T-CAAMTB 134-2023 T-CECA-G 0239-2023 质量分级及“领跑者”评价要求 电动汽车用驱动电机系统

ICS43.040.99CCST47质量分级及“领跑者”评价要求电动汽车用驱动电机系统Assessmentrequirementsforqualitygradingandforerunner—DriveMotorSystemI 2规范性引用文件 3术语和定义 4基本要求 35评价指标及要求 36评价方法及等级划分 6附录A（规范性）高效占比试验方法 7附录B（规范性）功率/转矩密度试验方法 附录C（规范性）驱动电机系统工况能效试验方法 附录D（规范性）驱动电机系统性能抗衰试验和评价方法 附录E（规范性）驱动电机系统高温性能试验和评价方法 本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》和T/CAS700—2023、T/CSTE0321—2023《质量分级及“领跑者”评价标准编制通则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国汽车工业协会、中国节能协会和企业标准“领跑者”工作委员会提出。本文件由中国汽车工业协会、中国节能协会归口。本文件起草单位：中国汽车工程研究院股份有限公司、中汽院新能源科技有限公司、中国第一汽车股份有限公司、北京汽车研究总院有限公司、重庆金康动力新能源有限公司、厦门国创中心先进电驱动技术创新中心、浙江盘毂动力科技有限公司、东风柳州汽车有限公司、蜂巢传动系统（江苏）有限公司、重庆长安新能源汽车科技有限公司、郑州智驱科技有限公司、宇通客车股份有限公司、中通客车股份有限公司、广州小鹏汽车科技有限公司、上汽通用五菱汽车股份有限公司、一汽中车电驱动系统有限公司、一汽解放汽车有限公司、泛亚汽车技术中心有限公司、上海理想汽车科技有限公司、奇瑞商用车（安徽）有限公司、威迪斯电机技术（上海）有限公司、威睿电动汽车技术（宁波）有限公司、长安福特汽车有限公司、苏州汇川联合动力系统有限公司、合肥阳光电动力科技有限公司、浙江方正电机股份有限公司、上海蔚来汽车有限公司、比亚迪汽车工业有限公司、华为数字能源技术有限公司、上汽创新研究院开发总院、中国标准化研究院。本文件主要起草人：阮廷勇、鲍欢欢、杜全辉、晏飘、吴俊林、贾志强、刘鑫、邓有志、周亚棱、梁佳韵、万京、徐江锋、文彦东、梁亚非、李志华、汪志刚、邢杰、方德华、丘云燕、黄真、何丽娜、周洪波、宋政委、康娟、张振宁、王波、王晓斌、罗彩煌、罗文庆、文甄、刘鹏飞、魏寒、蒋青松、孙新函、钱慧杰、李怏、王栋、褚小俊、祝昆仑、温成富、钱建林、涂德正、朱松伟、李艳、吕好、黄炳健、马文武、孔维兴、吴优、杜利锋、周鲁立、赵学智、黄兴。本文件为首次发布。1质量分级及“领跑者”评价要求电动汽车用驱动电机系统本文件规定了电动汽车用驱动电机系统质量及企业标准水平的基本要求、评价指标及要求、评价方法及等级划分。本文件适用于将车载电能转化为车辆行驶机械能的驱动电机系统。本文件适用于电动汽车用驱动电机系统质量和企业标准水平评价。相关机构开展质量分级和企业标准水平评估、“领跑者”评价以及相关认证时可参照使用，企业在制定企业标准时也可参照本文件。下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T4208-2017外壳防护等级（IP代码）GB/T18488.1-2015电动汽车用驱动电机系统第1部分：技术条件GB/T18488.2-2015电动汽车用驱动电机系统第2部分：试验方法GB/T19596-2017电动汽车术语GB/T29307-2012电动汽车用驱动电机系统可靠性试验方法GB/T36282-2018电动汽车用驱动电机系统电磁兼容性要求和试验方法T/CECA-G0159-2022电动汽车用电驱动系统工况能效技术要求及试验方法GB/T19596界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1驱动电机系统drivemotorsystem安装在电动汽车上，为车辆行驶提供驱动力实现机械能与电能间相互转化的系统。驱动电机系统按结构集成形式可分为分体式驱动电机系统和集成式驱动电机系统，按冷却方式可分为液冷式驱动电机系统、风冷式驱动电机系统和自冷式驱动电机系统，按应用对象可分为轻型汽车用驱动电机系统和重型商用车用驱动电机系统。3.1.1分体式驱动电机系统independentdrivemotorsystem驱动电机、驱动电机控制器及他们工作必须的辅助装置的组合，且驱动电机及驱动电机控制器未集成于一体。2注：如驱动电机控制器与其他功率模块集成于一体，本文件只对驱动电机控制器及其工作所必须的辅助部分进行要求。3.1.2集成式驱动电机系统intergrateddrivemotorsystem驱动电机、驱动电机控制器、变速装置及他们工作必须的辅助装置的组合，且部分或全部集成于一体。注：如变速装置为多个挡位时，测试时应按预定的策略进行挡位切换；由两个或多个驱动电机集成于一体，则视为一个集成式驱动电机系统。3.1.3液冷式驱动电机系统liquidcoolingdrivemotorsystem部分或全部工况下需要利用外部循环的冷却介质来实现温度调节的驱动电机系统。外部循环的冷却介质通常为液态或气态。3.1.4风冷式驱动电机系统fancoolingdrivemotorsystem部分或全部工况下需要利用外部风扇来实现温度调节的驱动电机系统。3.1.5自冷式驱动电机系统nocoolingdevicedrivemotorsystem全部工况下均不需要借助外部冷却装置来实现温度调节的驱动电机系统。3.1.6高转速型驱动电机系统high-speeddrivemotorsystem驱动电机的最高工作转速超过6000rpm且驱动电机的峰值转矩不超过500Nm的驱动电机系统，通常搭载应用于轻型汽车。3.1.7高转矩型驱动电机系统hightorquedrivemotorsystem驱动电机的峰值转矩不小于500Nm且驱动电机最高工作转速不超过6000rpm的驱动电机系统，通常搭载应用于重型商用车。3.2工况能效cycleefficiency在规定的测试工况和试验方法下，驱动电机系统的能量转化效率。3.3持续转矩continuoustorque以制造商规定的条件下，驱动电机系统能够长期工作的最大转矩。3.43最大转矩maxtorque以制造商规定的条件下，驱动电机系统在某一转速下输出转矩的最大值。3.5转矩控制精度torquecontrolaccuracy转矩实际值与转矩期望值的偏差绝对值的最大值。3.6高效区占比highefficiencyarearatio系统效率不低于85%的区域占总工作区的百分比数值。3.7额定转速ratedspeed驱动电机系统能够输出峰值转矩的最大转速。4.1近三年，企业无较大及以上质量、环境、安全等事故。4.2企业应未列入国家信用信息严重失信主体相关名录。4.3企业可根据GB/T19001、GB/T23331、GB/T24001、GB/T45001建立并运行相应质量、能源、环境和职业健康安全等管理体系，鼓励企业根据自身运营情况建立其他高水平的相关管理体系；4.4产品应为量产产品，电动汽车用驱动电机系统领跑标准应满足国家强制性标准及相关要求。5.1评价指标分类5.1.1电动汽车用驱动电机系统质量分级及“领跑者”评价指标体系包括基础指标、核心指标和创新性指标。5.1.2基础指标包括：液冷系统冷却回路密封性能、绝缘电阻、耐电压、安全性、耐盐雾性能、耐振动、防护等级，其中液冷系统冷却回路密封性能仅适用于液冷式驱动电机系统。5.1.3核心指标包括：高效区占比、功率/转矩密度、电磁兼容性。核心指标分为三个等级，包括先进水平，相当于企标排行榜中5星级水平；平均水平，相当于企标排行榜中4星级水平；基准水平，相当于企标排行榜中3星级水平。5.1.4创新性指标包括：工况能效、性能抗衰、结构抗衰或高温性能。划分成平均水平、先进水平和基准水平三个等级，其中先进水平相当于企标排行榜中的5星级水平，平均水平相当于企标排行榜中4星级水平，基准水平相当于企标排行榜中的3星级水平;鼓励根据条件成熟情况适时增加与产品性能和消费者关注的相关创新性指标。45.2评价指标体系框架5.2.1“质量分级及“领跑者”评价要求电动汽车用驱动电机系统”标准评价指标体系框架符合表1和表2的规定。表1液冷式驱动电机系统评价指标体系法123456789 /扭度标；；5表2风冷式驱动电机系统和自冷式驱动电机系统评价指标体系型1标52345567标8966.1对具体产品企业标准的全部指标进行综合评价，评价结果划分为先进水平（5星级）、平均水平（4星级）、基准水平（3星级划分依据见表3和表4。6.2综合评价满足表3和表4中先进水平要求的企业标准为先进水平（5星级企业标准进入所对应具体产品的企业标准“领跑者”入围名单。6.3综合评价满足表3和表4中平均水平要求的企业标准为平均水平（4星级）。6.4综合评价满足表3和表4中基准水平要求的企业标准为基准水平（3星级）。表3电动汽车用液冷式驱动电机系统指标评价要求及等级划分核心指标至少2项达到先进水平（5星核心指标至少1项达到先进水平（5星准水平（3星级）要求表4电动汽车用风冷式驱动电机系统和自冷式驱动电机系统指标评价要求及等级划分核心指标至少1项达到先进水平（5星级）求，1项达到基准水平（3星要求，2项达到基准水平（3星级）要求7（规范性）高效占比试验方法A.1范围该方法适用于电动汽车用驱动电机系统。A.2试验准备参考GB/T18488.2-2015第4部分规定的要求执行。A.3试验方法A.3.1试验基本要求a)测试电压分别设定为额定电压、90%×额定电压；b)液冷式驱动电机系统冷却液入口温度22±2℃,流量为产品技术文件规定的推荐值；c)测试过程中电机绕组温度应大于60℃且小于120℃;d)测量时，各仪器的读数应同时读取并记录；e)测量时，电压和电流的测量点应在驱动电机控制器靠近接线端子处，驱动电机的工作转矩和转速宜直接在驱动电机轴端测量，此时，驱动电机轴端和转矩转速测量设备之间应是刚性连接。A.3.2转速测试点的选取在低转速区域和最高转速区域测试点的取点更为密集，转速测试点按以下规则选取。集成式驱动电机系统根据驱动电机的输出转速进行转速点的选取。高转速型驱动电机系统转速测试点选取规则：a)在0rpm至1000rpm转速范围内按200rpm的间隔进行转速点的选取，最低转速测试点推荐选取200rpm；b)在1000rpm至大于额定转速的第一个500rpm整倍数转速点范围内按500rpm的间隔进行转速点选取，且应包含额定转速点；c)在大于额定转速的第一个500rpm整倍数转速点至最高工作转速范围内按1000rpm的间隔进行转速点选取，且应包含最高工作转速点；d)补充选择小于最高工作转速点的第一个和第三个500rpm整倍数转速点。高转矩型驱动电机系统转速测试点选取规则：a)在0rpm至1000rpm转速范围内按100rpm的间隔进行转速点的选取，最低转速测试点推荐选取100rpm；b)在1000rpm至大于额定转速的第一个250rpm整倍数转速点范围内按250rpm的间隔进行转速点选取，且应包含额定转速点；c)在大于额定转速的第一个250rpm整倍数点至最高工作转速范围内按500rpm的间隔进行转速点选取，且应包含最高转速点；d)补充选择小于最高工作转速点的第一个和第三个250rpm整倍数转速点。A.3.3转矩给定点的选取8在低转矩区域转矩给定点的选取更为密集，转矩给定点按以下规则选取。集成式驱动电机系统根据驱动电机的输出转矩进行转矩点的选取。高转速型驱动电机系统转矩给定点选取规则：a)在0Nm至30Nm转矩范围内按5Nm的间隔进行转矩给定点的选取，最小转矩给定点推荐选取5Nm；b)在30Nm至100Nm转矩范围内按10Nm的间隔进行转矩给定点的选取；c)在100Nm至峰值转矩范围内按25Nm的间隔进行转矩给定点的选取，且应包含峰值转矩；d)各转速测试点按上述a)、b）、c)规则选取转矩给定点，额定转速及以下范围内以峰值转矩作为转矩给定点选取的截止条件，额定转速以上按峰值功率曲线所对应的最大转矩为转矩给定点选取的截止条件；e)额定转速以内的各转速测试点补充选择持续转矩作为转矩给定点，额定转速以上的各转速测试点补充该转速下持续功率和峰值功率所对应的转矩作为转矩给定点。高转矩型驱动电机系统转矩给定点选取规则：a)在0Nm至100Nm转矩范围内按20Nm的间隔进行转矩给定点的选取，最小转矩给定点推荐选取20Nm；b)在100Nm至500Nm转矩范围内按50Nm的间隔进行转矩给定点的选取；c)在500Nm至峰值转矩范围内按100Nm的间隔进行转矩给定点的选取，且应包含峰值转矩；d)各转速测试点按上f)、g)、e)规则选取转矩给定点，额定转速及以下范围内以峰值转矩作为转矩给定点选取的截止条件，额定转速以上按峰值功率曲线所对应的最大转矩为转矩给定点选取的截止条件；e)额定转速以内的各转速测试点补充选择持续转矩作为转矩给定点，额定转速以上的各转速测试点补充该转速下持续功率和峰值功率所对应的转矩作为转矩给定点。说明：驱动电机系统的正转方向应与车辆的前进行驶保持一致，本试验方法只对驱动电机系统的第一象限进行测试。A.3.4效率测试与计算在每个转速-转矩测试点的测试过程中，应在驱动电机系统处于稳定工作状态后，同步记录直流母线电压、直流母线电流、驱动电机系统输出转速、驱动电机系统输出转矩，并计算得到该测试点的效率值。A.3.5高效区占比计算方法根据实际测试的数据，按照线性插值的方法分别绘制额定电压和90%额定电压下的系统效率map图，并通过计算效率大于等于85%的区间面积占比分别得到两种测试条件下的高效占比，然后按照算术平均的方法计算得到驱动电机系统的高效占比，计算结果保留小数点后两位。面积占比推荐采用网格法进行计算，具体实施方法如下：a)根据实测数据绘制转速-转矩工作区，并延伸至坐标轴；9b)将转速-转矩工作区等额划分为2000×2000的网格，转速-转矩工作区以内的网格视为有效网格；c)按照线性插值的方法计算每个有效网格的效率数据；d)分别对转速-转矩工作区的有效网格、效率大于等于85%的高效区网格进行计数；e)高效区网格数除以转速-转矩工作区的有效网格数再乘以100%得到高效区占比，结果保留小数点后两位。（规范性）功率/转矩密度试验方法B.1范围该方法适用于电动汽车用驱动电机系统。B.2试验准备参考GB/T18488.2-2015第4部分规定的要求执行。B.3试验方法B.3.1试验基本要求a）测试电压设定为额定工作电压，电动状态，冷却系统工作2h后开始试验。b）液冷式驱动电机系统冷却液入口温度（60±2）℃,流量为产品技术文件规定设置，对于其它冷却方式，按照产品技术文件规定设定冷却条件。c）测试过程中电机绕组温度应大于等于50℃且小于120℃。d）测量时，各仪器的读数应同时读取并记录。e）测量时,电压和电流的测量点应在驱动电机控制器靠近接线端子处，驱动电机的工作转矩和转速宜直接在驱动电机轴端测量，此时，驱动电机轴端和转矩转速测量设备之间应是刚性连接。B.3.2功率密度计算式中：峰值功率：M1、N1类车辆的驱动电机系统持续时间10s的峰值功率（系统工作于可以输出峰值功率的最低转速）；除M1、N1类车辆的驱动电机系统持续时间30s的峰值功率（系统工作于可以输出峰值功率的最低转速）。电机总成质量：包括电机、电机控制器、减速器或变速器（不含线束）。若控制器为多合一时，仅计算电机控制器质量，具体质量值由企业自行申报。加严系数k：对于额定电压400V直流电，相电流有效值≤450Arms的逆变器及其功率模块，k=1；对于经过适度升压或增大电流的电驱动系统，k=(400×450)/(实际电压×实际电流）。B.3.3转矩密度计算式中：峰值扭矩：M1、N1类车辆的驱动电机系统工作于可以输出峰值功率的最低转速时的最大转矩（持续时间10s）；除M1、N1类车辆的驱动电机系统工作于可以输出峰值功率的最低转速时的最大转矩（持续时间30s）。电机有效质量：包括定子总成、转子总成，不含轴。加严系数k：对于额定电压400V直流电，相电流有效值≤450Arms的逆变器及其功率模块，k=1；对于经过适度升压或增大电流的电驱动系统，k=(400×450)/(实际电压×实际电流）。（规范性）驱动电机系统工况能效试验方法C.1范围该方法适用于电动汽车用驱动电机系统。C.2试验准备参考GB/T18488.2-2015第4部分规定的要求执行。C.3试验工况根据被测驱动电机系统的适用车辆类型和整车阻力系统，将整车的道路工况转化为驱动电机系统的试验工况。C.3.1道路工况表C.1整车道路工况C.3.2整车阻力系数推荐优先选用被测驱动电机系统搭载的整车实际阻力系数（参数代号统一为“MD”）。无整车实际阻力系数时，可参考下表选择对应的整车参数。表C.2轻型汽车整车参数iABC00000表C.3城市客车整车参数iABC表C.4普通客车整车参数iAB数C表C.5货车整车参数iABC表C.6自卸车整车参数iABC表C.7半牵引车整车参数iABC说明1）被测对象为电驱动总成时，应选用实际的传动比，并按照轮边转矩相近的原则选择对应的整车参数2）被测对象最高转速无法满足其道路工况的最高车速要求时，超出时段应保持被测对象最高转速运行3）被测对象最大输出转矩无法满足工况转矩需求时，应降低选择整车参数或采用整车企业提供的真实参数进行测试；C.3.3试验设定电驱动系统工况能效宜在电力测功机上进行，且推荐采用路谱模式，测试过程中速度公差和时间公差应满足GB/T18386-20174.4.2的要求。对不支持路谱模式的电力测功机系统，可按式C.1和式C.2分别计算测功机的工作转速和被测对象的需求转矩。式中：nR为电力测功机设定转速（rpm）；V为工况车速（km/h）；i为传动比；R为滚动半径（m），忽略行驶过程中车胎形变和传动损失。式中：TR为电驱动系统目标转矩（NmA为行驶阻力系数常数项；B为行驶阻力系数一次项；C为行驶阻力系数二次项；V为工况车速（km/h）；m为试验重量（kga为加速度（m/s2）；i为传动比；R为滚动半径（m）；δ为转矩系数（取0.95）。说明：①被测对象为电驱动总成时，公式C（1）中的传动比i为1；②测试过程中被测对象的输出转矩与计算得到的目标转矩误差大于5%（目标转矩≥0.3*额定转矩）或5Nm（目标转矩＜0.3*额定转矩）时，应通过修正被测对象的请求转矩使得输出转矩与目标转矩满足误差要求。C.4试验方法C.4.1常温试验将被测驱动电机系统放置于(23±2)℃的环境温度下，静置4h后按照C.3试验工况进行试验。静置和试验过程中应将液冷式驱动电机系统的冷却液进口温度设定为(23±2)℃、流量设定为产品技术条件规定的推荐值。C.4.2高温试验将被测驱动电机系统放置于(45±2)℃的环境温度下，静置4h后按照C.3试验工况进行试验。静置和试验过程中应将液冷式驱动电机系统的冷却液进口温度设定为(55±2)℃、流量设定为产品技术条件规定的推荐值。C.4.3工况能效计算方法常温试验条件、高温试验条件下应分别连续进行至少3个循环测试，测试过程中信号采样频率宜不低于100Hz，按式C.3计算驱动电机系统的工况能效。试验结束n*T试验结束nT*TT 试验开始TTΣUTITΔtNEQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up2(试验开始9),试验结束U)EQ\*jc3\*hps23\o\al(\s\up0(4),*)EQ\*jc3\*hps23\o\al(\s\up10(d),d)EQ\*jc3\*hps23\o\al(\s\up10(t),t)EQ\*jc3\*hps23\o\al(\s\up3(5),*)试验结束n*T试验结束nT*TT 试验开始TTΣUTITΔtN试验开始式中：ηx为常温或高温试验条件下的转换效率；nT为被测对象的输出转速，单位为rpm；TT为被测对象的输出转矩，单位为Nm；UT为被测对象的直流母线电压，单位为V；IT为被测对象的直流母线电流，单位为A；ΔtN为数据采集的时间间隔。说明：①如被测对象为电驱动总成，则需要分别对输出侧的功率进行积分，然后相加得到总的输出能量；②驱动电机系统或电驱动总成的测试过程中，当TT≤0或nT=0时采样结果不参与积分计算。将常温试验条件和高温试验条件下的转换效率，按式C.4计算得到被测对象的工况能效。（规范性）驱动电机系统性能抗衰试验和评价方法D.1范围该方法适用于电动汽车用驱动电机系统。D.2试验准备参考GB/T18488.2-2015第4部分规定的要求执行。D.3试验方法D.3.1性能初试性能初试按照GB/T18488.1和GB/T1