新能源电驱系统标准解读与拓展:高温运行耐久试验(HTOE)





1)寿命里程,如10年30万公里
2)路谱信息:工况要求及对应的时间和循环数,据此计算获得总的运行时间,一般为7000~10000h
3)温度谱信息:一般来自整车输入,或者参考标准根据安装位置进行定义,下图为示意说明;

根据上述信息,我们对EDS在全寿命中的服役环境和周期有了初步定义,但是台架不可能执行全寿命的加载测试。因此,为了提高试验效率、降低时间和费用的成本,我们引入适用于高温耐久试验的加速模型:Arrhenius模型。
Arrhenius 模型
计算公式如下:

其中:
- T_Test指的是台架试验定义的温度,通常为了达到最快的加速效果且不会发生降额或者损坏,会选择温度谱中的最高温度;
- T_Field,i 是温度谱上的不同温度;
- E_A是失效反应活化能,一般为0.45eV;
- K为玻尔兹曼常数,通常为8.617*e-5 eV/K
- A_T,i是每个温度点下的加速因子,比如A_T,1算下来是5000,对应温度谱第一行-40℃工况下,其在台架上T_Test温度下的等效运行时间为7000~10000/5000个小时。
综上,总的加速因子计算公式如下:

其中:
- t_oper.指的是整车定义的总的运行时间,即上述提到的10950h;
- p_i 是各温度点下的工况占比情况,如-40℃占比6%;
- t_test 是根据加速因子和温度谱中的工况占比,加速后的总试验时间。
HTOE试验设计
假设整车寿命10年30万公里,全寿命内运行时间为8000h,三合一总成的温度负荷信息如上述所示,测试在环境温度100℃下开展。根据Arrhenius模型,可以计算获得如下高温运行耐久试验时长为1381h,在II.c和II.a两种工作模式交替执行,其持续时间分别为47h和1h。
需要注意的是,整个HTOE运行过程中,HVDC端电压可以参考“30%最高电压/40%额定电压/30%最低电压”的比重进行进行分配。
综上,导语中的问题有了答案:
1)GB18488和ISO16750/ISO19453标准中对高温运行耐久的定义不能覆盖整车全寿命;
2)可以依据整车生命周期和负荷要求,通过Arrhenius模型对高温耐久加速,完成HTOE试验的等效设计。
1)建议将Arrhenius模型或其他模型作为标准附录要求,支持有自主能力的整车折算适合自己的HTOE耐久试验。
2)HTOE试验中的 台架测试温度 如何定义更为合理?
3)关于HTOE试验中的 加 载工况II.c 如何定义更为合理?
4)若将DCDC继承于MCU中,全寿命中的运行时间是否还要考虑其他工况,如 充电或 联网放电 所用时间?
5)当前对电驱动系统的 温度谱的定义 是否考虑充分?
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