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新能源汽车三合一电驱动系统高温运行耐久试验

2023-12-25 13:06:10·  来源：汽车测试网  
　

随着新能源汽车的快速发展，电驱动系统的可靠性和耐久性成为汽车制造业关注的焦点。其中，高温运行耐久试验（High Temperature Operating Endurance, HTOE）对电驱动系统的性能和寿命具有重要的评估意义。


电驱动系统三合一结构

新能源汽车的电驱动系统通常采用三合一结构，包括电机、电控和传动系统。这种集成结构使得系统更为紧凑、高效，但也带来了更高的温升和热量集中的问题。为了确保系统在高温环境下的可靠性，进行高温运行耐久试验是必不可少的步骤。


高温运行耐久试验标准

在当前的行业标准中，GB/T 18488、ISO 16750和ISO 19453是关于高温运行耐久试验的主要参考标准。然而，这些标准并不能完全覆盖整车寿命，因此需要结合整车生命周期和负荷要求，采用Arrhenius模型对高温耐久进行加速，以完成HTOE试验的等效设计。


GB/T 18488标准

GB/T 18488是中国汽车工业标准中关于电动汽车用动力蓄电池的技术规范。该标准主要包括对动力蓄电池的性能、安全性和环境适应性等方面的规定。在高温运行耐久试验中，GB/T 18488提供了一系列测试方法和要求，以评估电池在高温环境下的性能表现。


ISO 16750标准

ISO 16750是国际标准化组织发布的关于道路车辆环境试验的标准之一。其中，ISO 16750-4针对电气和电子系统的试验提供了详细的规定。在高温运行耐久试验中，ISO 16750-4要求进行长时间、高温度的循环测试，以验证电子系统在恶劣环境下的可靠性。


ISO 19453标准

ISO 19453是国际标准化组织发布的关于新能源汽车用电力传动系统的性能和耐久性测试的标准。该标准明确了电力传动系统的各项性能指标，并对其进行了详细的测试方法和要求。在高温运行耐久试验中，ISO 19453从整体性能的角度出发，对电力传动系统在高温环境下的稳定性和寿命进行了评估。


Arrhenius模型在HTOE试验中的应用

由于GB/T 18488和ISO 16750/ISO 19453标准不能完全覆盖整车寿命，需要通过等效设计的方法进行高温运行耐久试验。Arrhenius模型是一种常用的加速寿命试验方法，可以通过在较高温度下进行短时间测试，然后通过模型预测在实际使用条件下的寿命。


Arrhenius模型的数学表达式为：






其中：


R 为寿命；

A 为指数常数；

Ea为活化能；

k 为Boltzmann常数；

T为温度。

通过该模型，可以在较短时间内得到在实际使用条件下的寿命估计。通过在不同温度下进行测试，得到不同条件下的寿命预测，从而完成高温运行耐久试验的等效设计。


高温运行耐久试验的实施

在实施高温运行耐久试验时，首先需要根据车辆使用情况和负荷要求确定适当的测试条件，包括温度范围、持续时间等。然后，按照GB/T 18488、ISO 16750和ISO 19453的相关规定，进行振动测试和高温运行试验。


振动测试

振动测试是电驱动系统高温运行耐久试验中的重要环节之一。通过模拟车辆在实际行驶中的振动情况，可以评估电驱动系统各部件在振动环境下的稳定性。测试中需要考虑电机、电控和传动系统等关键部件的振动响应，并确保其在高温环境下的可靠性。


高温运行试验

高温运行试验是验证电驱动系统在高温环境下的性能和寿命的关键步骤。根据GB/T 18488、ISO 16750和ISO 19453的要求，将电驱动系统置于高温环境中，并进行持续运行。通过监测关键参数，如温度、电流和功率等，评估系统在高温条件下的稳定性和可靠性。


Arrhenius模型的应用

在完成振动测试和高温运行试验后，可以利用Arrhenius模型对试验结果进行分析和评估。通过测定在不同温度下的寿命，利用Arrhenius模型拟合得到系统在实际使用条件下的寿命预测。这种方法可以有效地加速试验过程，提高试验效率，同时保证试验结果的可靠性。


电驱动系统的高温运行耐久试验对于新能源汽车的可靠性和耐久性至关重要。GB/T 18488、ISO 16750和ISO 19453等标准为试验提供了基本框架，但通过Arrhenius模型的等效设计，可以更好地满足整车寿命的评估需求。在实际试验中，振动测试和高温运行试验相结合，并结合Arrhenius模型的应用，将为电驱动系统的性能提升和寿命预测提供科学依据，推动新能源汽车技术的不断发展。

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