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导语：在动力总成的耐久谱系中，高速耐久性能向来没有缺席，在电动汽车中同样如此，其性能表现与整车驾驶应用工况密切相关。但是，现有的标准中对高速耐久的规范要求鲜有涉及。本文聚焦电驱动系统高速耐久，回答以下几个问题为什么要做高速耐久？高速耐久的规范要求是什么？高速耐久的失效模式和机理是什么？
2.1 QC/T 1022-2015 2.2 GB/T 28382-2012
2.3 GB/T 18388-2005
2.4 小节
3.1 高速耐久的失效模式和机理 3.2 定制化设计的建议
以乘用车为例，通过比对多个来自不同整车厂实际驾驶循环数据，我们发现高速耐久工况有如下特征：
强化综合耐久考核中的高速段 高速耐久循环一般由两部分组成：xx万公里加减速+xx万公里稳态高速
图片来源：SysPro系统工程智库
电驱动系统作为新能源汽车的动力源，对其高速耐久性能的严格考核固然必不可少，以确保动力总成足以应对各种极限应用的需求。经常会被问到的问题：
"做了常规耐久是不是就不用做高速耐久了?" "常规耐久和高速耐久的区别和联系是什么呢?"
图片来源：Xiaomi SU7 Ultra
因此，结合上述因素，我们可以看出：相比常规耐久，高速耐久的侧重点有所不同。主要有以下几个方面：
1). 高油温下的轴承、齿轮、油封的失效
2). 壳体的散热
3). 高速下自激励产生的振动，对电子元器件的影响
4). 转子离心力
5). 减速器冒油、漏油
新能源汽车标准解读与拓展 | 电驱动传动系统疲劳寿命耐久(1/3) 新能源汽车标准解读与拓展 | 电驱动传动系统疲劳寿命耐久(2/3) 新能源汽车标准解读与拓展 | 电驱动传动系统疲劳寿命耐久(3/3)
那么，搞清楚了高速耐久的考核初衷，是否有标准能帮助我们完成这一验证呢？接着向下看。
在现有标准中，对动力总成高速耐久的规范要求鲜有涉及，本文简要对以下三个标准做个介绍和解读，为我们后续高速耐久规范的制定提供支撑。
《QC/T 1022-2015纯电动乘用车用减速器总成技术条件》
《GB/T 28382-2012纯电动乘用车技术条件》
《GB/T 18388-2005电动汽车定型试验》
2.2 GB/T 28382
解释下：考虑到标准发布2012年，起草时间可能更早，标准中对于耐久里程的要求已不适用现有市场的需求。随着电池技术的大幅发展，以及功率器件、电机系统等能效的提升，整车续航里程已有显著提高，相关标准要求需要提升。即便如此，我们也可以从中读出高速耐久在整个可靠性中的比重要求。
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2.3 GB/T 18388
解释下：从中我们可以看出高速耐久在这个里程寿命的比例，可作参考。而在ISO 19453中，对高速耐久的推荐要求为17%。因此，可以看出关于里程的占比，与目标车型、市场定位、客户群体息息相关，需要我们根据实际应用情况进行设计。
2.4 小节
《QC/T 1022-2015》主要针对减速器总成，但其要求不能直接应用于动力总成系统，因为标准未明确与整车实际里程寿命的关联，未强调动态工况，且对象与动力总成的复杂工况不匹配。 《GB/T 28382-2012》虽已过时，但提出了高速耐久在可靠性中的比重要求，其“性能复测”内容可作为动力总成级别的考核要求 《GB/T 18388-2005》则提供了高速耐久在里程寿命中的占比参考，并指出这一比例与目标车型、市场定位、客户群体相关，需根据实际情况设计
总体来说，这些标准虽然有这样、或那样的不完善，但是其背后的思考可以为后续高速耐久规范的定制化设计提供了支撑和参考。
正如第1部分中所述的高速耐久特性：高速、高油温、自激励振动，与其相关的考核对象、失效形式和机理有如下几点：| SysPro备注，这里仅定性解释下
1) 高速，意味着轴承、油封、齿轮啮合点具有较高线速度，油液搅动变大，温升加剧，伴随着油液粘度降低，产生巨大剪切力，油液性能变差；而高速重载条件下的齿轮，齿面间压力大，出现齿面接触区局部粘连现象，齿面相对滑动时，较软的齿面沿滑动方向被撕成沟纹，出现胶合。
2) 高速+高油温，意味着转子会产生很大的运转挠度，轴是一个弹性体，当其旋转时，由于轴和轴上零件的材料组织不均匀、制造误差、对中不良等原因，会产生以离心力为表现形式的周期性干扰，从而引起轴的弯曲振动。
3) 高速+自激励振动，意味着转子变形，假设电机定转子气隙满足空间要求，转子外径形变导致气隙的变小，在满足安全间隙的条件下，虽然会提高扭矩输出能力，但是由于感应电势的增加，反而可能会导致输出功率的减小，回归整车就是高速性能受损。
| SysPro备注，关于电机的高速化设计，可在知识星球「SysPro | 性能解读」专栏中查阅：《电驱动系统性能解读 | 电机高速化设计关键技术》
4) 高速+高油温+自激励振动，以离心力为代表的自激励振动产生对系统NVH的影响，加剧了电子元器件抗振能力的考核。详情可参见ISO 19453-3。
| SysPro备注，关于振动耐久的解读，可在知识星球「SysPro|电动汽车标准解读与拓展」专栏中查阅：新能源汽车标准解读与拓展 | 正弦扫频与随机振动
3.2 定制化设计的建议
综合上述对高速耐久的理解，以及现有标准的局限性，电动汽车动力总成高速耐久建议如下：
1）依据整车实际高速耐久工况，对里程数进行加速转化
2）增加考核工况：0~最高车速、常用高速车速切换、高速滑行
3）加速转化过程中，兼顾油液温度因素影响；
4）加速转化过程中，兼顾振动因素的考核
| SysPro备注：关于振动采集与加速折算的内容，已上传知识星球：SysPro系统工程智库 ，欢迎阅读学习。
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2024年11月29日
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