电动汽车驱动电机系统相关法规及试验检测技术

一、驱动电机系统发展概况

（一）驱动电机工作工况

电动汽车用驱动电机与常规工业用电机有很大的不同，电动汽车用驱动电机通常要求能够频繁地驱动/停车，加速/减速，制动/爬坡。工作工况非常复杂。

（二）驱动电机特点

宽广的恒扭恒功率范围，满足汽车复杂的使用工况。起动扭矩大，过载能力强。满足汽车的加速、超车、爬坡等要求。效率高，高效区广，提高车辆的续驶里程。功率密度大，体积小，重量轻。有利于整车的轻量化和小型化 ，方便布置。环境适应性强和高可靠性，适应恶劣环境。能量回馈效率高，充分回收制动产生的电能。

（三）常用驱动电机类型对比

目前常用的电机有交流异步电机、开关磁阻电机、永磁同步电机。

（四）驱动电机发展概况

我国具有世界为丰富的稀土资源，车用驱动电机主要采用高性能永磁同步电机。

目前常用的电控技术有矢量控制、直接转矩控制。矢量控制，实现转矩的控制，产品中采用查表和参数辨识的方法。控制技术较为成熟。直接转矩控制，动态性能更加优越，但对电路和算法要求高。

驱动电机系统应用趋势：驱动电机向高功率密度的方向发展，主要体现在三个方面：永磁同步电机应用越来越多，电压等级不断提高，转速越来越高。控制器向高集成度，小型化，轻量化的方向发展。例如国内有些企业DC/DC,车载充电机，整车控制器集成在一起。电机控制器及驱动电机集成在一起。

二、驱动电机系统标准法规

（一）国内测试标准

1）GB/T 18488.1~2-2015《电动汽车用驱动电机系统》（替代GB/T 18488.1~2-2006）；

2）GB/T 29307-2012《电动汽车电机系统可靠性试验方法》；

3）QC/T 893-2011《电动汽车用驱动电机系统故障分类及判断》；

4）QC/T 896-2011《电动汽车用驱动电机接口》。

其中GB/T 18488.1~2-2015为强制性检测标准。

（二）国外测试标准

1）JEVS Z 107电动汽车电机及控制器综合试验方法；

2）UL1004-1旋转电机通用要求；

3）IEC 69785电动道路车辆用旋转电机（国际电工委员会）；

4）ECE R85 用于驱动 M 类和N 类汽车的内燃机净功率或电力驱动机构 30min；

大功率测量认证的统一规定。

（三）国内外标准和测试方法比较

（四）GB/T 18488.1~2-2015与GB/T 18488.1~2-2006主要区别如下：

三、驱动电机系统检验

（一）驱动电机系统检验项目

性能检测：转矩-转速特性（MAP图）、温升、堵转、控制精度等。

电气安全：安全接地、控制器保护功能、支撑电容放电时间。

环境适应性：高低温、湿热、盐雾、防水防尘、振动。

可靠性：402h，考核电气可靠性和机械可靠性(暂时未强制要求)。

电磁兼容：电磁辐射骚扰及抗扰性(暂时未强制要求)。

（二）性能检测中常出现的问题：

1）温升：温升过高是影响功率密度、峰值功率、峰值转矩输出能力的主要因素。涉及流体力学和传热学等相关技术，需要对电机冷却回路、电机温度场及结构进行研究改进。

2）效率：部分企业电机的驱动效率较低、发电效率较低、高效区窄。效率是影响经济性和温升的主要因素。电机效率问题主要因为核心算法不够完善、电机制造核心工艺的落后。

（三）环境适应性检测中常出现的问题：

1）盐雾：电机和控制器进行盐雾试验48h后，恢复（1-2）h，通电检查电机及控制器，会发生控制器打火或者电机冒烟、锈蚀等情况。原因是密封（尤其是线缆孔和插接件的部位）和表面防锈处理达不到要求，导致电机和控制器腐蚀或损坏绝缘。

2）防护等级：电机和控制器在防护等级试验后，通电检查不能继续使用。原因是密封达不到要求，导致电机和控制器进水进尘绝缘损坏。

3）高低温：控制器在高温贮存和高温工作试验中，会损坏或暂时失效，也存在低温下无法工作。风冷电机在高温下会温度过高。原因是控制器电子元器件工作温度范围达不到要求，额定参数标值过高。

4）耐振动：耐振动试验(正弦振动和随机振动)中，振动会导致电路板上引脚或元件损坏，导致振动后控制器无法工作。会导致电机绕组串动、绝缘损坏、铁芯松散。原因是控制器焊接技术需要提高。电机装配技术需要提高。

（四）EMC检测中常出现的问题：

EMC：驱动电机及其控制器电磁辐射骚扰超出标准限值和抗扰性试验时系统不能正常工作。存在控制器失控或失效，功率元件击穿的情况。原因是电机的旋变（位置/转速传感器）会受到干扰，控制器弱电信号电路也会受到干扰。控制器发出开关频率的传导或辐射电磁波会干扰电动汽车其他电器部件的工作。

解决电磁兼容问题的一些方法：设计要点需注意降低源的电磁骚扰、切断或消弱传输路径和提高敏感设备抗扰度，处理方法为屏蔽、滤波和接地/搭接。

（五）可靠性检测中常出现的问题：

可靠性试验：耐久试验中由于电应力、热应力、机械应力，存在永磁体性能下降，电机绕组绝缘老化，电机轴承出现磨损等情况。控制器由于电应力，有IGBT击穿等情况。

（六）标准中存在的问题：

1）EMC测试：标准中电磁辐射骚扰和电磁辐射抗扰性项目要求是驱动电机系统在运行中所产生的电磁辐射骚扰应符合产品技术文件规定。驱动电机系统在运行中规定较为宽泛，由于目前国内电磁兼容设备水平所限，大部分驱动电机电磁兼容项目是在空载下测试完成。实际情况不同带载情况的电磁兼容测试结果差异较大。空载的测试结果不能准确反映车辆运行过程中电磁兼容情况。

2）可靠性测试（GB/T 29307-2012）

该标准可靠性试验方式没有区分混合动力、纯电动等具体使用工况进行针对性的可靠性考核，统一采用同一种工况。