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带载温度循环耐久（PTCE）的深度解读
带载温度循环耐久（Power Thermal Cycle Endurance, PTCE）是评估动力总成在生命周期内温度循环条件下的运行寿命的关键指标。它与高温运行耐久（HTOE）和机械疲劳耐久并列为三合一电驱动系统寿命试验的“三座大山”。本文旨在深入探讨PTCE的定义、标准应用、等效整车寿命的定义方法以及未来展望。
PTCE的定义与重要性
PTCE反映的是动力总成（特别是电驱动系统）在经历一定次数的外部温度变化后，子系统及其组件在带载运行中的耐久性能。这一指标对于确保电驱动系统的长期可靠性和稳定性至关重要。
EDS（电驱动系统）必须在整个测试运行期间承受与实际车辆寿命相当的损伤等级，这些损伤主要由生命周期内的温度谱和里程数与载荷谱决定。
ISO16750和ISO19453中关于PTCE的等效整车寿命定义
ISO16750和ISO19453是国际标准组织制定的关于道路车辆电子电气部件的测试标准，其中均包含了关于PTCE的要求。然而，这些标准中的PTCE定义虽然在一定程度上能够反映电驱动系统在温度循环条件下的耐久性能，但并不一定能够完全反映整车寿命。
原因在于，这些标准通常基于特定的测试条件和参数，而实际车辆在使用中可能面临更加复杂多变的工况和负荷要求。此外，不同车型和地区的实际工况和负荷要求也可能存在差异，导致测试结果与实际情况存在一定偏差。
因此，从现有信息来看，虽然这些标准相较于GB/T 18488有所强化，但仍不足以全面表征整车生命周期内温度循环条件下的耐久寿命。测试过程中仍需要根据具体情况进行适当调整和优化，以更准确地反映整车寿命。
怎么定义PTCE、以等效于整车全寿命要求
我们需要从以下几个方面进行考虑：
1PTCE考核对象和范围
从PTCE的定义可以看出，其模拟的是系统和组件在热-机械应力作用下的老化情况，因此，PTCE的主要考核对象和失效模式如下：
-功率器件和电子器件的焊层和焊点
-电机绕组绝缘层
-电机绕组焊点
-密封圈的粘结层
-轴承的润滑和形变
-油封疲劳老化
-壳体疲劳开裂
-齿轮的焊接
.............
2产品生命周期和负荷要求
从整车角度来看，产品的生命周期和负荷要求主要有以下几方面：
▪ 寿命里程，如15年30万公里
▪ 主要目标对象及用途：28~35岁上班族，假设每天往返，单程路程1小时
▪ 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
▪ 温度谱信息：
3Coffin-Manson 加速模型
为了将整车的温度循环次数转化为台架试验中的加速循环次数，我们可以引入Coffin-Manson加速模型等数学工具。
该模型可以根据材料的热激活能和应力水平来计算加速因子，从而得出在加速条件下所需的循环次数和时间。通过这种方法，我们可以大大缩短试验时间并降低成本，同时保持测试结果的准确性和可靠性。
PTCE试验的设计与展望
在实际应用中，PTCE试验的设计还需考虑多个方面，如：
●水温温度谱
●驾驶模式（包括驱动、充电、驻车等）
●温度变化速率以及HVDC端电压等。
此外，对于PTCE的评判标准也需要进一步完善，以确保测试结果的准确性和可靠性。国外主机厂通常会在标准测试之外增加关键参数和泄露测试等额外验证步骤，以全面评估机械部件、功能和性能的完整性。
未来，随着电动汽车技术的不断发展和市场需求的不断变化，PTCE试验的设计和应用也将面临更多的挑战和机遇。我们需要持续关注这一领域的研究进展和技术创新，以推动电动汽车产业的持续健康发展。
结论
综上所述，PTCE作为评估电驱动系统耐久性能的重要指标之一，其定义、标准应用以及等效整车寿命的定义方法都需要我们进行深入探讨和研究。通过引入Coffin-Manson加速模型和综合考虑多个影响因素，我们可以更准确地评估电驱动系统的耐久性能并为其优化设计提供有力支持。同时，我们也需要不断完善PTCE的评判标准和试验方法以应对未来市场的挑战和机遇。
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