编制说明-《电动汽车用驱动电机系统故障注入测试规范》

《电动汽车用驱动电机系统故障注入测试规范》编制说

明

一、工作简况

1.1任务来源

《电动汽车用驱动电机系统故障注入测试规范》团体标准是由中国汽车工程学

会批准立项。任务号为2020-36。本标准由中国汽车工程学会测试技术分会提出，

中国汽车技术研究中心有限公司、吉利汽车研究总院等单位起草。

1.2编制背景与目标

标准编制背景，当前国内新能源电动车的保有量超过600万辆，占汽车总量超

过2%，而同时新能源电动车的安全问题日益突显，动力系统的安全性是新能源电动

车的重要安全指标，同时也关系到智能网联车技术的健康发展。纵观国内外电动汽

车发展技术路线，针对整车动力安全、动力系统转矩安全的相关标准为空白，相关

标准缺失，仅有的ISO26262汽车电子功能安全标准，却又无法对汽车动力系统的

安全性给出明确的测试方法和评价手段。因此，对电驱动系统系统的安全性测试方

法的研究，是契合当前国内电动汽车发展、电驱动产品设计验证亟需安全测试标准

发展阶段要求的。

本标准编制目标是形成一套与汽车电子功能安全标准相对应的驱动电机系统故

障注入测试标准，包含具体的测试方法、评价方法等，提出以故障注入方式为主要

测试手段，依据此标准，形成对电驱动系统的动力安全性测试评价体系，让企业在

产品研发阶段有可依据、可参考、可执行的标准。

1.3主要工作过程

于2017年4月开始学习相关标准；2018年9月到2020年3月份进行了标准相

关的试验操作工作；2020年1月至5月进行了标准编写工作；2020年7月份至11

月份对标准进行了申报、修改及讨论。预计2021年11月底之前完成标准的公布工

作。

受疫情影响，2020年7月10日在天津召开了标准立项申报的线上启动会，会

议上由中国汽车技术研究中心有限公司对本标准的任务来源、技术内容、编制说明

等进行了简要介绍，并宣布成立标准起草组，同时提交了标准初稿，立项审查专家

对标准内容进行逐项讨论，对标准的研究方向和内容给予肯定。

1

2020年8月-2021年4月，召开起草组大会和核心起草组会议，以线上会议形

式围绕电驱动故障注入测试的故障分级、测试项内容、评判条件等展开激烈讨论。

并于2020年9月18日，在苏州召开线下会议，会议讨论决定了测试项内容和故障

分级表内容。

同时，在2019年5月-2021年4月期间，针对标准测试项和预研测试项，开展

测试验证工作，中汽研与国内20多家企业合作完成约40款驱动电机系统的故障注

入测试验证，形成有力的测试数据支撑标准研制工作。另外，部分企业针对测试标

准的内容，与中汽研合作开展控制器安全测试验证服务，测试结果对企业用于控制

器安全性能完善起到积极作用。

二、标准编制原则和主要内容

2.1标准制定原则

在充分调研国内外驱动电机系统安全性测试方法标准，总结对比相关试验方法

的基础上，参考了GB/T34590.x-2017《道路车辆功能安全》系列标准、QC/T

893-2011《电动汽车用驱动电机系统故障分类及判断》、GB/T28046.2-2011《道路

车辆电气及电子设备的环境条件和试验第2部分：电气负荷》、GB/T18488.2-2015

《电动汽车用驱动电机系统第2部分：试验方法》。本标准对驱动电机系统的故障

条件和失效模式进行较详细的定义，对故障的模拟方法，故障注入和极限工况的设

置方法和判定要求，做了较详细的规定。

2.1.1通用性原则

本标准提出的驱动电机系统故障注入测试方法，适用于带有电机驱动功能的控

制器系统，适用范围上，不仅适用于乘用车电机控制系统，同时也适用于商用车驱

动电机系统，在形式上不仅适用于单电机控制系统，也适用于多合一电机控制系统，

通用性高。

2.1.2指导性原则

本标准提出的方法能为驱动电机控制系统的设计和出厂检测提供指导作用。目

前使用的GB/T18488.2-2015标准对电驱动系统的安全性测试要求太少，而本标准

提出的方法可以用于对驱动电机系统较多发生、常规故障的故障诊断测试。

2.1.3协调性原则

本标准提出的方法与目前使用的国家标准中的方法协调统一、互不交叉。仅作

为一种更实用、更具体、更有效的方法对目前使用的方法进行补充。

2

2.1.4兼容性原则

本标准提出的驱动电机故障注入测试方法充分考虑了新能源行业对的电驱动系

统设计的结构、接口、功能与软件设计架构的现状，具有普遍适用性。

2.2标准主要技术内容

本标准共分为5章，规定了电动汽车用驱动电机系统故障注入测试方法和要求。

内容包括范围、规范性引用文件、术语和定义、测试条件、测试方法及测试结果判

定要求。

2.3关键技术问题说明

本标准提出的故障注入测试方法主要包含以下故障类型，功能类故障、低压系

统故障、驱动电机轴故障、直流母线电压故障、电机旋变信号异常、电机转矩类故

障、CAN通信类故障、高压暴露、冷却异常、ASC/Freewheeling安全状态测试、ASC

超时测试、主动放电异常、硬线故障类、关闭路径测试类。

首先是设置测试环境，在测试台架上设定初始化条件、测试工况、故障条件等，

然后运行测试台架，测量并记录测试项目要求的参数、变量，测试结果用于判定故

障等级。

标准对驱动电机系统的故障等级做了详细定义，

故障等级故障类型系统故障响应状态描述

4级致命故障系统停止输出功率，进入ASC并主动放电，发出报警信息等

3级严重故障系统停止输出功率，进入ASC或Freewheeling模式，发出报警信

息等

2级一般故障跛行模式或降额运行（含零转矩），发出报警信息

1级轻微故障无降额输出，仅发出报警信息

标准涉及的故障等级划分采用QC/T893-2011《电动汽车用驱动电机系统故障

分类及判断》标准定义的故障等级要求，对驱动电机系统的故障等级做了4级划分。

为了验证驱动电机控制器的转矩安全算法的有效性，利用电机模拟器测试系统模拟

各种驱动电机系统故障，其中的大部分故障类型无法或很难在实物样品测功机台架

或实车上模拟，利用功率级电机模拟器测试系统较容易实现该类故障，且测试过程

安全无风险。

2.4标准主要内容的论据

测试驱动电机系统的电机模拟器由功率晶体管矩阵、液冷箱、样品接口箱、电

池模拟器、功率继电器、FPGA运算主机、上位机程序等部分组成。在分析驱动电机

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系统的故障安全测试时，驱动电机控制器通过上位机加载样品运行程序，输出三相

电压、电流，与电机模拟器的功率晶体管矩阵形成功率回路，实现电机控制器加载

过程。当对电机驱动系统进行安全测试时，通过上位机软件控制样品或测试台架的

电气连接状态，实现故障模拟，测量驱动电机控制器的输出状态和电机模拟器的转

矩、电流、电压值，分析驱动电机系统是否进入设计的故障响应状态。

测试项目包含不同测试类型，故障设置方法，一般包括：通过测试台架直接设

置线路通断、模型参数异常、短路及与场景相关的样品或电机参数异变。

通过示波器、数据记录仪，从模拟故障到实施测试得到测试结果，一般在3分

钟内便可完成一条测试用例。

2.5标准工作基础

编写组主要起草单位中国汽车技术研究中心有限公司具备完整的电驱动产品检

测能力。其中就包括该项目中涉及的GB/T18488.1~2-2015电动汽车用驱动电机系

统、GB/T28046.2-2011道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第2部分：

电气负荷及LV123、LV124等标准，其中对驱动电机控制器DVPV测试积累了大量

的测试方法和用例。自项目开展以来，在国内外先进的驱动电机系统的安全测试技

术研究上投入大量精力，先后完成约40余款样品的安全测试，同时结合电驱动工作

组邀请了国内知名整车厂和部件商约42家企业、技术专家近60人，讨论完善该标

准的测试内容。经过大量的试验测试与专家讨论意见，本标准提出驱动电机系统故

障注入测试方法对保障驱动电机系统转矩安全和整车动力安全具有借鉴意义。测试

方法简单高效且具有一定的先进性、通用性、科学性和可操作性。

三、主要试验（或验证）情况分析

1）试验过程简单，设置好初始条件，一次故障注入即可得到系统响应；

2）试验时间短，提高了检验效率，采用本方法仅需很短的时间就可以得到样品

故障响应结果；

3）整个试验过程安全可靠，不存在发生飞车、断轴、机械故障等危害人身安全

的情况，避免装车后的测试风险；

4）本标准提出的方法要求对故障模拟要求、故障进入条件、故障响应时间、故

障响应状态的检测记录。

5）效率高，该方法在测试台架上将装车后可能发生的故障模拟预测，避免了后

期实车测试大量成本投入。

4

综上所述，本标准提出的方法对于驱动电机系统转矩安全性检测具有良好的适

用性，对动力系统安全验证具有借鉴意义。

四、标准中涉及专利的情况

无。

五、预期达到的社会效益、对产业发展的作用的情况

本标准的发布，实现了对驱动电机系统的转矩安全性测试验证，可用于样品下

线检测和研发阶段测试回溯，测试方法相对全面，结合当前电驱动发展现状，标准

提出的测试方法简单有效，能够快速定位控制器的可能存在的安全问题，避免了装

车上路的驾驶风险。该标准的出现，填补了国内针对驱动电机系统转矩安全测试方

法的空白，对企业在产品安全认证、产品研发指导方面具有借鉴意义。

六、采用国际标准和国外先进标准情况，与国际、国外同类标准水平的对比情况，国内外关键

指标对比分析或与测试的国外样品、样机的相关数据对比情况

尚无。

七、在标准体系中的位置，与现行相关法律、法规、规章及相关标准，特别是强制性标准的协

调性

本标准符合国家有关法律、法规和相关强制性标准的要求，与现行的国家标准、行业标准

相协调。

八、重大分歧意见的处理经过和依据

尚无。

九、标准性质的建议说明

本标准为中国汽车工程学会标准，属于团体标准,供协会会员和社会自愿使用。

十、贯彻标准的要求和措施建议

严格按照本标准提出的试验方法对驱动电机系统故障注入测试实施检测，对试验人员进行

理论学习和操作培训，保证检测方法操作的准确性。

十一、废止现行相关标准的建议

无。

十二、其他应予说明的事项

无。

标准起草工作组

2021年10月8日

5

（注：具体内容可以结合项目本身撰写，如不涉及的可填写无）

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《电动汽车用驱动电机系统故障注入测试规范》编制说

明

一、工作简况

1.1任务来源

《电动汽车用驱动电机系统故障注入测试规范》团体标准是由中国汽车工程学

会批准立项。任务号为2020-36。本标准由中国汽车工程学会测试技术分会提出，

中国汽车技术研究中心有限公司、吉利汽车研究总院等单位起草。

1.2编制背景与目标

标准编制背景，当前国内新能源电动车的保有量超过600万辆，占汽车总量超

过2%，而同时新能源电动车的安全问题日益突显，动力系统的安全性是新能源电动

车的重要安全指标，同时也关系到智能网联车技术的健康发展。纵观国内外电动汽

车发展技术路线，针对整车动力安全、动力系统转矩安全的相关标准为空白，相关

标准缺失，仅有的ISO26262汽车电子功能安全标准，却又无法对汽车动力系统的

安全性给出明确的测试方法和评价手段。因此，对电驱动系统系统的安全性测试方

法的研究，是契合当前国内电动汽车发展、电驱动产品设计验证亟需安全测试标准

发展阶段要求的。

本标准编制目标是形成一套与汽车电子功能安全标准相对应的驱动电机系统故

障注入测试标准，包含具体的测试方法、评价方法等，提出以故障注入方式为主要

测试手段，依据此标准，形成对电驱动系统的动力安全性测试评价体系，让企业在

产品研发阶段有可依据、可参考、可执行的标准。

1.3主要工作过程

于2017年4月开始学习相关标准；2018年9月到2020年3月份进行了标准相

关的试验操作工作；2020年1月至5月进行了标准编写工作；2020年7月份至11

月份对标准进行了申报、修改及讨论。预计2021年11月底之前完成标准的公布工

作。

受疫情影响，2020年7月10日在天津召开了标准立项申报的线上启动会，会

议上由中国汽车技术研究中心有限公司对本标准的任务来源、技术内容、编制说明

等进行了简要介绍，并宣布成立标准起草组，同时提交了标准初稿，立项审查专家

对标准内容进行逐项讨论，对标准的研究方向和内容给予肯定。

1

项目指标依据

不大于5100（-35℃）(0W)，6600（-30℃）(5W)

0W要求根据实际使用需求制定，其

低温动力黏度7000（-25℃）(10W)，7000（-20℃）(15W-40)

余等同采用GB/T14906-2018

9500（-15℃）(20W-50)

不大于60000（-40℃）(0W)，60000（-35℃）

低温泵送黏度(5W)，60000（-30℃）(10W)，60000（-25℃）等同采用GB/T14906-2018

(15W)，60000（-20℃）(20W)

高温高剪切黏度指标是为了确保多级

发动机油产品在发动机处于高温高速

不小于2.3（16），2.6(20)，2.9（30)，3.5

高温高剪切黏运转状态时仍然具有一定的黏度，以

（5W-40\10W-40)，3.7(15W-40,20W-40,25W-40,

度（150℃）确保对发动机的正常润滑，防止磨

50)

损，等同采用GB/T14906-2018、

T/CSAE221-2021

不高于-40℃(0W)，-35℃(5W)，-30℃(10W)，-倾点决定润滑油在低温下的流动性

倾点

25℃(15W)，-20℃(20W)能，等同采用GB11121-2006

不低于200(0W、5W)，205（10W），215闪点为安全指标，等同采用GB11121-

闪点

（15W、20W）2006

水分不大于痕迹等同采用GB11121-2006

机械杂质不大于0.01等同采用GB11121-2006

泡沫性不大于10/0、50/0、10/0等同采用GB11121-2006

高温抗泡

不大于100/0等同采用GB11121-2006

（150℃）

控制润滑油的蒸发损失是改善油品使

蒸发损失不大于15用性能、限制油耗的重要措施。等同

采用T/CSAE221-2021

碱值表明金属清净剂等添加剂的加入

碱值MA不小于6.0MB不小于8.0MC不小于10.0

量，依据甲醇机油实际使用需求制订

硫酸盐灰分表明金属清净剂等添加剂

硫酸盐灰分MA：0.5-0.6MB:0.6-0.7MC:0.7-0.9的加入量，依据甲醇机油实际使用需

求制订

硫含量过高会造成发动机后处理系统

中的催化剂中毒，缩短后处理系统的

硫含量不大于0.5

使用寿命，非等效采用T/CSAE221-

2021

磷含量过高会造成发动机后处理系统

中的催化剂中毒，缩短后处理系统的

磷含量0.06-0.10使用寿命，过低会造成机油抗磨性能

下降。依据甲醇机油实际使用需求制

定

机油在低温下发生凝胶会导致气阻，

凝胶指数不大于12（0W-16/0W-20/5W-20/5W-30/10W-30)造成泵送失败的问题，凝胶指数可表

征油品在低温下形成凝胶的趋势。等

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项目指标依据

12.5～<16.3(XW-40)，16.3～<21.0(XW-50)

不大于6200（-35℃）(0W)，6600（-30℃）(5W)

低温动力黏度7000（-25℃）(10W)，7000（-20℃）(15W-40)参照GB/T14906-2018制定

9500（-15℃）(20W-50)

不大于60000（-40℃）(0W)，60000（-35℃）(5W)

低温泵送黏度60000（-30℃）(10W)，60000（-25℃）(15W)，参照GB/T14906-2018制定

60000（-20℃）(20W)

高温高剪切黏度指标是为了确保多

级发动机油产品在发动机处于高温

不小于2.3（16），不小于2.6(20)，2.9（30)，3.5

高温高剪切黏高速运转状态时仍然具有一定的黏

（5W-40\10W-40)、3.7(15W-40,20W-40,25W-40,

度（150℃）度，以确保对发动机的正常润滑，

50)

防止磨损，采用参照GB/T14906-

2018、T/CSAE221-2021制定

不高于-40℃(0W)，-35℃(5W)，-30℃(10W)，-倾点决定润滑油在低温下的流动性

倾点

25℃(15W)、-20℃(20W)能，等同采用GB11121-2006

不低于200(0W、5W)，205（10W），215（15W、闪点为安全指标，等同采用

闪点

20W）GB11121-2006

水分不大于痕迹等同采用GB11121-2006

机械杂质不大于0.01等同采用GB11121-2006

等同采用GB11121-2006、T/CSAE

泡沫性不大于10/0、50/0、10/0

221-2021

SJ不大于200/50

高温抗泡等同采用GB11121-2006、T/CSAE

SL、SN、SN

（150℃）不大于100/0221-2021

PLUS、SP

22(0W-20/5W-20/5W-30/10W-30),控制润滑油的蒸发损失是改善油品

SJ不大于

20(其他)使用性能、限制油耗的重要措施。

蒸发损失

等同采用、