ICS43.040.20

CCST38

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CSAExx－20xx

驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)軸電試驗(yàn)方法

Testmethodforshaftelectricityofdrivemotorsystems

（征求意見稿）

DraftingguidelinesforcommercialgradesstandardofChinesemedicinalmaterials

在提交反饋意見時(shí)，請(qǐng)將您知道的該標(biāo)準(zhǔn)所涉必要專利信息連同支持性文件一并附上。

20xx-xx-xx發(fā)布20xx-xx-xx實(shí)施

中國汽車工程學(xué)會(huì)發(fā)布

T/CSAExx—20xx

驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)軸電試驗(yàn)方法

1范圍

本文件規(guī)定了驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)軸電測(cè)試條件、測(cè)試儀器及其試驗(yàn)方法等要求。

本文件適用于電壓源型脈寬調(diào)制控制的驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)軸電測(cè)試。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對(duì)于本文的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本文件。

GB/T18488.1-2015電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)第1部分：技術(shù)條件

GB/T18488.2-2015電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)第2部分：試驗(yàn)方法

GB/T19596-2017電動(dòng)汽車術(shù)語

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

共模電壓commonmodevoltage

在電壓源型脈寬調(diào)制控制的驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)中，定子三相繞組對(duì)參考地點(diǎn)相電壓的平均值。

3.2

軸電壓shaftvoltage

包括電機(jī)轉(zhuǎn)軸兩端之間的電壓和軸承內(nèi)外圈之間的電壓。

3.3

軸承油膜閾值電壓bearingoilfilmthresholdvoltage

指軸承滾動(dòng)體與滾道潤(rùn)滑油膜被擊穿的電壓稱為軸承油膜閾值電壓。

3.4

EMI（電磁干擾）electromagneticinterference

指任何可能引起裝置，設(shè)備或系統(tǒng)性能降低或者對(duì)有生命或無生命物質(zhì)產(chǎn)生損害作用的電磁現(xiàn)象。

3.5

共模電流commonmodecurrent

電機(jī)定子繞組對(duì)地電壓變化率產(chǎn)生的高頻接地電流。

3.6

軸電流shaftcurrent

包含軸承潤(rùn)滑不良時(shí)，共模電流產(chǎn)生高頻磁通引起的環(huán)路電流，以及軸承內(nèi)外圈（等效電容）電壓

高于軸承油膜閾值電壓，擊穿油膜，流經(jīng)滾道與滾動(dòng)體的接觸面時(shí)產(chǎn)生加工放電電流。

3.7

軸承電腐蝕bearingcorrosion

1

T/CSAE161—2020

軸承電壓大于軸承油膜閾值電壓，擊穿油膜放電，對(duì)軸承造成點(diǎn)蝕、白色組織剝落、微裂紋、灰?guī)А?/p>

搓衣板紋以及脂潤(rùn)滑軸承潤(rùn)滑脂老化等損傷現(xiàn)象。

4試驗(yàn)環(huán)境條件

如無特殊規(guī)定，試驗(yàn)應(yīng)在下列環(huán)境條件下進(jìn)行：

a)溫度：23±5℃；

b)相對(duì)濕度：10%～90%RH；

c)氣壓：86kPa-106kPa；

d)測(cè)試環(huán)境：提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度，避免外界電磁干擾，保證室內(nèi)電子、電氣設(shè)備正常工作；

5試驗(yàn)儀器

儀器的精度或誤差應(yīng)不低于表1試驗(yàn)儀器要求，對(duì)于電氣參數(shù)測(cè)量的儀器儀表，應(yīng)能夠滿足相應(yīng)

的直流參數(shù)和交流參數(shù)測(cè)量的精度和波形要求。

表1試驗(yàn)儀器要求

序號(hào)試驗(yàn)儀器要求

帶寬：≥200MHz；

1示波器具有錄波功能

采樣頻率：≥1GSa/s

2歐姆表精度≤±0.1Ω

帶寬:200MHz～500MHz;

3示波器電壓探頭精度≤±1mV

推薦使用具有差分功能的探頭

要求測(cè)頭與轉(zhuǎn)軸可靠接觸，推薦使用

4電壓測(cè)頭

測(cè)頭為碳纖維的碳刷

5油溫度傳感器精度≤±0.5℃

帶寬:200MHz～500MHz;

6示波器電流探頭

精度≤±1mA

6試驗(yàn)方法

6.1樣機(jī)改制

6.1.1樣機(jī)改制原則

測(cè)試樣機(jī)功能、性能正常，可體現(xiàn)整車實(shí)際使用狀態(tài)。

樣機(jī)改制需遵循原則：

a）不改變?cè)械睦鋮s潤(rùn)滑方案；

b）樣機(jī)改制后，保持與實(shí)際使用狀態(tài)一致；

c）樣機(jī)改制不影響原有的正常功能和性能；

d）確保電壓測(cè)頭與轉(zhuǎn)軸可靠接觸,非傳導(dǎo)路徑做好絕緣防護(hù)；

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T/CSAExx—20xx

e）引線可靠接觸，非傳導(dǎo)路徑做好絕緣防護(hù)。

樣機(jī)改制可根據(jù)樣機(jī)結(jié)構(gòu)和測(cè)試要求做相應(yīng)調(diào)整。

6.1.2樣機(jī)改制要求

6.1.2.1軸電壓測(cè)試樣機(jī)改制

二合一軸電壓測(cè)試樣機(jī)改制，如圖1；多合一軸電壓測(cè)試樣機(jī)改制，如圖2。

電池模電壓源型

擬器逆變器

繞組中心點(diǎn)引線（可選）

殼體

定子

測(cè)頭引線

測(cè)頭引線

轉(zhuǎn)子

溫度傳感器引線

(可選）測(cè)頭

引線

圖1二合一軸電壓測(cè)試樣機(jī)改制圖

溫度傳感器引線（可選）

電池模電壓源型

擬器測(cè)頭引線

逆變器中性點(diǎn)引線

（可選）

殼體測(cè)頭引線

定子

測(cè)頭引線

轉(zhuǎn)子

溫度傳感器引線溫度傳感器引線

（可選）（可選）

測(cè)頭

引線

圖2多合一軸電壓測(cè)試樣機(jī)改制圖

軸電壓樣機(jī)改制要求：

a）根據(jù)選用的電壓測(cè)頭形式，在被測(cè)軸承附近的殼體上鉆孔或安裝支架，將電壓測(cè)頭固定在殼體

或支架上。首先確保測(cè)頭與殼體之間絕緣，絕緣電阻不小于1MΩ，其次確保測(cè)頭的測(cè)試端與轉(zhuǎn)

軸可靠接觸，推薦測(cè)頭與轉(zhuǎn)軸靜態(tài)接觸電阻小于3Ω；

b）中性點(diǎn)引線宜用于中心點(diǎn)電壓測(cè)試，協(xié)助分析軸承電壓波形，引出線與殼體冷態(tài)絕緣電阻不小

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T/CSAE161—2020

于20MΩ；

c）溫度傳感器宜布置在殼體軸承座附近，用于采集軸承溫度，研究溫度對(duì)軸電壓的影響；

d）樣機(jī)改制完成后，樣機(jī)需要滿足整機(jī)絕緣，耐壓和基本功能要求；

e）引線阻值宜小于0.2Ω。

6.1.2.2軸電流測(cè)試樣機(jī)改制

二合一軸電流測(cè)試樣機(jī)改制，如圖3；多合一軸電流測(cè)試樣機(jī)改制，如圖4。

電池模電壓源型

擬器逆變器

繞組中心點(diǎn)引線(可選)

軸承外圈引線

殼體軸承外圈引線

定子

測(cè)頭引線測(cè)頭引線

轉(zhuǎn)子

絕緣襯套

溫度傳感器引線

（可選）測(cè)頭

軸承絕緣襯套

引線

圖3二合一軸電流測(cè)試樣機(jī)改制圖

溫度傳感器引線

電池模電壓源型中性點(diǎn)引線

（可選）

擬器逆變器(可選）碳刷引線

軸承外圈引線

軸承外圈引線

殼體測(cè)頭引線

定子

測(cè)頭引線

轉(zhuǎn)子

溫度傳感器引線溫度傳感器引線

(可選）（可選)

軸承外圈引線

絕緣襯套

測(cè)頭

引線

圖4多合一軸電流測(cè)試樣機(jī)改制圖

軸電流樣機(jī)改制要求：

a）在軸電壓測(cè)試樣機(jī)改制的基礎(chǔ)上，增加被測(cè)軸承外圈跟殼體絕緣要求，例如可通過在軸承座孔

內(nèi)布置絕緣襯套的方式實(shí)現(xiàn)；

b）建立被測(cè)軸承外圈與殼體的導(dǎo)通回路，例如通過增加引線連接軸承外圈和殼體來實(shí)現(xiàn)；新增導(dǎo)

線與軸承外圈接觸端需與殼體保證絕緣，絕緣電阻不小于1MΩ；

c）電壓測(cè)頭布置方法參考6.1.2章節(jié)軸電壓測(cè)試樣機(jī)改制方法；

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T/CSAExx—20xx

d）樣機(jī)改制完成后，樣機(jī)需要滿足整機(jī)絕緣，耐壓和基本功能要求；

e）引線阻值宜小于0.2Ω；引線長(zhǎng)度盡量遵循“最小地線環(huán)路法測(cè)試”。

6.2測(cè)試準(zhǔn)備

6.2.1測(cè)試樣機(jī)與臺(tái)架之間的機(jī)械連接

將測(cè)試樣機(jī)按照實(shí)際使用狀態(tài)固定在臺(tái)架上，連接測(cè)試樣機(jī)與臺(tái)架的傳動(dòng)軸，要求具有絕緣功能，

例如可通過使用絕緣紙隔絕連接半軸與法蘭的結(jié)合面，用絕緣螺栓固定來實(shí)現(xiàn)絕緣功能，絕緣阻值宜不

小于1MΩ。

為模擬整車實(shí)際使用環(huán)境，實(shí)驗(yàn)中的線束規(guī)格及走向應(yīng)宜與實(shí)際布線一致，布線長(zhǎng)度宜與車輛中的

實(shí)際布線相同。

6.2.2信號(hào)屏蔽

為減少電磁干擾影響測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，需要對(duì)高壓及低壓線束做好屏蔽處理。對(duì)連接電池模擬器

和樣機(jī)的高壓線束、樣機(jī)測(cè)試引線、示波器電壓、電流探頭以及接地引線做好屏蔽，例如，用錫箔紙進(jìn)

行包裹。

屏蔽處理后，需檢查屏蔽效果。例如，可通過樣機(jī)正常上電，逆變器功率模塊開管，轉(zhuǎn)速扭矩為零

的工況檢查，被測(cè)軸承干擾電壓宜在±0.5V范圍內(nèi)。

6.2.3冷卻要求

驅(qū)動(dòng)電機(jī)和控制器的冷卻條件宜與其在整車實(shí)際使用條件保持一致，軸承或齒輪的冷卻潤(rùn)滑條件應(yīng)

與樣機(jī)技術(shù)要求一致。

6.2.4測(cè)試工況

測(cè)試工況可根據(jù)自身產(chǎn)品特性要求來定義，以下為推薦工況：

a）常用穩(wěn)態(tài)工況

例如：城市、高速等場(chǎng)景下的穩(wěn)態(tài)工況；

表2穩(wěn)態(tài)工況

冷卻介質(zhì)溫度電機(jī)轉(zhuǎn)速rpm電機(jī)扭矩Nm

N1T1

40℃

N2T2

N1T1

60℃

N2T2

N1T1

80℃

N2T2

備注：

N1-整車60km/h對(duì)應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)速；

N2-整車100km/h對(duì)應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)速；

T1-整車60km/h對(duì)應(yīng)的電機(jī)輸出扭矩；

T2-整車100km/h對(duì)應(yīng)的電機(jī)輸出扭矩；

b）常用動(dòng)態(tài)工況

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例如：?jiǎn)?dòng)、超車、制動(dòng)等場(chǎng)景下的動(dòng)態(tài)工況，見圖5；

模擬整車加減速的電機(jī)輸出端對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速和扭矩。

圖5動(dòng)態(tài)工況

c）惡劣環(huán)境條件下的工況

例如：高寒或高溫環(huán)境下的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)工況；

6.3軸電試驗(yàn)

6.3.1軸電壓測(cè)試接線

軸電壓測(cè)試接線方法：

a)T1/T2溫度傳感器用于記錄被測(cè)軸承處溫度，引線一端連接溫度傳感器，一端連接臺(tái)架控制臺(tái)；

b)V1/V3用于測(cè)試軸承內(nèi)外圈電壓，示波器電壓探頭正極連接電壓測(cè)頭引線，負(fù)極連接附近殼體

接地點(diǎn)；

c)V2(可選)測(cè)試?yán)@組中性點(diǎn)電壓；示波器電壓探頭正極連接電壓測(cè)頭引線，負(fù)極連接附近殼體

接地點(diǎn)；

d)V4用于測(cè)試轉(zhuǎn)軸兩端電壓；示波器電壓探頭的正負(fù)極分別連接轉(zhuǎn)軸兩端電壓測(cè)頭引線；

e)為便于分析數(shù)據(jù)，V1/V3/V2/V4宜用多通道示波器同步采集。

二合一軸電壓測(cè)試原理圖，如圖5；多合一軸電壓測(cè)試原理圖，如圖6。

電池模電壓源型

擬器逆變器

殼體

定子

轉(zhuǎn)子測(cè)功機(jī)

臺(tái)架控制臺(tái)

圖5二合一軸電壓測(cè)試原理圖

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電池模電壓源型

擬器逆變器

殼體測(cè)頭引線

定子

轉(zhuǎn)子

溫度傳感器引線

（可選）

臺(tái)架控制臺(tái)

測(cè)功機(jī)測(cè)功機(jī)

圖6多合一軸電壓測(cè)試原理圖

6.3.2軸電流測(cè)試接線

軸電流測(cè)試接線步驟：

a)A1、A2用于測(cè)試通過軸承的電流，示波器電流探頭一端與軸承外圈引線連接，一端與附近接

殼體接地點(diǎn)連接；

b)在軸電流測(cè)試的基礎(chǔ)上可測(cè)試軸電壓，實(shí)驗(yàn)方法參考6.2.2.1軸電壓測(cè)試接線要求。

二合一軸電流測(cè)試原理圖，如圖7；多合一軸電流測(cè)試原理圖，如圖8。

電池模電壓源型

擬器逆變器

殼體

定子

轉(zhuǎn)子測(cè)功機(jī)

臺(tái)架控制臺(tái)

圖7二合一軸電流測(cè)試原理圖

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電池模電壓源型

擬器逆變器

軸承外圈引線與殼

體導(dǎo)通；

殼體測(cè)頭引線

定子

轉(zhuǎn)子

溫度傳感器引線

(可選）

臺(tái)架控制臺(tái)

測(cè)功機(jī)測(cè)功機(jī)

圖8多合一軸電流測(cè)試原理圖

6.3.3軸電測(cè)試

6.3.3.1根據(jù)6.1章節(jié)樣機(jī)改制方案，在6.3.1、6.3.2章節(jié)中選擇匹配的軸電壓、電流測(cè)試原理圖，按

要求完成接線。

6.3.3.2選擇對(duì)應(yīng)的測(cè)試工況，作為臺(tái)架工況輸入，用于模擬整車使用場(chǎng)景；

6.3.3.3試驗(yàn)時(shí)，將驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)的直流母線電壓設(shè)定為最低工作電壓，額定電壓，最高工作電壓，分

別測(cè)量驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)在不同工作電壓下的軸電波形；

6.3.3.4試驗(yàn)時(shí)，每個(gè)工況測(cè)試3遍，記錄驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)扭矩，轉(zhuǎn)速，軸承處溫度，軸電數(shù)值和