶工况由非常复杂的动态载荷组成,如启动/停止、加速/制动、TIP IN/TIP OUT、能量回收的扭矩交替等。为了充分考虑上述特定条件下的转速和扭矩变化,与其密切相关的台架动载耐久性是系统验证的关键环节。动载荷耐久性由两个“兄弟”组成:低载荷、快速加减速耐久性和稳定速度下的扭矩冲击耐久性。之前已经介绍和解释了扭矩冲击耐久性。详见《新能源电驱系统标准解读与拓展:扭矩冲击耐久试验》。今天我们就来说说它的孪生兄弟:速度冲击耐力。通过阅读本文,可以初步了解以下问题:什么是扭矩冲击耐力?考核是谁(失败形式)?为什么要进行扭矩冲击耐久?如何‘定制’这个实验?
本文根据以下逻辑展开:
1.为什么要做速度冲击耐久性?
2.什么是速度冲击耐久性?
3.评估对象和故障模式
4.如何定义速度冲击耐力?
1.为什么要做速度冲击耐久性?
之前写过一篇关于《传动系统疲劳寿命试验》的文章,但是这里的“疲劳寿命试验”具体指的是稳态载荷耐久试验,是在几种特定的扭矩和转速组合下的载荷试验,比如GB/T29307和QC/T1022中提到的可靠性试验,一般是为了在项目前期尽快验证传动系统部件的寿命而设计的。
但是,在整个生命周期中,整车的真实行驶工况并不稳定,而是由非常复杂的动态载荷组成,如启动/停止、加速/制动、TIP IN/TIP OUT、能量回收的扭矩交替等。为了充分考虑上述特定条件下的扭矩变化等。为了充分考虑上述特定工况下的转速和扭矩交替变化,与其密切相关的台架动载耐久试验是系统验证不可缺少的一部分,即扭矩冲击耐久和转速冲击耐久。
2.什么是速度冲击耐久性?
转速冲击试验,又称转速冲击试验、快速加速-快速减速试验等。属于电力传动装置耐久性试验的一项,是在台架上进行的可靠性试验,以检查电力传动装置在低负荷下的快速转速。速度冲击试验的工况可以参考相关标准制定,也可以由整车道路谱转换而来,模拟电动汽车在实际使用中的速度变化。3.评估对象和故障模式
速度冲击试验主要用于评估电传动组件的机械强度,如电机轴承、减速器轴承、电机转子、电机油封、位置传感器和齿轮。作为一种检测手段,主要是评估但不限于以下故障:
1.电机和减速器之间的配合花键磨损和断裂
2.转子硅钢片与转子轴之间的过盈配合失效
3.电机转子螺栓变形和断裂
4.电机转子压板故障
5.转子轴承的蠕变和油脂脱落
6.位置传感器信号漂移
7.减速器齿轮坏了
8.减速器轴承蠕变和异响
4.如何定义速度冲击耐力?
正如我们在《扭矩冲击耐久试验》中提到的,电驱动系统的测试设计或标准定义用一句话概括为“源于并用于整车”。同样,整车要想把‘速度冲击耐久性’牢牢握在手中,就像佛祖通过‘五指山’压制孙猴一样,“五指”缺一不可:速度n,扭矩t,时间t,循环次数n,测试温度t _ cooler。
目前,一些车辆制造商或零部件公司将采用以下方案实施速度冲击耐久性:系统置于空载状态,以最大速度前后旋转一定次数,如下所示。
双向旋转电机的测试条件如图1所示:
单向旋转电机的测试条件如图2所示:
其中t:停留时间
n:电机速度(rpm)
最大速度n_m(转/分)
单周期时间
其中循环次数n,峰值转速停留时间T,冷却水温度T _冷却液需要供应商和客户协商。
需要注意的是,上面两个图中从零到峰值速度的加速度等于目标车辆的加速度,需要来自客户的要求,峰值停留时间t要降低到技术上可能的最小值。循环次数的分级和定义如下
但是,上述定义有一定的局限性,如下所示:
1.变速工况单一,与实际情况不符
加速考核只有一种,从0到最高速度,但实际使用中,我们通常只线性加速到60公里/小时、80公里/小时或100公里/小时等。从0加速到最高速度的工况很少。
2.从零到峰值,加速度斜率保持不变
目前纯电动汽车的电机转速很高,有的甚至可以达到2万以上。在整车实际使用中,加速斜率会被划分为0到6000rpm等区域,加速时间会比较短,而6000到12000的加速时间会比较长。
3.加速循环数的定义并不等同于整车的设计寿命
目前三合一电驱动总成的设计寿命一般以整车来定义,10年/30万公里是普遍要求。从ISO 21782-6来看,我们不可能完全等同于我们的设计寿命要求。
考虑到上述限制,我们如何定义快速续航规范,才能真实准确地表达整车的应用条件?留给大家去思考。
提示:通过表象挖掘事物本质,回归物理数学模型。下图可能会给你一些启发。我们稍后会解释细节。
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