新能源电驱系统标准解读与拓展：传动系统疲劳寿命试验(三)

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导语：本文是《新能源三合一电驱动系统传动系统疲劳寿命试验》系列文章第(三)部分，在(一)中我们基于疲劳累积损伤理论以及等效原则，分析了整车路谱与传动系统疲劳寿命的等效关系；在(二)中我们对 GB/T 29307(驱动电机系统)和QC/T 1022(减速器)中疲劳耐久寿命的标准要求进行了介绍和量化分析 ，发现现有标准均未能反映整车真实耐久可靠性要求。本文，基于上述结论，我们从正向设计角度，解答"三合一传动系统的疲劳寿命试验如何定义"?的问题。

关于传动系统疲劳耐久试验，按以下逻辑，分三部分展开探讨：

一、整车寿命与传动系统疲劳寿命的等效关系；

二、现有标准能否满足考核要求；

三、三合一电驱动传动系统疲劳寿命试验如何定义？

本文是对第三部分的解读。

三、三合一电驱动传动系统疲劳寿命试验如何定义？

01、循环周期和工况的确定

依据整车路谱，借助cruise仿真软件，输出三合一电驱系统的时间-车速-扭矩的关系曲线（含能量回收），计算流程参考某论文图1所示。这里需要注意的是，若是多档位电驱系统，还需根据整车工况，制定 控制策略。然后，进行实 车采集或仿真，将转速扭矩等效折算与平衡从而得到加强的载荷谱，可使用 公式：

计算单个循环的损伤，依据6.6万里程数锁定电驱系统输出端累积损伤，并以目标整车参数为蓝本，车重按照50%最大载荷，40%中等载荷，10%空载，平均车速45Km/h连续行驶32万公里，做计算累积损伤对标。

图1 电驱系统总成累计损伤折算方法获得载荷谱流程图

02、温度在可靠性工况中的制定

温度是影响产品可靠性的重要因素，可以使电气元件和橡胶件加速老化、衰减、退磁、泄露等，也可以使齿轮、轴承等零件加速胶合、点蚀、漏脂，因此在试验过程中需要依据电机的散热能力，确保试验循环中零件的最高温度点低于磁钢许可温度上限，增加循环水温度考核，使 覆盖整个可靠性循环工况。

03、性能衰减评价标准的定义

一般按照5%-10%的衰减度作为考核要求。

04、转速的制定

三合一电驱系统配备了高转速电机，齿面相对滑动需要减小；较高转速下，动态响应增大，增加了齿轮箱的载荷，需要在可靠性试验中验证；轴承和油封的同样尺寸，线速度增大，发热量增大，失效风险增大，需要在持续高速工况下考核，高转速下，齿轮发生胶合的风险增大，需要在高速可靠性试验中得以验证。

05、衍生的耐久循环工况

基于01部分折算输出端累积损伤度、转速占比后，借用多档变速器输出端损伤经验，在一个小循环内50公里以下损伤占比40-50%，100公里以上部分损伤占比20%-25%，基于原可靠性循环工况，衍生出图2所示的适应于三合一电驱系统的可靠性循环工况。

图2 衍生循环工况

到此，关于 "三合一传动系统的疲劳寿命试验的定义"的解读基本结束。简单总结下， 通过三篇文章，我们解答了以下问题：

1）我们基于疲劳累积损伤理论以及等效原则，分析了整车路谱与传动系统疲劳寿命的等效关系。

2) 我们对GB/T29307(驱动电机系统)和QC/T1022(减速器)中疲劳耐久寿命的标准要求进行了介绍和量化分析，发现现有标准 均未能反映整车真实耐久可靠性要求。

3) 我们 针对现行标准的局限性，定义了试验温度要求和性能衰减评判指标，并结合项目应用状况，衍生出适应于本项目的可靠性循环工况，使三合一电驱系统的验证更为合理和完善。

写在最后：

关于本文01中提到的"循环工况和周期的确定",由于第一部分已经做了详细阐述，本部分不再展开，只做简单介绍；正向设计时候，我们记住一个原则：根据不同零件的失效机制，找到最容易失效的那一个，很多问题，迎刃而解啦。

这里做个预告, 年底前会对三合一电驱动系统可靠性试验的整体脉络做个总结，也算是逼自己一把，先上了梁山再说...