《道路车辆 电动汽车驱动系统用电气及电子设备的环境条件和试验第3部分：机械负荷gbt 42284.3-2022》详细解读

《道路车辆电动汽车驱动系统用电气及电子设备的环境条件和试验第3部分：机械负荷gb/t42284.3-2022》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语和定义4试验和要求4.1振动4.2机械冲击4.3自由跌落4.4外表强度/划痕和耐磨性能contents目录4.5碎石冲击5机械负荷代码字母附录A(资料性)振动试验曲线建立指南A.1范围A.2一般规定A.3平均控制法A.4确定动力系统振动特性和试验持续时间的方法A.5测定车身振动曲线和试验时间的方法contents目录A.6对Basquin模型的解释A.7循环次数的测量数据附录B(资料性)按设备安装位置推荐的机械要求参考文献011范围适用对象本部分适用于道路车辆电动汽车驱动系统用电气及电子设备。具体涵盖纯电动汽车、混合动力汽车以及插电式混合动力汽车的驱动系统相关电气及电子设备。规定了电动汽车驱动系统用电气及电子设备在机械负荷方面的环境条件和试验方法。涉及的设备包括但不限于电池管理系统、电机控制器、DC/DC变换器等关键部件。涉及内容不适用范围本部分不适用于非道路用电动汽车，如场地车、观光车等。也不适用于已经安装在车辆上的其他非驱动系统相关的电气及电子设备。““022规范性引用文件123GB/TXXXX.X-XXXX电动汽车术语（该标准中界定了电动汽车及其相关技术和部件的术语和定义）GB/TXXXX.X-XXXX电动汽车安全要求（该标准规定了电动汽车的安全性能要求，包括电池、电机等关键部件）GB/TXXXX.X-XXXX电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法（详细说明了电动汽车动力电池的安全性测试方法和指标）国家标准行业标准QC/TXXXX-XXXX电动汽车用驱动电机系统技术条件（为电动汽车驱动电机系统的技术性能提供了具体的规定）QC/TXXXX-XXXX电动汽车用电机控制器技术条件（规定了电机控制器的技术要求，确保其性能和安全性）ISOXXXXXXXX道路车辆-电动汽车的能量储存系统-性能要求和试验方法（为电动汽车储能系统的性能和安全性提供了国际标准）IECXXXXXXXX电动汽车充电接口（规定了电动汽车充电接口的技术要求和测试方法，确保其兼容性和安全性）国际标准以上所列标准仅为示例，并非实际标准编号。在实际应用中，应引用最新、有效的标准编号，并确保所引用的标准与本文档的内容和要求相一致。同时，随着技术和标准的不断更新，使用本文档时应关注相关标准的最新版本。备注033术语和定义指电动汽车中用于驱动车辆行驶的系统，包括电动机、电池组、控制器等关键部件。电动汽车驱动系统在电动汽车驱动系统中使用的电气和电子设备，如传感器、执行器、控制单元等。电气及电子设备指设备在正常工作或运输过程中受到的机械应力，如振动、冲击等。机械负荷术语解释010203标准要求本部分标准规定了电动汽车驱动系统用电气及电子设备在机械负荷方面的环境条件和试验方法，旨在确保设备在各种机械应力作用下的正常工作。环境条件指电动汽车驱动系统用电气及电子设备在正常工作、存储和运输过程中可能遇到的环境因素，如温度、湿度、振动等。试验方法为了验证电气及电子设备在特定环境条件下的性能和可靠性而进行的一系列测试，包括机械负荷试验、高温试验、低温试验等。定义概述044试验和要求验证电动汽车驱动系统用电气及电子设备在受到机械冲击时的性能稳定性。试验目的试验方法判定标准按照标准规定的冲击条件和参数，对被试设备进行冲击测试，并观察其性能变化。被试设备在冲击试验后应能正常工作，无损坏且性能稳定。4.1机械冲击试验试验目的将被试设备安装在振动台上，按照规定的振动条件和参数进行振动测试。试验方法判定标准被试设备在振动试验后应无明显的结构损坏，且性能保持稳定。模拟电动汽车在实际行驶过程中遇到的振动环境，检验电气及电子设备的耐振动性能。4.2振动试验评估电动汽车驱动系统用电气及电子设备在意外跌落时的抗冲击能力。试验目的将被试设备从规定高度跌落到硬质地面上，观察其结构损坏情况和性能变化。试验方法被试设备在跌落试验后应不出现严重的结构损坏，且仍能保持一定的性能。判定标准4.3跌落试验试验目的模拟电动汽车在实际使用中可能遇到的各种机械应力，以检验电气及电子设备的综合性能。试验方法结合机械冲击、振动、跌落等多种应力条件，对被试设备进行综合测试。判定标准被试设备在综合应力试验后应能保持良好的工作性能和结构完整性。4.4综合应力试验054.1振动随机振动模拟车辆行驶过程中路面不平引起的颠簸和震动。正弦振动模拟特定频率下的机械振动，检验设备在固定频率下的耐振性能。振动类型试验方法与步骤确定试验参数包括振动频率、加速度、振动时间等。安装与固定将受试设备按照实际使用情况安装在振动台上，并确保其牢固。进行振动试验按照设定的参数进行振动试验，并记录试验过程中的数据。试验后检查振动试验结束后，对受试设备进行检查，记录其状态及性能变化。根据试验数据，评估受试设备在振动环境下的性能表现。性能评估依据相关国家或行业标准，判断受试设备是否满足要求。判定标准评估与判定试验过程中应密切关注受试设备的状态，及时发现并处理异常情况。试验结束后，应对受试设备进行全面的检查和测试，确保其性能和安全性。在进行振动试验前，应对受试设备进行外观检查，确保其完好无损。注意事项064.2机械冲击010203验证电动汽车驱动系统用电气及电子设备在受到机械冲击时的稳定性和可靠性。评估设备在运输、安装和使用过程中可能遇到的机械冲击对其性能的影响。为设备的设计和生产提供改进依据，以提高其抗冲击能力。试验目的确定试验样品和安装位置，确保其与实际使用情况相符。设定冲击加速度、速度和持续时间等试验参数，以模拟实际使用中可能遇到的冲击情况。选择合适的冲击设备和试验方法，如自由跌落、摆锤冲击等。进行试验并记录数据，包括冲击前后的设备性能变化、结构损坏情况等。试验方法对比冲击前后的设备性能数据，评估机械冲击对设备性能的影响程度。试验结果分析检查设备结构是否出现损坏或变形，分析其原因并提出改进措施。根据试验结果，对设备的抗冲击能力进行综合评价，并给出改进建议。注意事项010203在进行机械冲击试验前，应对设备进行全面的检查和测试，确保其处于正常工作状态。试验过程中应保证操作人员的安全，避免发生意外事故。试验结束后，应对设备进行必要的维护和保养，以确保其长期稳定运行。074.3自由跌落试验目的验证电动汽车驱动系统用电气及电子设备在受到意外跌落时的抗冲击能力。01评估设备在跌落过程中是否能保持结构完整性和功能性。02检测设备内部元件是否因跌落而受损或移位。03确定试验样品的质量和尺寸，选择合适的跌落高度和跌落面。试验方法01将试验样品固定在跌落台上，确保其稳定且不会翻滚。02释放跌落台，使试验样品自由落体撞击到指定的跌落面上。03检查试验样品在跌落后的外观、结构和功能是否完好。04评判标准0302试验样品在跌落后应无明显的外观损伤，如裂纹、变形等。01内部元件应无松动、断裂或短路等现象。设备应能继续保持其原有的功能，且性能稳定。010203在进行自由跌落试验前，应对试验样品进行全面的外观和功能检查，确保其完好无损。应选择合适的跌落高度和跌落面，以模拟实际使用过程中可能遇到的跌落情况。试验过程中应保证操作人员的安全，避免样品在跌落过程中弹起伤人。注意事项084.4外表强度/划痕和耐磨性能冲击试验按照标准规定的方法进行冲击试验，以检验电动汽车驱动系统用电气及电子设备的外壳是否具备足够的强度，能否在受到外力冲击时保护内部电路和电子元件不受损坏。耐压试验外表强度通过施加一定的压力，测试设备的外壳是否能够承受正常工作中可能遇到的压力，以确保其在使用过程中的安全性和稳定性。0102划痕试验采用标准的划痕试验方法，模拟设备在日常使用过程中可能遇到的划痕情况，以评估其外壳材料的抗划痕性能。划痕评估标准制定明确的划痕评估标准，根据划痕的深度、长度和数量等指标，对设备的划痕性能进行量化评估。划痕性能VS通过模拟设备在长期使用过程中可能遇到的磨损情况，进行耐磨试验，以检验设备外壳材料的耐磨性能。耐磨性评估根据耐磨试验后的设备外壳磨损情况，评估其耐磨性能，为设备的维护和更换提供参考依据。同时，耐磨性能也是衡量设备质量和可靠性的重要指标之一。耐磨试验耐磨性能094.5碎石冲击试验目的验证电动汽车驱动系统用电气及电子设备在碎石冲击环境下的耐受能力。01评估设备在碎石冲击后是否仍能正常工作，性能是否受到影响。02为电动汽车驱动系统的设计提供参考，以提高其在恶劣环境下的可靠性和耐久性。03试验设备与方法010203试验设备碎石冲击试验机、受试设备（电动汽车驱动系统用电气及电子设备）。试验方法将受试设备固定在试验台上，以一定速度和角度向受试设备投射碎石，模拟实际使用中可能遇到的碎石冲击情况。碎石选择根据标准规定，选择合适的碎石进行试验，以确保试验的有效性和可比性。准备受试设备和碎石冲击试验机，确保设备状态良好。01试验结束后，对受试设备进行检查和测试，评估其性能和可靠性是否受到影响。04将受试设备固定在试验台上，调整碎石冲击试验机的参数，如投射速度、角度和碎石数量等。02根据试验结果，分析受试设备在碎石冲击环境下的耐受能力，并提出改进建议。05开始进行碎石冲击试验，记录试验过程中的相关数据，如冲击次数、碎石大小和形状等。03试验步骤与要求对试验结果进行详细分析，包括受试设备的损坏情况、性能变化情况等。对于未通过试验的受试设备，应进一步分析其失败原因，并提出改进措施。根据标准规定，判定受试设备是否通过碎石冲击试验，是否满足相关要求。总结试验结果，为电动汽车驱动系统的设计、生产和使用提供参考依据。结果分析与判定105机械负荷代码字母机械负荷代码的定义机械负荷代码是用来描述电动汽车驱动系统电气及电子设备在机械负荷方面所能承受的应力等级的标识。该代码由一系列字母组成，每个字母代表不同的机械负荷类型和等级。表示设备可以承受持续或反复的振动负荷。M表示设备可以承受冲击负荷，如车辆碰撞或紧急制动等情况产生的冲击力。S表示设备具有一定的防护等级，能够抵御外部物体的侵入，如尘土、水分等。R机械负荷代码字母的含义机械负荷代码的应用在电动汽车驱动系统的设计和生产过程中，机械负荷代码是评估电气及电子设备性能和安全性的重要指标。制造商可以根据实际需求和使用环境，选择合适的机械负荷代码，以确保设备在各种机械应力作用下的稳定性和可靠性。为了确保电气及电子设备符合所声明的机械负荷代码要求，需要进行一系列的测试和验证。这些测试包括但不限于振动测试、冲击测试和防护等级测试，以模拟设备在实际使用过程中可能遇到的各种机械应力情况。机械负荷代码的测试与验证11附录A(资料性)振动试验曲线建立指南确定试验频率范围根据电动汽车驱动系统电气及电子设备在实际运行中可能遇到的振动频率，确定试验的频率范围。考虑的振动频率范围应涵盖低频到高频，以模拟不同路况和行驶状态下的振动情况。““选择合适的振动波形根据实际振动环境，选择适合的振动波形，如正弦波、随机波等。波形选择应基于设备在实际使用中可能遇到的振动类型，以确保试验的有效性和可靠性。确定振动幅值和加速度根据电动汽车驱动系统电气及电子设备在实际运行中的振动强度，确定试验的振动幅值和加速度。幅值和加速度的设置应能够模拟设备在实际使用中的最恶劣情况，以验证其耐振性能。根据设备的使用寿命和预期工作环境，制定合理的试验时间和周期。试验时间应足够长，以充分暴露设备在振动环境下的性能变化和潜在故障。制定试验时间和周期试验过程监控与记录在试验过程中，对设备的运行状态进行实时监控，记录关键参数的变化情况。如发现异常情况，应及时记录并分析原因，为后续的设备改进提供依据。12A.1范围纯电动汽车混合动力汽车（含插电式混合动力汽车）本部分适用的车辆类型燃料电池汽车本部分涉及的环境条件和试验机械冲击和振动试验01恒定加速度试验02冲击和碰撞试验03确保电动汽车驱动系统用电气及电子设备在机械负荷方面的安全性和可靠性为电动汽车的设计、生产和销售提供统一的试验方法和评价标准推动电动汽车行业的健康发展，提高我国电动汽车的市场竞争力标准的制定目的01020313A.2一般规定本部分适用于电动汽车驱动系统用电气及电子设备的机械负荷试验。旨在确保电动汽车驱动系统在各种机械负荷条件下能正常工作，提高整车的安全性和可靠性。规定了设备在正常使用、运输和存储过程中可能遇到的机械负荷条件及相应的试验方法。A.2.1适用范围01机械负荷指设备在使用过程中受到的振动、冲击、碰撞等机械应力。A.2.2术语和定义02试验样品指进行机械负荷试验的电动汽车驱动系统用电气及电子设备。03工作状态指试验样品在机械负荷试验过程中所处的工作状态，包括通电工作和断电静止两种状态。A.2.3试验条件试验相对湿度应满足设备正常工作的相对湿度范围。试验环境温度应满足设备正常工作的环境温度范围。应能产生半正弦波或矩形波的冲击脉冲，且冲击加速度和脉冲持续时间可调。冲击试验台应能模拟实车碰撞过程，对试验样品进行碰撞试验。碰撞试验装置应能产生正弦振动和随机振动，且频率和振幅可调。振动试验台A.2.4试验设备及要求14A.3平均控制法标准名称本部分标准详细规定了电动汽车驱动系统用电气及电子设备在机械负荷方面的环境条件和试验方法。A.标准概述发布与实施该标准于2022年12月30日发布，并于2023年7月1日正式实施，为国家市场监督管理总局和国家标准化管理委员会共同发布。目的与意义随着电动汽车的快速发展，对电动汽车驱动系统用电气和电子设备的环境评价条件和试验方法提出了更高要求。本标准的制定旨在规范相关设备的机械负荷测试，确保其性能稳定、安全可靠。试验要求各项试验均详细规定了试验条件、试验方法和评判标准，确保试验结果的准确性和可比性。试验范围本标准涵盖了电动汽车驱动系统用电气及电子设备在机械负荷方面的多项试验，包括但不限于振动、机械冲击、自由跌落、外表强度/划痕和耐磨性能以及碎石冲击等。安全性能评估通过一系列严格的机械负荷试验，评估电气及电子设备在恶劣环境下的安全性能，为电动汽车的可靠运行提供有力保障。B.机械负荷试验详解技术创新推动：严格的试验标准和要求将促使企业加大技术研发投入，推动相关技术的创新和发展。市场竞争力提升：符合本标准的产品将更具市场竞争力，有助于提升整个电动汽车产业链的水平和形象。总的来说，GB/T42284.3-2022《道路车辆电动汽车驱动系统用电气及电子设备的环境条件和试验第3部分：机械负荷》的发布与实施，对于规范电动汽车驱动系统用电气及电子设备的机械负荷测试具有重要意义，将有力推动电动汽车行业的健康、持续发展。行业规范化：本标准的实施有助于推动电动汽车驱动系统用电气及电子设备行业的规范化发展，提高产品质量和可靠性。C.标准实施的影响与意义15A.4确定动力系统振动特性和试验持续时间的方法振动特性确定01通过对电动汽车驱动系统在运行过程中的振动信号进行采集和分析，获取其频谱特性，包括主频、振幅等信息，从而确定其振动特性。通过对驱动系统进行模态分析，了解其固有频率和振型，为后续的振动试验提供依据。通过测量驱动系统输入输出之间的传递函数，了解其动态特性，包括振动传递路径和衰减特性等。0203频谱分析模态分析传递函数测量试验持续时间确定疲劳寿命预测基于材料的疲劳特性和应力水平，预测驱动系统在振动环境下的疲劳寿命，从而确定试验的持续时间。损伤容限分析通过对驱动系统进行损伤容限分析，了解其在振动环境下的损伤演化规律和临界损伤状态，为确定试验持续时间提供参考。相似性分析参考类似产品或系统的振动试验数据，通过相似性分析来估算试验的持续时间，确保试验的有效性和可比性。16A.5测定车身振动曲线和试验时间的方法A.5测定车身振动曲线和试验时间的方法振动曲线测定01使用专业的振动测量设备，如加速度计或振动传感器。02将测量设备安装在电动汽车车身的关键部位，以捕捉振动数据。03A.5测定车身振动曲线和试验时间的方法在不同的驾驶条件下（如平稳行驶、加速、减速、转弯等）进行多次测量。记录和分析测量数据，以得出车身在不同条件下的振动曲线。试验时间确定根据测定的振动曲线，选择具有代表性的时间段作为试验时间。考虑电动汽车在实际使用中可能遇到的各种驾驶条件和路面状况。A.5测定车身振动曲线和试验时间的方法010203确保试验时间足够长，以充分评估电气及电子设备在机械负荷下的性能和可靠性。安全性：在进行振动测量时，应确保测量设备和人员的安全，避免在危险或极端条件下进行测量。此外，在进行车身振动曲线测定和试验时间确定时，还需要注意以下几点A.5测定车身振动曲线和试验时间的方法使用高精度的测量设备，并确保设备的校准和维护，以获得准确的振动数据。准确性为了确保试验结果的可靠性，应在相同的条件下进行多次测量和试验，以验证结果的稳定性和一致性。可重复性A.5测定车身振动曲线和试验时间的方法17A.6对Basquin模型的解释Basquin模型是一种用于预测材料在循环加载条件下的疲劳寿命的模型。以下是关于Basquin模型的详细解释A.6对Basquin模型的解释1.模型起源与意义A.6对Basquin模型的解释Basquin模型由EmileBasquin在1923年提出，是金属材料疲劳寿命预测的重要工具。该模型有助于工程师在设计阶段预测产品的使用寿命，从而优化设计和材料选择。A.6对Basquin模型的解释0102032.模型公式Basquin方程的公式形式通常为：N=C*(ΔS)^m，其中N表示循环寿命次数，ΔS表示应力变幅，C和m是通过实验数据拟合得到的常数。这个公式揭示了应力变幅与疲劳寿命之间的关系，即应力变幅越小，疲劳寿命越长。A.6对Basquin模型的解释通过应用该模型，可以对不同应力水平下的设备寿命进行预测，从而指导产品的设计和改进。在电动汽车驱动系统用电气及电子设备的环境条件和试验中，Basquin模型可用于评估设备在机械负荷作用下的疲劳寿命。3.模型应用010203A.6对Basquin模型的解释4.模型局限性Basquin模型是一种经验公式，其准确性依赖于实验数据的拟合程度。该模型仅适用于一定范围内的应力和寿命数据，超出特定范围可能需要使用其他疲劳寿命模型。实验数据的重要性为了准确应用Basquin模型，需要收集大量的实验数据来拟合C和m值。实验数据的准确性和完整性对模型的预测精度至关重要。综上所述，Basquin模型在电动汽车驱动系统用电气及电子设备的环境条件和试验中发挥着重要作用，它能够帮助工程师预测设备在机械负荷作用下的疲劳寿命，从而指导产品的设计和优化。然而，应用该模型时需要注意其局限性，并结合实验数据进行准确预测。A.6对Basquin模型的解释18A.7循环次数的测量数据通过专门的计数器或测试软件，直接记录循环的次数。直接计数法基于设备使用时间、运行频率等参数，间接推算出循环次数。间接推算法测量方法数据记录与处理对记录