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文档简介
推荐性国家标准
GB/T18488《电动汽车用驱动电机
系统》
(征求意见稿)
编制说明
标准起草项目组
2022年09月
GB/T18488《电动汽车用驱动电机系统》(征求意见稿)编制说明
《电动汽车用驱动电机系统》
(征求意见稿)
编制说明
一、工作简况
1)任务来源
驱动电机系统是电动汽车核心部件,直接影响车辆性能和用户使用体验。近年来,随着
新能源汽车的飞速发展,驱动电机系统得以大量应用,为了追求更好的车辆性能和产品性价
比,制造商、工程师和用户对于驱动电机系统的理解更加深入,对驱动电机系统的各项性能
也提出了更高的要求。在驱动电机系统研发、定型阶段,通过试验可以充分掌握和验证产品
性能,为产品的设计、整车匹配选型提供依据,从而优化电动汽车性能。中国汽车技术研究
中心有限公司密切跟踪行业发展和国内外相关标准进展情况,前期组织行业主机厂、电机生
厂厂家、检测机构和高校科研机构开展了一体化总成测评、振动条件开发等相关技术研究。
高压化、高速化、集成化成为电动汽车用驱动电机系统发展趋势,新构型下48V系统也可
以提供车辆驱动力,商用车中驱动电机系统也广泛应用,为适应驱动电机系统产品现状和未
来一段时期发展趋势,提出对GB/T18488.1-2015和GB/T18488.2-2015进行修订。
国家标准化管理委员会国标委发〔2021〕23号下达《电动汽车用驱动电机系统》推荐性
国家标准修订计划,项目计划编号为20213563-T-339。
2)主要工作过程
《电动汽车用驱动电机系统》标准修订工作于2020年正式启动,由中国汽车技术研究
中心有限公司、中汽研新能源汽车检验中心(天津)有限公司联合牵头,在对国内外主流驱
动电机系统试验标准等相关信息进行了充分的调研后,本标准修订是在“电动汽车用驱动电
机系统标准研究工作组”(下称工作组)内进行,为更好的完成编写工作,在工作组内组织
成立了标准起草组,起草组由国内外主要整车生产企业、零部件生产企业、检测机构等近20
家单位组成。
a)2020年5月,以网络会议形式召开电动汽车用驱动电机标准研究工作组2020年第一
次会议,对标准修订情况进行了介绍,。
b)对于行业反馈较为集中的驱动电机振动条件问题,汽标委秘书处设立了“电动汽车用
驱动电机系统振动条件研究小组”,并在电动汽车用驱动电机标准研究工作组范围内开展了
小组成员的征集工作,以此为基础开展驱动电机振动条件研究,共收到电动汽车整车和驱动
电机在内的十余家企业的反馈,形成了振动条件研究小组,并于2020年7月召开以网络会
议形式第一次振动小组专项会议,讨论电动汽车用驱动电机系统振动条件研究小组工作安
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《电动汽车用驱动电机系统》(征求意见稿)编制说明
排、驱动电机系统振动工况采集方案确定、驱动电机系统振动工况采集任务安排。后续经过
召开多次振动小组专项会议,讨论最新进展并安排补充数据,于2021年11月形成初稿,后
继续补充商用车相关数据,最终于2022年7月完成振动条件定稿。
c)2020年10月于无锡召开电动汽车用驱动电机标准研究工作组2020年第二次会议,
结合完成的标准草案介绍了修订要点,并进行了充分讨论。
d)2021年6月,电动汽车用驱动电机标准研究工作组2021年第一次会议在银川召开。
来自高等院校、整车企业、零部件企业、检测机构在内的120余位专家通过现场和线上的方
式参加了此次会议,起草组专家就标准修订工作进度和主要修订方向进行了介绍,与会专家
就驱动电机系统的环境适用性、电磁兼容性、输入输出特性等重点问题展开讨论。
e)2021年12月,以网络会议形式召开电动汽车用驱动电机系统(GB/T18488)标准起
草组会议,包括整车企业、零部件供应商、检测机构在内的50余位专家参加了此次会议,
秘书处介绍了振动条件使用数据情况,与会专家讨论后认为基于前期各家提供数据构建形成
的乘用车振动工况,符合现有产品的使用要求,可以纳入到标准草案中;商用车车桥振动工
况在进行调整之后大家确认无误后也可纳入到标准中,并将以上两部分振动工况作为ISO
16750.3的中国提案,提交ISO标准起草组。对于商用车驱动电机、powertrain两个位置需
要增加数据量,如后期无更多的数据支撑,将采用ISO16750.3的振动工况作为输入使用。
会上起草组专家共同讨论了GB/T18488《电动汽车用驱动电机系统》草案,对绝缘电阻、耐
电压、电压范围、持续转矩、持续功率、峰值转矩、峰值功率、环境适应性等项目的技术要
求进行了讨论,并形成较为统一的修改意见;对功能安全要求和电磁兼容性要求进行了讨论。
f)2021年12月,电动汽车用驱动电机标准研究工作组2021年第二次会议以网络会议
形式召开。来自高等院校、整车企业、零部件企业、检测机构在内的180余位专家通过线上
的方式参加了此次会议,与会专家围绕形成的振动条件和标准其它修订展开了讨论。
g)2022年7月,以网络会议形式召开了标准起草组会议:与会专家讨论了标准要求,
包括液冷系统冷却回路密封性技术要求和试验方法、耐电压试验中漏电流限值、最高效率和
高效区限值等,决定会后由各家反馈液冷系统冷却回路密封性采用的介质、耐电压试验中漏
电流限值、以及最高效率和高效区建议值。
h)2022年9月,以网络会议形式召开了标准起草组会议,会议对上一版草案反馈意见
处理后的标准草案进行了详细讨论,确定了命名方法、一致性试验要求、保护功能要求和试
验方法等。会后起草组对反馈意见进行了整理,形成征求意见稿。
二、国家标准编制原则和确定国家标准主要内容的依据
1)编制原则
a)通用性原则:标准要考虑产品多样性,既适用于分体式驱动电机系统,也要适用于
集成式驱动电机系统,同时为车用发电机系统提供试验方法上的参考。
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《电动汽车用驱动电机系统》(征求意见稿)编制说明
b)先进性原则:标准适应当前及未来一段时期,驱动电机系统的技术集成化、高压化
发展趋势及生产应用情况,具有一定的科学先进性,对企业研发生产起到规范引导作用。
c)适应性原则:标准考虑了行业驱动电机系统的生产和应用的平均水平,行业测试设
备的平均发展水平,确保标准提出的试验考核等级与各企业经济、技术发展水平以及相关
方的承受能力相适应。
2)主要内容的论据
本标准围绕国家节能减排战略目标和新能源汽车发展战略需要,深入研究了车用驱动
电机系统使用环境下性能指标和安全要求,对国内外驱动电机系统标准等进行了充分调
研,结合主要OEM和驱动电机生产企业驱动电机系统要求和试验方法,对一般性试验、输入
输出特性试验、安全性试验、环境适应性试验、电磁兼容性试验要求和方法进行了规定,
主要解决原标准要求不统一、方法不明确、不适用集成式驱动电机系统和48V驱动电机系统
等问题。
2.1术语定义
考虑到驱动电机系统高度集成化的技术发展趋势,术语定义中增加了“分体式驱动电
机系统”、“集成式驱动电机系统”的定义,同时为了定义的准确性与统一性,修改了
“驱动电机系统”、“驱动电机控制器”、“转速控制精度”、“转矩控制精度”、“主
动放电”、“被动放电”的定义。
2.2型号命名
车用驱动电机系统工作类型固定且统一,缺乏规定的必要性,删除了工作制要求;
电动汽车电压平台一般由主机厂根据整车开发需要和零部件配套情况综合选择,在产业
发展初期有利于产品的设计和供应链培育,但产业和供应链经过多年发展,目前已形成乘用
车、商用车常用电压平台,随着快充需要,电压平台高压化趋势明显。可见随着产业发展逐
渐成熟,电压等级的要求缺乏必要性和引领作用,故删除了电压等级要求;
在附录A中增加了对集成式驱动电机系统的命名要求,考虑到集成式驱动电机系统主要
由驱动电机和驱动电机控制器组成,命名要求保持了与驱动电机、驱动电机控制器命名方
法的继承性,包含了驱动电机类型代号、尺寸规格代号、工作电压规格,增加了集成型式
代号,同时考虑电压平台发展,将工作电压规格进行了简化,并预留三位代号供厂家自行
确定。
考虑驱动电机类型发展和应用,增加了电励磁同步电机代号,鉴于有些新型电机类型
在GB/T4831中没有规定,增加其他类型驱动电机的类型代号为QT。
2.3一般性项目
驱动电机的外形和安装尺寸、质量是产品设计和匹配选型指标,驱动电机定子绕组冷态
直流电阻为研发试验的设计指标,不影响产品使用,删除了相关要求;
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《电动汽车用驱动电机系统》(征求意见稿)编制说明
随着集成式驱动电机系统发展,电机、控制器、减速器共壳体越来越多,壳体压铸技术
日趋成熟,驱动电机控制器壳体机械强度要求缺乏必要性和可执行性,故删除相关要求。
电动汽车用驱动电机系统类型多种多样,绝缘、永磁等材料性能不断提升,温升要求无
法统一。经调研,随着水冷、油冷等冷却技术和设计水平日趋成熟,日常使用中驱动电机和
控制器工作温度远低于设计最高允许温度。目前型式认证中温升测试只能采用间接方法,严
重依赖于材料性能,而材料性能并不统一,计算结果与实际温升存在差异,而各厂家研发试
验中可以依靠预埋的温度传感器准确测量温升,以便合理设计冷却条件。综合考虑,删除了
温升要求。
电动汽车用驱动电机系统为了满足电磁兼容要求一般会安装Y电容,用工频电压测试
需要拆掉该电容,为在型式认证中避免类似操作,且考虑直流动力端工作于直流电压的实际,
提出用直流电开展耐电压测试,相关国际标准也有类似做法。为了保证考核结果的一致性,
参考相关国际标准对工频电压和直流电压进行了对应转换。对于分体式驱动电机系统,考虑
本标准适用范围,保留了交流动力端子耐电压和绕组工频耐压测试要求,为保证标准文本的
规范性,统一放在附录B作为规范性附录引用。此外,表1中对于1000V以上电压平台,
考虑配套的滤波电容产品和功率模块耐压性能发展现状,未做统一要求。
驱动电机系统一般与车轮机械连接,车辆最高车速对应的驱动电机转速一般低于驱动电
机系统最高工作转速,但在某些混合动力系统中的驱动电机系统存在超速可能性,故保留该
项要求。且考虑电机转速目前已达20000r/min,未来会更高,超速试验所需的转速采用原标
准会对轴承、油封、齿轮的设计裕量要求很高甚至该试验会造成部件损坏,同时参考相关国
际标准,将试验要求调整为1.1倍最高转速。
2.4输入输出特性
为了规范和统一驱动电机关键性能指标的标注方法,有利于行业参考和对比,对持续转
矩、持续功率、峰值转矩、峰值功率提出了不低于产品技术文件规定的要求。而峰值转矩、
峰值功率等特性与持续时间密切相关,考虑车辆加速要求,并综合行业反馈情况,对M1、
N1类车辆提出了10s、对M1、N1类之外车辆提出30s峰值特性要求。
新能源汽车保有量2022年已突破1000万辆,驱动电机系统作为能量转换的核心部件,
其效率的提升有利于能源的节约。考虑工信部、市场监管总局印发《电机能效提升计划(2021-
2023年)》,经行业调研,当前车用驱动电机最高效率普遍≥90%,驱动电机控制器最高效
率普遍≥95%,结合多年来中国汽车技术研究中心有限公司大量的测试数据,提出驱动电机
系统最高效率85%的最低要求,契合国家节能减排战略目标。此外,随着行业对驱动电机系
统效率的要求越来越高,技术和制造水平不断提高,高效区的分界点选择80%已不能实现对
高性能产品的对比和区分,在《产业结构调整指导目录(2019年本)》鼓励类中已采用85%
的高效区要求,为减少企业认证试验负担,将高效区分界点调整为85%,但相关限值还需要
进一步的测试结果支撑,因此未做明确限值要求。
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《电动汽车用驱动电机系统》(征求意见稿)编制说明
随着电机转速的不断提升,低转矩区的控制精度要求越来越高,同时零扭矩控制精度对
于车辆行驶阻力的测量结果有着直接影响,因此对低转矩的控制精度特别进行要求,但考虑
传感器和成本综合因素,经多次讨论选择了行业常用的较高要求,具备引领性和可行性。
考虑有些车辆中驱动电机系统与车轮连接在制动时可以断开,启动时由其他动力源驱动,
不存在堵转场景,因此堵转转矩仅对具有堵转要求的驱动电机系统。此外,馈电时不涉及堵
转场景,因此馈电时不做堵转转矩要求。
经调研国内主机厂和电机制造商,驱动电机系统作为执行器,其响应时间受整车控制器
综合各种因素后的指令控制和调节,目前驱动电机系统响应时间远超整车控制和调节需要,
相关要求因车辆设计不同而不同,无法统一,也缺乏验证的必要性,故删除了相关要求。
2.5安全性
根据相关标准规定,A级电压对人体而言属于安全电压,因此安全接地仅对直流母线电
压为B级电压的驱动电机系统要求。同时,考虑GB18384-2020相关要求,增加了“驱动电
机及驱动电机控制器位于电位均衡通路中时,距离不大于2.5m的两个可导电部分间的电阻
不应大于0.2Ω”的要求。
综合考虑驱动电机系统运行的安全性、GB18384-2020对于行驶功率降低提示要求、型
式认证中试验方法的可操作性,提出了保护功能要求,对保护策略和功能恢复提出了试验要
求,并给出了可行的测试方法。但是,部分厂家反馈因技术路线和整车中各控制系统功能划
分不同,存在不能开展某项保护功能验证情况,考虑标准不应限制技术路线发展,提出允许
企业提供相应的证明材料以完成相关保护功能验证的说明。
电动汽车用驱动电机系统直流母线电容断开外部高压连接后仍存储电荷,对于直流母线
电压为B级电压的驱动电机系统,为保证人员要求,规定驱动电机系统应该具有最低安全
措施,即被动放电功能,即使因意外导致高低压断电,一定时间后仍能完成直流母线电容的
泄放。
2.6环境适应性
低温对驱动电机系统影响主要是在启动阶段,一旦启动后随着驱动电机系统运行将不断
产生热量,润滑油、绕组等温度不断升高,因此将低温工作调整为低温启动,与低温贮存合
并为低温试验要求。中国汽车技术研究中心有限公司已开展的多次低温贮存试验中,通过对
电机绕组内部温度观察,发现多数电机10h后可以达到热浸透,结合行业其它厂家开展的类
似实验,讨论确定12h的低温贮存时间可以达到考核目的。
高温工作试验的温度结合ISO19453-2018相关要求,以及行业内多家主机厂布置传感
器测试数据,确定了表2高温工作温度要求。
考虑湿热循环产生的凝露对驱动电机系统运行安全要求更明确和有意义,删掉湿热试验,
用湿热循环要求进行了替代。
实践中,振动是造成驱动电机系统重要的失效模式,原标准参考的GB/T28046转化自
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《电动汽车用驱动电机系统》(征求意见稿)编制说明
ISO16750,该标准为道路车辆小质量电子电气设备环境试验条件,并不适用于驱动电机系
统这种大质量物体,因此推出了ISO19453系列标准,更新了振动条件,同时ISO16750也
启动修订,考虑了大质量设备振动条件,目前该标准尚在修订中,不能直接引用。此外,国
际标准振动条件开发所采用的场地与要求也不同于国内使用情况,因此起草组组织行业开展
了基于实车振动路谱的振动条件开发,经多次讨论确定了统一的试验条件和数据处理方法,
由参与的各企业根据企业标准的整车试验规范开展数据采集和分析,严苛程度满足乘用车
30万公里、商用车60万公里的使用要求,共收集反馈不同车型和安装位置的振动数据30
余条,起草组对同一车型、同一安装位置的振动数据求取各频率平均值(商用车数据量较少
选择了最大值)作为基准功率密度PSD谱,并基于RMS等效原则进行平顺处理,获得了相
应的台架振动条件,其中,振动条件分类方法基于振动源不同划分,与ISO19453和ISO16750
修订版保持一致,振动时间也与相关国际标准一致。对于反馈数据少或没有反馈的商用车电
机和动力总成上的振动数据、扫频振动直接采用相关国际标准振动条件。
防水防尘要求参考GB18384-2020的规定,不同安装位置提出不同防水防尘等级要求,
以保障车辆和驱动电机系统工作的安全性。
为了保障车辆过坑和过水坑时冷水冲击时驱动电机系统运行的安全性,增加了机械冲击
和冰水冲击试验要求,相关要求参考ISO19453。考虑实际使用场景,仅要求开展z向机械
冲击,并对于部件下表面距地面高度不小于300mm的驱动电机系统不做浸没试验要求。此
外,考虑电动汽车用驱动电机系统以转矩控制方式居多,有的未设置转速闭环控制,试验中
保持驱动电机系统的运转不具有可实施性,因此试验方法中删除了样品运行的规定。
为了验证车辆全生命周期中驱动电机系统的环境适应性,保障车辆全生命周期中驱动电
机系统在各种应用环境下使用的安全性,对湿热循环、盐雾、冰水冲击的试验对象在试验方
法中进行了特别规定,即应为振动试验后样品,鉴于试验目的的改变,上述三项试验的方法
随仍参考相关国际标准,但试验时间进行了相应缩短。此外,考虑本标准中环境适应性试验
目的,复测性能采用峰值特性测试,一者峰值特性覆盖了持续功率、持续转矩,二者可以大
大缩短验证时间。
2.6电磁兼容性
GB34660-2017中提出了ESA型式检验要求,但相关试验方法考核不全面不能保障驱
动电机系统全工况电磁兼容性,如缺少馈电工况等,因此相关要求按照GB34660-2017进行
了修改,明确了要求和试验方法。
2.7可靠性
可靠性要求有单独的标准GB/T29307,目前已完成修订,型式认证不包含该项要求,
予以删除。
2.8检验规则
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《电动汽车用驱动电机系统》(征求意见稿)编制说明
考虑出厂检验为企业自身行为,本标准仅具有参考性不具备强制性,因此删除出厂检验
规定,同时考虑国家质量监督机构和企业一致性检验需要,增加了一致性检验要求,相关条
目在附录C中进行了调整。
型式认证参考同类国家标准要求,删除了“正常生产2年应周期性进行一次检验”的规
定,同时明确停产时间为1年后,恢复生产时应开展型式认证。
考虑试验项目设置,将送样数量修改为2套,删除原标准中1套保存备用的要求,由送
样企业根据产品情况自行决定是否备用及备用数量。
考虑产业发展的成熟度、抽样产品的一致性,删除偶然失效规定。
2.9标志标识
为提升驱动电机系统型式认证结果的适用性,将额定电压调整为工作电压范围,减轻企
业认证切换额定电压时的重复认证。
对集成式驱动电机系统,增加铭牌内容要求,在驱动电机铭牌内容上增加变速比信息。
危险警告与GB18384-2020保持一致,由企业根据具体安装位置确定是否设置高压警告
标识以满足GB18384-2020规定。
2.10附录
考虑部分测功机台架自身具有转矩测量结果自校正功能,对于输出为两个半轴的驱动电
机系统校正需要考虑两端的同步性,驱动电机系统工作转矩测量结果的修正方法目前缺乏统
一认识,而原附录中的方法获得的结果不准确,存在一定的误导性,故删除相关附录。
为了标准文本的统一性和规范性,将分体式驱动电机系统绝缘电阻和耐电压要求和测试
方法相关内容作为规范性附录,增加了附录B。
3)标准修订主要变化
与GB/T18488.1—2015和GB/T18488.2—2015相比,除结构调整和编辑性改动外,主要
技术变化如下:
——更改了术语和定义(见第3章,GB/T18488.1—2015版第3章);
——删除了工作制要求(见GB/T18488.1—2015版4.1);
——删除了电压等级要求(见GB/T18488.1—2015版4.2);
——更改了一般性项目(见5.1,GB/T18488.1—2015版5.2);
——更改了输入输出特性(见5.2,GB/T18488.1—2015版5.4);
——删除了温升要求和试验方法(见GB/T18488.1—2015版5.3和GB/T18488.2—2015
版第6章);
——更改了安全性和相应试验方法(见5.3、6.4,GB/T18488.1—2015版5.5、GB/T
18488.2—2015版第8章);
——更改了环境适宜适应性和试验方法(见5.4、6.5,GB/T18488.1—2015版5.6、GB/T
18488.2—2015版第9章);
——更改了电磁兼容性能和试验方法(见5.5、6.6,GB/T18488.1—2015版5.6.7、GB/T
18488.2—2015版9.7);
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《电动汽车用驱动电机系统》(征求意见稿)编制说明
——删除了可靠性要求和试验方法(见GB/T18488.1—2015版5.7和GB/T18488.2—
2015版第10章);
——更改了检验规则(见第7章,GB/T18488.1—2015版第6章);
——更改了标志与标识(见第8章,GB/T18488.1—2015版第7章);
——删除了驱动电机系统工作转矩测量结果的修正方法(见GB/T18488.2—2015版附录
A);
——增加集成式驱动电机系统命名要求(见附录A.3);
——更改了分体式驱动电机系统绝缘电阻和耐电压技术要求和试验方法(见附录B,GB/T
18488.1—2015版5.2.7、5.2.8);
——更改了检验分类(见附录C,GB/T18488.1—2015版附录B)。
三、主要试验(或验证)情况分析
标准主要的试验项目和方法作为通用规范已在起草组各成员中经过了大量验证,包括机
械冲击、冰水冲击等,为保证标准提出的振动条件的合理性、可操作性和适用性,起草组重
点组织各单位开展了振动条件验证工作。
1.振动试验条件摸底验证
某企业对集成式驱动电机系统委托第三方对6.4.5c)振动条件开展了验证,下图是试验
样品照片及X-Y-Z三向试验曲线。
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《电动汽车用驱动电机系统》(征求意见稿)编制说明
试验结果如下:
1.振动试验严格按照测试规范进行,试验过程中未发现异常。
2.外观检查未发现明显开裂、损坏等异常
3.拆解未发现异常和损坏,拆解扭矩正常.
4.通过物理分析中未发现PCBA焊点失效,主要通过金相切片进行关键元器件焊点连
接性能检查,全部数据见供应商报告
2.验证结论
标准提出的振动试验工况具有合理性、可操作性。
四、标准中涉及专利的情况
本标准不涉及专利。
五、预期达到的社会效益等情况
本标准的修订和实施有利于提高国家电动汽车行业电驱产品全生命周期使用的安全性,
有利于行业规范化发展,引导企业的生产研发工作,为我国电动汽车行业的快速发展提供支
9
《电动汽车用驱动电机系统》(征求意见稿)编制说明
撑。
六、采用国际标准和国外先进标准的情况
本标准的部分试验借鉴了ISO19453的内容,技术指标方面和要求方面区别于ISO19453,
采用了实车振动采集数据开发了振动条件,根据实际使用条件调整了机械冲击和冰水冲击试
验要求,因此,试验的分类和严苛程度更为符合中国国情。
七、与现行相关法律、法规、规章及相关标准的协调性
本标准在电动汽车标准体系中属于关键系统及零部件分类下的电驱动系统标准,属于基
础通用类标准,与GB/T29307-2022《电动汽车用驱动电机系统可靠性试验方法》等相关标
准协调一致。
本标准被工业和信息化部发布的《新能源汽车生产企业及产品准入管理规定》(工业和
信息化部令第39号)引用,2015版标准为两个标准,修订后合并为一个标准,实施后需要对
相关条款修订。
八、重大分歧意见的处理经过和依据
无。
九、标准性质的建议说明
建议作为推荐性国家标准发布,可根据行业管理需求开展产品检验等标准具体实施的措
施。
十、贯彻标准的要求和措施建议
建议标准发布日期与实施日期间隔半年,以便于标准的传播、宣贯和产业准备。
十一、废止现行相关标准的建议
本标准发布后,建议废止GB/T18488.1—2015《电动汽车用驱动电机系统
第1部分:技术条件》和GB/T18488.2—2015《电动汽车用驱动电机系统第2
部分:试验方法》。
十二、其他应予说明的事项
无。
电动汽车用驱动电机系统标准起草组
2022年9月29日
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GB/T18488《电动汽车用驱动电机系统》(征求意见稿)编制说明
目次
一、工作简况.........................................................................................................................1
二、国家标准编制原则和确定国家标准主要内容依据.....................................................2
三、主要试验(或验证)情况分析.....................................................................................2
四、标准中涉及专利的情况.................................................................................................9
五、预期达到的社会效益等情况.........................................................................................9
六、采用国际标准和国外先进标准的情况.......................................................................10
七、与现行相关法律、法规、规章及相关标准的协调性...............................................10
八、重大分歧意见的处理经过和依据...............................................................................10
九、标准性质的建议说明...................................................................................................10
十、贯彻标准的要求和措施建议.......................................................................................10
十一、废止现行相关标准的建议.......................................................................................10
十二、其他应予说明的事项...............................................................................................10
GB/T18488《电动汽车用驱动电机系统》(征求意见稿)编制说明
《电动汽车用驱动电机系统》
(征求意见稿)
编制说明
一、工作简况
1)任务来源
驱动电机系统是电动汽车核心部件,直接影响车辆性能和用户使用体验。近年来,随着
新能源汽车的飞速发展,驱动电机系统得以大量应用,为了追求更好的车辆性能和产品性价
比,制造商、工程师和用户对于驱动电机系统的理解更加深入,对驱动电机系统的各项性能
也提出了更高的要求。在驱动电机系统研发、定型阶段,通过试验可以充分掌握和验证产品
性能,为产品的设计、整车匹配选型提供依据,从而优化电动汽车性能。中国汽车技术研究
中心有限公司密切跟踪行业发展和国内外相关标准进展情况,前期组织行业主机厂、电机生
厂厂家、检测机构和高校科研机构开展了一体化总成测评、振动条件开发等相关技术研究。
高压化、高速化、集成化成为电动汽车用驱动电机系统发展趋势,新构型下48V系统也可
以提供车辆驱动力,商用车中驱动电机系统也广泛应用,为适应驱动电机系统产品现状和未
来一段时期发展趋势,提出对GB/T18488.1-2015和GB/T18488.2-2015进行修订。
国家标准化管理委员会国标委发〔2021〕23号下达《电动汽车用驱动电机系统》推荐性
国家标准修订计划,项目计划编号为20213563-T-339。
2)主要工作过程
《电动汽车用驱动电机系统》标准修订工作于2020年正式启动,由中国汽车技术研究
中心有限公司、中汽研新能源汽车检验中心(天津)有限公司联合牵头,在对国内外主流驱
动电机系统试验标准等相关信息进行了充分的调研后,本标准修订是在“电动汽车用驱动电
机系统标准研究工作组”(下称工作组)内进行,为更好的完成编写工作,在工作组内组织
成立了标准起草组,起草组由国内外主要整车生产企业、零部件生产企业、检测机构等近20
家单位组成。
a)2020年5月,以网络会议形式召开电动汽车用驱动电机标准研究工作组2020年第一
次会议,对标准修订情况进行了介绍,。
b)对于行业反馈较为集中的驱动电机振动条件问题,汽标委秘书处设立了“电动汽车用
驱动电机系统振动条件研究小组”,并在电动汽车用驱动电机标准研究工作组范围内开展了
小组成员的征集工作,以此为基础开展驱动电机振动条件研究,共收到电动汽车整车和驱动
电机在内的十余家企业的反馈,形成了振动条件研究小组,并于2020年7月召开以网络会
议形式第一次振动小组专项会议,讨论电动汽车用驱动电机系统振动条件研究小组工作安
1
《电动汽车用驱动电机系统》(征求意见稿)编制说明
排、驱动电机系统振动工况采集方案确定、驱动电机系统振动工况采集任务安排。后续经过
召开多次振动小组专项会议,讨论最新进展并安排补充数据,于2021年11月形成初稿,后
继续补充商用车相关数据,最终于2022年7月完成振动条件定稿。
c)2020年10月于无锡召开电动汽车用驱动电机标准研究工作组2020年第二次会议,
结合完成的标准草案介绍了修订要点,并进行了充分讨论。
d)2021年6月,电动汽车用驱动电机标准研究工作组2021年第一次会议在银川召开。
来自高等院校、整车企业、零部件企业、检测机构在内的120余位专家通过现场和线上的方
式参加了此次会议,起草组专家就标准修订工作进度和主要修订方向进行了介绍,与会专家
就驱动电机系统的环境适用性、电磁兼容性、输入输出特性等重点问题展开讨论。
e)2021年12月,以网络会议形式召开电动汽车用驱动电机系统(GB/T18488)标准起
草组会议,包括整车企业、零部件供应商、检测机构在内的50余位专家参加了此次会议,
秘书处介绍了振动条件使用数据情况,与会专家讨论后认为基于前期各家提供数据构建形成
的乘用车振动工况,符合现有产品的使用要求,可以纳入到标准草案中;商用车车桥振动工
况在进行调整之后大家确认无误后也可纳入到标准中,并将以上两部分振动工况作为ISO
16750.3的中国提案,提交ISO标准起草组。对于商用车驱动电机、powertrain两个位置需
要增加数据量,如后期无更多的数据支撑,将采用ISO16750.3的振动工况作为输入使用。
会上起草组专家共同讨论了GB/T18488《电动汽车用驱动电机系统》草案,对绝缘电阻、耐
电压、电压范围、持续转矩、持续功率、峰值转矩、峰值功率、环境适应性等项目的技术要
求进行了讨论,并形成较为统一的修改意见;对功能安全要求和电磁兼容性要求进行了讨论。
f)2021年12月,电动汽车用驱动电机标准研究工作组2021年第二次会议以网络会议
形式召开。来自高等院校、整车企业、零部件企业、检测机构在内的180余位专家通过线上
的方式参加了此次会议,与会专家围绕形成的振动条件和标准其它修订展开了讨论。
g)2022年7月,以网络会议形式召开了标准起草组会议:与会专家讨论了标准要求,
包括液冷系统冷却回路密封性技术要求和试验方法、耐电压试验中漏电流限值、最高效率和
高效区限值等,决定会后由各家反馈液冷系统冷却回路密封性采用的介质、耐电压试验中漏
电流限值、以及最高效率和高效区建议值。
h)2022年9月,以网络会议形式召开了标准起草组会议,会议对上一版草案反馈意见
处理后的标准草案进行了详细讨论,确定了命名方法、一致性试验要求、保护功能要求和试
验方法等。会后起草组对反馈意见进行了整理,形成征求意见稿。
二、国家标准编制原则和确定国家标准主要内容的依据
1)编制原则
a)通用性原则:标准要考虑产品多样性,既适用于分体式驱动电机系统,也要适用于
集成式驱动电机系统,同时为车用发电机系统提供试验方法上的参考。
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《电动汽车用驱动电机系统》(征求意见稿)编制说明
b)先进性原则:标准适应当前及未来一段时期,驱动电机系统的技术集成化、高压化
发展趋势及生产应用情况,具有一定的科学先进性,对企业研发生产起到规范引导作用。
c)适应性原则:标准考虑了行业驱动电机系统的生产和应用的平均水平,行业测试设
备的平均发展水平,确保标准提出的试验考核等级与各企业经济、技术发展水平以及相关
方的承受能力相适应。
2)主要内容的论据
本标准围绕国家节能减排战略目标和新能源汽车发展战略需要,深入研究了车用驱动
电机系统使用环境下性能指标和安全要求,对国内外驱动电机系统标准等进行了充分调
研,结合主要OEM和驱动电机生产企业驱动电机系统要求和试验方法,对一般性试验、输入
输出特性试验、安全性试验、环境适应性试验、电磁兼容性试验要求和方法进行了规定,
主要解决原标准要求不统一、方法不明确、不适用集成式驱动电机系统和48V驱动电机系统
等问题。
2.1术语定义
考虑到驱动电机系统高度集成化的技术发展趋势,术语定义中增加了“分体式驱动电
机系统”、“集成式驱动电机系统”的定义,同时为了定义的准确性与统一性,修改了
“驱动电机系统”、“驱动电机控制器”、“转速控制精度”、“转矩控制精度”、“主
动放电”、“被动放电”的定义。
2.2型号命名
车用驱动电机系统工作类型固定且统一,缺乏规定的必要性,删除了工作制要求;
电动汽车电压平台一般由主机厂根据整车开发需要和零部件配套情况综合选择,在产业
发展初期有利于产品的设计和供应链培育,但产业和供应链经过多年发展,目前已形成乘用
车、商用车常用电压平台,随着快充需要,电压平台高压化趋势明显。可见随着产业发展逐
渐成熟,电压等级的要求缺乏必要性和引领作用,故删除了电压等级要求;
在附录A中增加了对集成式驱动电机系统的命名要求,考虑到集成式驱动电机系统主要
由驱动电机和驱动电机控制器组成,命名要求保持了与驱动电机、驱动电机控制器命名方
法的继承性,包含了驱动电机类型代号、尺寸规格代号、工作电压规格,增加了集成型式
代号,同时考虑电压平台发展,将工作电压规格进行了简化,并预留三位代号供厂家自行
确定。
考虑驱动电机类型发展和应用,增加了电励磁同步电机代号,鉴于有些新型电机类型
在GB/T4831中没有规定,增加其他类型驱动电机的类型代号为QT。
2.3一般性项目
驱动电机的外形和安装尺寸、质量是产品设计和匹配选型指标,驱动电机定子绕组冷态
直流电阻为研发试验的设计指标,不影响产品使用,删除了相关要求;
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《电动汽车用驱动电机系统》(征求意见稿)编制说明
随着集成式驱动电机系统发展,电机、控制器、减速器共壳体越来越多,壳体压铸技术
日趋成熟,驱动电机控制器壳体机械强度要求缺乏必要性和可执行性,故删除相关要求。
电动汽车用驱动电机系统类型多种多样,绝缘、永磁等材料性能不断提升,温升要求无
法统一。经调研,随着水冷、油冷等冷却技术和设计水平日趋成熟,日常使用中驱动电机和
控制器工作温度远低于设计最高允许温度。目前型式认证中温升测试只能采用间接方法,严
重依赖于材料性能,而材料性能并不统一,计算结果与实际温升存在差异,而各厂家研发试
验中可以依靠预埋的温度传感器准确测量温升,以便合理设计冷却条件。综合考虑,删除了
温升要求。
电动汽车用驱动电机系统为了满足电磁兼容要求一般会安装Y电容,用工频电压测试
需要拆掉该电容,为在型式认证中避免类似操作,且考虑直流动力端工作于直流电压的实际,
提出用直流电开展耐电压测试,相关国际标准也有类似做法。为了保证考核结果的一致性,
参考相关国际标准对工频电压和直流电压进行了对应转换。对于分体式驱动电机系统,考虑
本标准适用范围,保留了交流动力端子耐电压和绕组工频耐压测试要求,为保证标准文本的
规范性,统一放在附录B作为规范性附录引用。此外,表1中对于1000V以上电压平台,
考虑配套的滤波电容产品和功率模块耐压性能发展现状,未做统一要求。
驱动电机系统一般与车轮机械连接,车辆最高车速对应的驱动电机转速一般低于驱动电
机系统最高工作转速,但在某些混合动力系统中的驱动电机系统存在超速可能性,故保留该
项要求。且考虑电机转速目前已达20000r/min,未来会更高,超速试验所需的转速采用原标
准会对轴承、油封、齿轮的设计裕量要求很高甚至该试验会造成部件损坏,同时参考相关国
际标准,将试验要求调整为1.1倍最高转速。
2.4输入输出特性
为了规范和统一驱动电机关键性能指标的标注方法,有利于行业参考和对比,对持续转
矩、持续功率、峰值转矩、峰值功率提出了不低于产品技术文件规定的要求。而峰值转矩、
峰值功率等特性与持续时间密切相关,考虑车辆加速要求,并综合行业反馈情况,对M1、
N1类车辆提出了10s、对M1、N1类之外车辆提出30s峰值特性要求。
新能源汽车保有量2022年已突破1000万辆,驱动电机系统作为能量转换的核心部件,
其效率的提升有利于能源的节约。考虑工信部、市场监管总局印发《电机能效提升计划(2021-
2023年)》,经行业调研,当前车用驱动电机最高效率普遍≥90%,驱动电机控制器最高效
率普遍≥95%,结合多年来中国汽车技术研究中心有限公司大量的测试数据,提出驱动电机
系统最高效率85%的最低要求,契合国家节能减排战略目标。此外,随着行业对驱动电机系
统效率的要求越来越高,技术和制造水平不断提高,高效区的分界点选择80%已不能实现对
高性能产品的对比和区分,在《产业结构调整指导目录(2019年本)》鼓励类中已采用85%
的高效区要求,为减少企业认证试验负担,将高效区分界点调整为85%,但相关限值还需要
进一步的测试结果支撑,因此未做明确限值要求。
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《电动汽车用驱动电机系统》(征求意见稿)编制说明
随着电机转速的不断提升,低转矩区的控制精度要求越来越高,同时零扭矩控制精度对
于车辆行驶阻力的测量结果有着直接影响,因此对低转矩的控制精度特别进行要求,但考虑
传感器和成本综合因素,经多次讨论选择了行业常用的较高要求,具备引领性和可行性。
考虑有些车辆中驱动电机系统与车轮连接在制动时可以断开,启动时由其他动力源驱动,
不存在堵转场景,因此堵转转矩仅对具有堵转要求的驱动电机系统。此外,馈电时不涉及堵
转场景,因此馈电时不做堵转转矩要求。
经调研国内主机厂和电机制造商,驱动电机系统作为执行器,其响应时间受整车控制器
综合各种因素后的指令控制和调节,目前驱动电机系统响应时间远超整车控制和调节需要,
相关要求因车辆设计不同而不同,无法统一,也缺乏验证的必要性,故删除了相关要求。
2.5安全性
根据相关标准规定,A级电压对人体而言属于安全电压,因此安全接地仅对直流母线电
压为B级电压的驱动电机系统要求。同时,考虑GB18384-2020相关要求,增加了“驱动电
机及驱动电机控制器位于电位均衡通路中时,距离不大于2.5m的两个可导电部分间的电阻
不应大于0.2Ω”的要求。
综合考虑驱动电机系统运行的安全性、GB18384
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