汽车用轮毂电动轮总成可靠性试验方法(T-CSAE 190.4—2021).pdf

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1、ICS 43.040CCS T 35团体标准T/CSAE 190.42021汽车用轮毂电动轮总成可靠性试验方法Hub electric wheel assembly for automobileReliability test method2021-07-23 发布2021-07-23 实施中国汽车工程学会发布T/CSAE 190.42021I目次前言.II1范围.12规范性引用文件.13术语和定义.14试验条件.14.1一般要求.14.2样机要求.14.3试验电源.24.4冷却条件.25可靠性试验方法.25.1循环工况试验.25.2车轮动态弯曲疲劳试验.35.3车轮动态径向疲劳试验.45.4

2、试验程序.46循环工况试验过程的检查及维护.47循环工况试验结果整理.48循环工况可靠性评定方法.49试验报告.5T/CSAE 190.42021II前言本文件按照GB/T 1.12020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定起草。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这些专利的责任。本文件由电动汽车产业技术创新战略联盟提出。本文件起草单位：上海电驱动股份有限公司、同济大学、华人运通技术有限公司、东风汽车集团有限公司、苏州行至动力技术有限公司、清华大学苏州汽车研究院、中国第一汽车集团有限公司、汕头市浩大轮胎测试装备有限公司、上海理工大学、江苏大学。本文

3、件主要起草人：应红亮、张舟云、孟德建、陈辛波、于吉超、韩靖超、贾旭、赵春来、徐东、董金聪、文彦东、陈迅、赵礼辉、李勇。T/CSAE 190.420211汽车用轮毂电动轮总成可靠性试验方法1范围本文件规定了乘用车用轮毂电动轮及轮毂电机系统在电动轮台架、轮毂电机台架上进行可靠性试验的方法和评价方法。本文件适用于乘用车用轮毂电动轮和轮毂电机系统。2规范性引用文件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。GB/T 7552019旋转电机定额和性能GB/T 290

4、0.25电工术语旋转电机GB/T 2900.33电工术语电力电子技术GB/T 53342005乘用车车轮性能要求和试验方法GB/T 18488.12105电动汽车用驱动电机系统第1部分：技术条件GB/T 18488.22015电动汽车用驱动电机系统第2部分：试验方法GB/T 293072012电动汽车用驱动电机系统可靠性试验方法QC/T 8932011电动汽车用车驱动电机系统故障分类及判断T/CSAE 190.12021汽车用轮毂电动轮总成术语T/CSAE 190.22021汽车用轮毂电动轮总成技术条件T/CSAE 190.32021汽车用轮毂电动轮总成试验方法3术语和定义GB/T 2900.

5、25、GB/T 2900.33、GB/T 18488.12015、GB/T 293072012、QC/T8932011以及T/CSAE190.12021界定的术语和定义适用于本文件。4试验条件4.1一般要求轮毂电动轮和轮毂电机系统的可靠性试验条件应满足GB/T 18488.22015、T/CSAE 190.22021的要求。4.2样机要求轮毂电动轮总成5套，基本参数符合产品技术条件规定。T/CSAE 190.4202124.3试验电源4.3.1试验电源由动力直流电源提供，或者由动力直流电源和其他储能（耗能）设备联合提供；试验电源的工作直流电压不大于 250 V 时，其稳压误差应不大于2.5 V

6、；试验电源的工作直流电压大于250 V 时，其稳压误差应不超过被测轮毂电机系统直流工作电压的1%。4.3.2试验电源能够满足被测轮毂电机系统的功率要求，并能够工作于额定工作电压、最高工作电压、最低工作电压或其他电压。4.4冷却条件可靠性试验过程中应模拟随车速变化的实际车况冷却条件。对于液冷的电机或控制器，应采用制造厂商规定的冷却条件及介质。5可靠性试验方法5.1循环工况试验5.1.1样机需在通过防护等级试验后，在技术要求规定的环境及冷却条件下进行循环工况试验。5.1.2样机需带完整的动密封功能。5.1.3推荐使用下图 1 的循环工况进行试验，循环次数为 760 次。图 1可靠性试验循环工况图1

7、中，前三段工况的转速分别为n1，n2与nmax，最后一段工况为自然降速工况。注：n1，n2与nmax为分别对应60 km/h，80 km/h和最高巡航车速的电机转速，需结合车辆轮径进行折算。T/CSAE 190.4202135.1.4前三段工况的工况说明如表 1。表 1可靠性试验循环工况前三段工况说明工况序号工况运行时间备注1转速从初始转速上升至目标转速不短于0.5 min电机功率持续上升或线性过渡至目标转速所规定的额定功率；2额定电动工况2 min3额定发电工况2 min4额定电动工况2 min5额定发电工况2 min6额定电动工况2 min7峰值电动工况T1产品技术文件中规定的峰值运行时间

8、，不短于5s8额定电动工况2 min9额定发电工况2 min10峰值发电工况T111额定发电工况2 min12额定电动工况2 min13峰值电动工况T114额定电动工况2 min15额定发电工况2 min16峰值发电工况T117额定发电工况2 min5.1.5第四个工况的降速阶段，测功机将转速逐渐下降至零转速，时间持续 5min，电机系统功率下降至零功率的时间不长于 100 ms。5.1.6单个循环工况的运行时间不短于 79.5 min。5.1.7要求额定电动工况到额定发电工况的相互切换时间需短于 100 ms，计入后续运行工况的时间；额定工况到峰值工况的相互切换时间需短于 100 ms，计入

9、后续运行工况的运行时间。5.1.8试验后，复测绝缘电阻和耐电压，应符合产品技术文件要求；复测测试轮毂电动轮的外特性，输出能力下降应5%；复测其防护等级，必须仍然满足防护等级要求。5.1.9试验过程中的动密封件替换次数由制造商与客户双方协定。动密封件替换需在完成一定数量的循环结束后进行，不可在循环工况进行时暂停，替换完成后从暂停的工作点继续试验。5.1.10试验过程中制动器是否工作以及工作的机制由制造商与客户双方协定。5.2车轮动态弯曲疲劳试验5.2.1轮毂电动轮应在非带电状态下和车轮一起进行车轮动态弯曲疲劳试验，试验方法按照 GB/T53342005 的规定进行。T/CSAE 190.4202

10、145.2.2试验中不能出现原始裂纹产生扩展或应力导致侵入车轮断面的可见裂纹，不能出现的新可见裂纹(用着色渗透法或其他可接受的方法如萤光探伤法检查)。电机绝缘及性能无衰减。5.3车轮动态径向疲劳试验5.3.1轮毂电动轮应在非带电状态下和车轮一起进行车轮动态径向疲劳试验，试验方法按照 GB/T53342005 的规定进行。5.3.2试验中不能出现原始裂纹产生扩展或应力导致侵入车轮断面的可见裂纹，不能出现的新可见裂纹(用着色渗透法或其他可接受的方法如萤光探伤法检查)。电机绝缘及性能无衰减。5.4试验程序5.4.1试验程序如表 2 所示。表 2试验程序检验项目要求的章条号样机编号循环工况试验5.13

11、#，4#，5#车轮动态弯曲疲劳试验5.21#车轮动态镜像疲劳试验5.32#5.4.2所有样机的试验需按照 T/CSAE 190.3-2021 进行性能初试和性能复试。5.4.3其中 1#、2#样机的试验为通过性试验，任意一台发生不通过均判定为可靠性试验不合格。5.4.4其中 3#、4#和 5#样机的测试步骤如下：a)性能初试；b)防护等级试验；c)循环工况试验；d)性能复试；e)防护等级试验复试。6循环工况试验过程的检查及维护循环工况试验过程的检查及维护按照GB/T 293072012的第7章规定执行，其中，若包含减速器及制动器，其故障也应一并记录。7循环工况试验结果整理7.1根据 QC/T

12、8932011 进行记录及数据分析。7.2依据轮毂电动轮实际持续运行时间（h）和运行过程中的记录，按照第 8 章进行评定。8循环工况可靠性评定方法8.1被测轮毂电动轮实际运行时间应不低于 1007 h。8.2可靠性试验故障用平均首次故障时间、故障停车次数及故障平均间隔时间来评定。T/CSAE 190.420215平均首次故障时间MTTFF的计算见公式（1）：TMTTFFn.(1)1()njejTTnn T.(2)式中：MTTFF 平均首次故障时间点估计值，单位为小时(h)；n发生首次故障驱动电机系统的数量；T无故障工作总时间，单位为小时(h)；jT第j个电机系统首次故障时间，单位为小时(h)，

13、不计轻微故障；n试验的系统总数；Te定时截尾时间，1007 h。故障平均间隔时间（MTBF）的计算方法见公式（3）：TMTBFr.(3)1()kjejTTnk T.(4)式中：MTBF故障平均间隔时间的点估计值，单位为小时(h)；rT时间内发生的故障总数，不含轻微故障；k中止试验系统数；T工作总时间，单位为小时(h)；Tj第j个电机系统中止试验时间，单位为小时(h)，不计轻微故障。单侧区间估计下限值按公式（5）计算22()2(1),LTMTBFr.(5)式中：(MTBF)L故障平均间隔时间置信下限值，单位为小时(h)；22(1),r自由度为2(r+1)，置信水平为的2分布值；建议为0.1。8.

14、3试验后，复测绝缘电阻和耐电压，应符合产品技术文件要求；复测测试轮毂电动轮的外特性，输出能力下降应小于 5%；复测其防护等级，必须仍然满足防护等级要求。9试验报告试验报告至少应包括：a)前言，说明试验任务的来源；b)试验依据；T/CSAE 190.420216c)试验目的；d)试验对象：说明被测电动轮总成或轮毂电机系统的主要参数，并附加图形、照片及必要的说明；e)试验设备及仪表：应写明主要设备及仪表的名称、厂家、型号、精度及其他基本参数，以及标定日期及测量部位；f)试验条件与标准不同之处；g)试验结果：1)对原始试验数据加以整理，尽可能用曲线表示，重要的数据可以列表；2)动态弯曲疲劳试验结果；3)动态径向疲劳试验结果；4)可靠性评价指标计算结果；5)故障、维修统计；6)实验过程中的调整更换记录；7)性能试验结果。h)结论与建议：1)动态弯曲疲劳试验结论；2)动态径向疲劳试验结论；3)循环工况试验的故障的模式、类型、数量；4)循环工况试验的平均首次故障时间及故障平均间隔时间；5)必要时，根据可靠性试验结果，提出改进及补充试验的建议。i)试验日期。_