电驱动系统标准解读与拓展 | 转速冲击耐久 v2.0

文摘   汽车   2024-08-20 07:46   上海  
- 原创文章,作者Mr.Y
- 「SysPro|新能源汽车标准解读与拓展」专栏
- SysPro系统工程智库内部学习用
- 相关报告、技术资料、工具已上传知识星球,欢迎学习、交流

导语:整车在全生命周期内,其真实的驾驶工况由非常复杂的动态载荷所组成,如启动/停车、加速/刹车、TIP IN/TIP OUT、能量回收的扭矩交变等,为了充分验证产品在上述场景中出现的转速和扭矩交变工况,与其强关联的动态负荷耐久则是系统验证的关键!动态负荷耐久由两"兄弟"组成:低负荷的急加/急减速耐久稳速下的扭矩冲击耐久。之前我们已对扭矩冲击耐久做过介绍和解读,详见:《新能源电驱系统标准解读与拓展:扭矩冲击耐久试验》,今天我们来聊聊其孪生兄弟:转速冲击耐久
通过本文阅读,以下问题可以初步了解:什么是转速冲击耐久?是对谁的考核(失效形式)? 为什么要进行转速冲击耐久? 如何"定制化"设计此试验?

本文按如下逻辑展开:

  • 1. 什么是转速冲击耐久?

  • 2. 为什么要做转速冲击耐久?

  • 3. 考核对象和失效模式

  • 4. 转速冲击耐久的标准(知识星球发布)

  • 5. ISO21782的局限性(知识星球发布)

  • 6. 转速冲击耐久的"定制化"设计(知识星球发布)


01

什么是转速冲击耐久?

转速冲击试验,也可称为转速冲击试验、急加速-急减速试验等,它属于电驱动总成耐久性试验的一个项目,是一种在台架上进行的考核电驱动总成在低负荷下转速快速交变的可靠性试验。转速冲击试验的工况可以参考相关标准制定,也可以整车路谱转化而来,用以模拟电动车在实际使用过程中的转速变化情况。
图片来源:网络

02

为什么要做转速冲击耐久?

转矩交变耐久,顾名思义是为了考核系统及组件在交变载荷下的疲劳寿命。但与我们之前在关于《传动系统疲劳寿命试验》的系列文章中提到疲劳寿命试验目的并不相同,传动系统疲劳耐久考核是将全生命周期中的负载信息转化为若干个特定扭矩和转速组合下的负荷测试,换句话说,这里的 "疲劳寿命试验" 特指稳态负荷耐久试验,如GB/T29307和QC/T1022所提到的可靠性试验,一般是为了在项目早期为了尽快验证传动系统零部件寿命情况所设计的

BUT,全生命周期内,整车真实的驾驶工况并非是稳态的,是由非常复杂的动态载荷所组成,如启动/停车、加速/刹车、TIP IN/TIP OUT、能量回收的扭矩交变等,为了充分考虑上述特定工况中出现的扭矩交变等。为了充分考虑上述特定工况中出现的转速和扭矩交变,那么与其强关联的台架动态负荷耐久试验是系统验证不可或缺的一部分,即扭矩冲击耐久转速冲击耐久

图片来源:网络

03
考核对象和失效模式
转速冲击试验主要用于评估电驱动总成的机械强度,如电机轴承、减速器轴承、电机转子、电机油封、位置传感器及齿轮等。作为一种探测手段,主要是评估但不仅限用考核以下的失效
  • 1. 电机与减速器配合花键的磨损、断裂

  • 2. 转子硅钢片与转子轴过盈配合失效

  • 3. 电机转子螺栓变形、断裂

  • 4. 电机转子压板失效

  • 5. 转子轴承蠕变、油脂脱落

  • 6. 位置传感器信号漂移

  • 7. 减速器齿轮断裂

  • 8. 减速器轴承蠕变、异响

图片来源:网络

04
转速冲击耐久的标准

(知识星球中发布)

在《扭矩冲击耐久试验》中我们提到过,电驱系统的试验设计或标准定义,一句话概括是"源于整车,用于整车"。同样,整车若想把"转速冲击耐久"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...
但是,上述定义也有一定的局限性,下面我们具体看看。

05

ISO21782的局限性
(知识星球中发布)
考虑到上述局限性,我们要如何定义急变速耐久规范,以真实、准确地表达整车应用工况呢? ...

06

转速冲击耐久的"定制化"设计
(知识星球中发布)

我们透过表象,去挖掘事物的本质,回归物理和数学模型中。下面基于Miner损伤理论、冲量定理,从理论角度说明下如何合理地定制电驱动系统转速冲击耐久?...

关于06部分的"定制化"设计,后续会以CLTC作为例,实践说明如何根据整车里程寿命和路谱,通过Miner损伤、冲量定理,获取合理的电驱动系统转速冲击试验规范,这部分内容会在3.0中发布。

后记

2019年第一次写管局转矩冲击耐久的时候,我在文章末尾写下这么一段话:

"就已接触的项目来看,国内主机厂对”转矩交变耐久“的测试要求还未普及,常用标准中也未有涉及,但其作为寿命考核中的关键项目,是纯电动车在耐久测试中的重要考核项,需要引起重视,毕竟谁也不希望开了几年以后,一脚油门下去,直接抛锚了"。

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


关于展望中提到的”定制化“的转速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"更多关于驱动系统相关的功能、性能、标准的解析和讨论,及其性能计算工具,会在知识星球【SysPro系统工程智库】中发布,期待你的加入,一起探索其中的乐趣,共同成长。

电驱系统试验验证工程师的红宝书
点击下图跳转详情

小工具:高压电驱动系统转矩交变耐久循环加载曲线.xls

点击「阅读原文」,加入SysPro系统工程智库

星球价格近期会做调整

欢迎有需要的小伙伴们加入
(苹果手机用户请添加文末微信加入)

「SysPro系统工程智库」让我们未来会更好,感谢新老朋友们的关注和支持,共同成长!

感谢你的阅读,共同成长!
2024年8月19日 晚
【免责声明】文章为作者独立观点,不代表公众号立场。如因作品内容、版权等存在问题。请于本文刊发30日内联系删除或洽谈版权使用事宜。

「SysPro系统工程智库」12个专栏内容介绍

点击下图跳转,了解详情

点击「阅读原文」,加入SysPro,共建知识体系


SysPro系统工程智库

一个面向新能源汽车领域的知识库,
用系统工程,构建从底层技术到终端产品的知识体系,
用系统思维,探讨人生哲学;以终为始,坚持成长。
点击「阅读原文」,加入SysPro系统工程智库
如果觉得不错,欢迎推荐给身边的人
右下角点个☀在看☀,最好的支持

SysPro系统工程智库
「SysPro系统工程智库」,专注于新能源汽车领域,坚持原创、坚持分享、坚持成长。期望用系统科学,构建从底层技术到终端产品的知识体系;用系统思维,探讨人生哲学,过好我们这一生。
 最新文章