《驱动电机系统轴电试验方法》

ICS43.040.20

CCST38

团体标准

T/CSAExx－20xx

驱动电机系统轴电试验方法

Testmethodforshaftelectricityofdrivemotorsystems

（征求意见稿）

DraftingguidelinesforcommercialgradesstandardofChinesemedicinalmaterials

在提交反馈意见时，请将您知道的该标准所涉必要专利信息连同支持性文件一并附上。

20xx-xx-xx发布20xx-xx-xx实施

中国汽车工程学会发布

T/CSAExx—20xx

驱动电机系统轴电试验方法

1范围

本文件规定了驱动电机系统轴电测试条件、测试仪器及其试验方法等要求。

本文件适用于电压源型脉宽调制控制的驱动电机系统轴电测试。

2规范性引用文件

下列文件对于本文的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本文件。

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

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

共模电压commonmodevoltage

在电压源型脉宽调制控制的驱动电机系统中，定子三相绕组对参考地点相电压的平均值。

3.2

轴电压shaftvoltage

包括电机转轴两端之间的电压和轴承内外圈之间的电压。

3.3

轴承油膜阈值电压bearingoilfilmthresholdvoltage

指轴承滚动体与滚道润滑油膜被击穿的电压称为轴承油膜阈值电压。

3.4

EMI（电磁干扰）electromagneticinterference

指任何可能引起装置，设备或系统性能降低或者对有生命或无生命物质产生损害作用的电磁现象。

3.5

共模电流commonmodecurrent

电机定子绕组对地电压变化率产生的高频接地电流。

3.6

轴电流shaftcurrent

包含轴承润滑不良时，共模电流产生高频磁通引起的环路电流，以及轴承内外圈（等效电容）电压

高于轴承油膜阈值电压，击穿油膜，流经滚道与滚动体的接触面时产生加工放电电流。

3.7

轴承电腐蚀bearingcorrosion

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T/CSAE161—2020

轴承电压大于轴承油膜阈值电压，击穿油膜放电，对轴承造成点蚀、白色组织剥落、微裂纹、灰带、

搓衣板纹以及脂润滑轴承润滑脂老化等损伤现象。

4试验环境条件

如无特殊规定，试验应在下列环境条件下进行：

a)温度：23±5℃；

b)相对湿度：10%～90%RH；

c)气压：86kPa-106kPa；

d)测试环境：提高检测结果的准确度，避免外界电磁干扰，保证室内电子、电气设备正常工作；

5试验仪器

仪器的精度或误差应不低于表1试验仪器要求，对于电气参数测量的仪器仪表，应能够满足相应

的直流参数和交流参数测量的精度和波形要求。

表1试验仪器要求

序号试验仪器要求

带宽：≥200MHz；

1示波器具有录波功能

采样频率：≥1GSa/s

2欧姆表精度≤±0.1Ω

带宽:200MHz～500MHz;

3示波器电压探头精度≤±1mV

推荐使用具有差分功能的探头

要求测头与转轴可靠接触，推荐使用

4电压测头

测头为碳纤维的碳刷

5油温度传感器精度≤±0.5℃

带宽:200MHz～500MHz;

6示波器电流探头

精度≤±1mA

6试验方法

6.1样机改制

6.1.1样机改制原则

测试样机功能、性能正常，可体现整车实际使用状态。

样机改制需遵循原则：

a）不改变原有的冷却润滑方案；

b）样机改制后，保持与实际使用状态一致；

c）样机改制不影响原有的正常功能和性能；

d）确保电压测头与转轴可靠接触,非传导路径做好绝缘防护；

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T/CSAExx—20xx

e）引线可靠接触，非传导路径做好绝缘防护。

样机改制可根据样机结构和测试要求做相应调整。

6.1.2样机改制要求

6.1.2.1轴电压测试样机改制

二合一轴电压测试样机改制，如图1；多合一轴电压测试样机改制，如图2。

电池模电压源型

拟器逆变器

绕组中心点引线（可选）

壳体

定子

测头引线

测头引线

转子

温度传感器引线

(可选）测头

引线

图1二合一轴电压测试样机改制图

温度传感器引线（可选）

电池模电压源型

拟器测头引线

逆变器中性点引线

（可选）

壳体测头引线

定子

测头引线

转子

温度传感器引线温度传感器引线

（可选）（可选）

测头

引线

图2多合一轴电压测试样机改制图

轴电压样机改制要求：

a）根据选用的电压测头形式，在被测轴承附近的壳体上钻孔或安装支架，将电压测头固定在壳体

或支架上。首先确保测头与壳体之间绝缘，绝缘电阻不小于1MΩ，其次确保测头的测试端与转

轴可靠接触，推荐测头与转轴静态接触电阻小于3Ω；

b）中性点引线宜用于中心点电压测试，协助分析轴承电压波形，引出线与壳体冷态绝缘电阻不小

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T/CSAE161—2020

于20MΩ；

c）温度传感器宜布置在壳体轴承座附近，用于采集轴承温度，研究温度对轴电压的影响；

d）样机改制完成后，样机需要满足整机绝缘，耐压和基本功能要求；

e）引线阻值宜小于0.2Ω。

6.1.2.2轴电流测试样机改制

二合一轴电流测试样机改制，如图3；多合一轴电流测试样机改制，如图4。

电池模电压源型

拟器逆变器

绕组中心点引线(可选)

轴承外圈引线

壳体轴承外圈引线

定子

测头引线测头引线

转子

绝缘衬套

温度传感器引线

（可选）测头

轴承绝缘衬套

引线

图3二合一轴电流测试样机改制图

温度传感器引线

电池模电压源型中性点引线

（可选）

拟器逆变器(可选）碳刷引线

轴承外圈引线

轴承外圈引线

壳体测头引线

定子

测头引线

转子

温度传感器引线温度传感器引线

(可选）（可选)

轴承外圈引线

绝缘衬套

测头

引线

图4多合一轴电流测试样机改制图

轴电流样机改制要求：

a）在轴电压测试样机改制的基础上，增加被测轴承外圈跟壳体绝缘要求，例如可通过在轴承座孔

内布置绝缘衬套的方式实现；

b）建立被测轴承外圈与壳体的导通回路，例如通过增加引线连接轴承外圈和壳体来实现；新增导

线与轴承外圈接触端需与壳体保证绝缘，绝缘电阻不小于1MΩ；

c）电压测头布置方法参考6.1.2章节轴电压测试样机改制方法；

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T/CSAExx—20xx

d）样机改制完成后，样机需要满足整机绝缘，耐压和基本功能要求；

e）引线阻值宜小于0.2Ω；引线长度尽量遵循“最小地线环路法测试”。

6.2测试准备

6.2.1测试样机与台架之间的机械连接

将测试样机按照实际使用状态固定在台架上，连接测试样机与台架的传动轴，要求具有绝缘功能，

例如可通过使用绝缘纸隔绝连接半轴与法兰的结合面，用绝缘螺栓固定来实现绝缘功能，绝缘阻值宜不

小于1MΩ。

为模拟整车实际使用环境，实验中的线束规格及走向应宜与实际布线一致，布线长度宜与车辆中的

实际布线相同。

6.2.2信号屏蔽

为减少电磁干扰影响测量数据的准确性，需要对高压及低压线束做好屏蔽处理。对连接电池模拟器

和样机的高压线束、样机测试引线、示波器电压、电流探头以及接地引线做好屏蔽，例如，用锡箔纸进

行包裹。

屏蔽处理后，需检查屏蔽效果。例如，可通过样机正常上电，逆变器功率模块开管，转速扭矩为零

的工况检查，被测轴承干扰电压宜在±0.5V范围内。

6.2.3冷却要求

驱动电机和控制器的冷却条件宜与其在整车实际使用条件保持一致，轴承或齿轮的冷却润滑条件应

与样机技术要求一致。

6.2.4测试工况

测试工况可根据自身产品特性要求来定义，以下为推荐工况：

a）常用稳态工况

例如：城市、高速等场景下的稳态工况；

表2稳态工况

冷却介质温度电机转速rpm电机扭矩Nm

N1T1

40℃

N2T2

N1T1

60℃

N2T2

N1T1

80℃

N2T2

备注：

N1-整车60km/h对应的电机转速；

N2-整车100km/h对应的电机转速；

T1-整车60km/h对应的电机输出扭矩；

T2-整车100km/h对应的电机输出扭矩；

b）常用动态工况

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T/CSAE161—2020

例如：启动、超车、制动等场景下的动态工况，见图5；

模拟整车加减速的电机输出端对应的转速和扭矩。

图5动态工况

c）恶劣环境条件下的工况

例如：高寒或高温环境下的稳态和动态工况；

6.3轴电试验

6.3.1轴电压测试接线

轴电压测试接线方法：

a)T1/T2温度传感器用于记录被测轴承处温度，引线一端连接温度传感器，一端连接台架控制台；

b)V1/V3用于测试轴承内外圈电压，示波器电压探头正极连接电压测头引线，负极连接附近壳体

接地点；

c)V2(可选)测试绕组中性点电压；示波器电压探头正极连接电压测头引线，负极连接附近壳体

接地点；

d)V4用于测试转轴两端电压；示波器电压探头的正负极分别连接转轴两端电压测头引线；

e)为便于分析数据，V1/V3/V2/V4宜用多通道示波器同步采集。

二合一轴电压测试原理图，如图5；多合一轴电压测试原理图，如图6。

电池模电压源型

拟器逆变器

壳体

定子

转子测功机

台架控制台

图5二合一轴电压测试原理图

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T/CSAExx—20xx

电池模电压源型

拟器逆变器

壳体测头引线

定子

转子

温度传感器引线

（可选）

台架控制台

测功机测功机

图6多合一轴电压测试原理图

6.3.2轴电流测试接线

轴电流测试接线步骤：

a)A1、A2用于测试通过轴承的电流，示波器电流探头一端与轴承外圈引线连接，一端与附近接

壳体接地点连接；

b)在轴电流测试的基础上可测试轴电压，实验方法参考6.2.2.1轴电压测试接线要求。

二合一轴电流测试原理图，如图7；多合一轴电流测试原理图，如图8。

电池模电压源型

拟器逆变器

壳体

定子

转子测功机

台架控制台

图7二合一轴电流测试原理图

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T/CSAE161—2020

电池模电压源型

拟器逆变器

轴承外圈引线与壳

体导通；

壳体测头引线

定子

转子

温度传感器引线

(可选）

台架控制台

测功机测功机

图8多合一轴电流测试原理图

6.3.3轴电测试

6.3.3.1根据6.1章节样机改制方案，在6.3.1、6.3.2章节中选择匹配的轴电压、电流测试原理图，按

要求完成接线。

6.3.3.2选择对应的测试工况，作为台架工况输入，用于模拟整车使用场景；

6.3.3.3试验时，将驱动电机系统的直流母线电压设定为最低工作电压，额定电压，最高工作电压，分

别测量驱动电机系统在不同工作电压下的轴电波形；

6.3.3.4试验时，每个工况测试3遍，记录驱动电机系统扭矩，转速，轴承处温度，轴电数值和