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导语:转矩交变耐久试验,通常也被称为"交变试验"或"花键冲击试验",反映了整车在生命周期内的的动态负荷耐久,是三合一电驱系统寿命试验中必不可少的一个环节。通过本文阅读,以下问题可以初步了解:什么是转矩交变耐久?转矩交变耐久是对谁的考核(失效模式)? 为什么要进行转矩交变耐久? 如何"定制化"设计此试验?
1. 什么是转矩交变耐久?转矩交变耐久是对谁的考核(失效模式)? 2. 为什么要进行转矩交变耐久? 3. 如何"定制化"设计此试验? 4. 展望:转矩交变耐久的"定制化"设计(知识星球发布)
01
转矩交变耐久是对谁的考核(失效模式)?
电机-减速器配合花键的形变或磨损
转子硅钢片与转子轴的配合失效
定子与壳体的配合失效
转子系统紧固件的失效,如螺栓、挠性板
严重可能造成壳体开裂、悬置或其紧固件的破坏、驱动半轴的破坏
02
图片来源:网络
从上面也可以看出,动态负荷耐久则是由两"兄弟"组成:低负荷的急加急减速耐久试验(#后续解读#)、稳速下的转矩交变耐久试验。
电驱系统的试验设计或标准定义原则,用一句话概括其核心:源于整车,用于整车。
主机厂,想要把"转矩交变耐久"牢牢握在手中,"五个手指"缺一不可:转速n、扭矩T、时间t、循环次数N、试验温度T_coolant。
一张图表示转矩交变耐久加载曲线 (请放大查看,原始文件.xlsx 已上传星球,小伙伴们可直接输入期望地变量、自动生成规范图片 ,详情见文末):
图片来源:SysPro系统工程智库
其中,扭矩T一般定义为峰值扭矩;
其中,转速n一般定义为拐点前转速,建议根据扭矩交变节点处的平均转速进行定义;
其中,t_1需要结合驱动电机、台架电机加载能力进行定义;t_2一般定义<1s;t_3的定义是关键,需要按系统的平均功率进行等效计算,这是要特别注意的地方!
其中,循环次数N常规定义为300,000次;
其中,冷却水温按最大极限温度定义,一般为65℃
反电动势:10%的最高转速下,<5%的BEMF偏差
旋变位置:10%的最高转速下,<5°的电角度偏差
T-n特性:在拐点转速和最高转速下,<5%的扭矩偏差
振动:加载到最高转速过程中没有明显的振幅产生
性能测试后,进行拆解分析:重点关注 01 中提及的考核对象及其失效形式。
"知其然,知其所以然",上述参数为什么这样定义?是否合理?整车参数和应用环境对n/T/t/N的定义有何影响?下面我们通过Miner损伤理论+冲量定理来说明其本质问题。
为了回答03部分遗留的问题,透过表象,去挖掘事物的本质,回归物理和数学模型中...
有意思的是,近两年和主机厂接触中,不论是传统车企还是新势力,在高压电驱动系统耐久测试规范中都陆续看到了"转矩交变耐久"或者"转矩冲击耐久"相关的要求和描述,能深切感受到工程师们在背后做的思考和努力,以及各大主机厂对产品、对终端用户的责任心。希望这篇文章能为正在从事新能源事业的你有所启发和帮助。
最后,关于展望中提到的定制化的转矩交变耐久试验是有必要的,目的是既满足整车实际寿命里程和路谱要求,同时不能过设计。后续也会对其兄弟低负荷急加急减速耐久试验做解读。
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