電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)可靠性研究

1、2018-04-27 電 動知家全面發(fā)展階段國際化發(fā)展階段可靠性研究背景和意義電動汽車清潔無污染、能量效率高、低噪聲的優(yōu) 點，使得電動汽車的產(chǎn)業(yè)化勢不可擋。在電動汽 車的產(chǎn)業(yè)化過程中，企業(yè)和客戶都非常關注電動 汽車的可靠性。驅(qū)動系統(tǒng)是電動汽車的關鍵部件之一，其可靠性 研究不但能夠獲得電動汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)的可靠 性指標，為行業(yè)提供經(jīng)濟適用的可靠性考核方法 和可靠性考核標準，能夠大力促進我國電動汽車 的產(chǎn)業(yè)化，加快我國電動汽車的快速發(fā)展。背景和意義20世紀40電代。1943年電子首計究委員會或立，專門研究電子管的可 生性問題20世紀50年代：1952年美國國防枳或立了電子設看可男之苫詼蛆(AGRE

2、E)：于1957 年發(fā)表了 軍用電子設備可靠性的府允投告，標志若可非性已成為一門獨上為學科， P +二反三二.二=: 20世至60年代,20世紀60隼代是可克件工程全面發(fā)胃的除段,也縣美W武器系 統(tǒng)阡利全面貫徹可靠性大綱的年代.70年代以后。1977年國際電子W 了可克性與可雉借在技術委員會發(fā)展四階段可靠性指標可同光金庠為,金4t 性-1可用冷色T平力麗 產(chǎn)品可先性指標可靠度：呢。=尸(丁，)8平均壽命：MTTF = j R(t)dt o 失效率：X0=：_AT-KOJAr產(chǎn)品浴盆柚線13復率1平均前a侗平均陽03工作時間厚先團行網(wǎng)!作fttta_慘子比至詡生段明斐區(qū)0中性0所在可庠密可用需H

3、 人t.趣俯W背景和意義驅(qū)動系統(tǒng)可靠性研究現(xiàn)狀究內(nèi)容分析電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的故障模式及其故障機 理，建立驅(qū)動系統(tǒng)故百樹分析電動汽車驅(qū)動系紜薄弱環(huán)節(jié)的可茸件隹響因素. 對可垂住幾種建模方式進行了介紹，分析了驅(qū)動系統(tǒng) 的可靠性模型，采用冗余設計來進行了可靠性設計分析電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)單應力加速模型，建立 多應力加速模型，利用二元一次插值法來估算 多應力加速模型參數(shù)對比劭汽4 口洋制幻的基本爐理和研元現(xiàn)狀過 匚仆空,并對回饋制,：整個驅(qū)動系品 性的影響進行了分析電動汽乍驅(qū)動系統(tǒng)分類開關英司空機驅(qū)Z系與 高密麥.茍效率 低成本、寬調(diào)速結構窗宣優(yōu)良的電或轉(zhuǎn)矩拄邪特性 城市無軌電車上廣泛應用 至量和體枳也較大

4、功率巒變軟”電機尺寸小、體枳小 轉(zhuǎn)子結構篦單，穩(wěn)定性好結構受竄、堅固耐用、成本低廉、運行可匯任轉(zhuǎn)近豚動、任喳尚,不需要色置傳感場.轉(zhuǎn)速極闈高矢坦控制調(diào)逵技術比較電熟驅(qū)動電堵夏樂，成本蒼電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的結構電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)結構圖驅(qū)動系統(tǒng)故障模式及故障機理分析驅(qū)動系統(tǒng)故障模式及故障機理分析驅(qū)動系統(tǒng)的組成定子故障模式和故障機理-定子絕緣故障：主要是電壓過高，絕緣局部擊穿。-定子鐵芯故障：主要是由于鐵芯松動定子繞組故障：故磴模式故障機理絕緣電阻下降受潮，積灰，絕緣材料有缺陷絕或老化連續(xù)高溫，頻繁啟動，過載，冷熱循環(huán)絕緣擊穿材料缺陷,尖峰電壓,淺密移動（由于電磁力、沖擊、 振動）造成的絕緣損傷,積灰焊

5、接點被助焊劑將注變質(zhì)腐蝕油，藥污損，浸蝕，運行電壓過高，沖擊電壓斷我沖擊和振動，焊接點接觸不良而過熱.熱脹冷縮(a)過負我下定子損傷(b)機械疲勞造成定子開裂轉(zhuǎn)子故障模式和故障機理-轉(zhuǎn)子繞組:和定子繞組相同轉(zhuǎn)子磁鋼：主要包括磁鋼脫落和退磁兩個方面。其中：磁 鋼脫落的主要故障機理是粘接工藝欠佳，粘接劑選擇不當, 結構不合理。退磁的主要故障機理是高溫，振動，電樞反 應，選用磁鋼不當?shù)?轉(zhuǎn)子本身故障：一方面，轉(zhuǎn)子中的高頻電流引起集膚效應 使轉(zhuǎn)子電阻上升，使轉(zhuǎn)子銅耗增大，造成磨損嚴重；另一 方面，如果有缺陷，變形，外力沖擊，設計和工藝不合理, 會使轉(zhuǎn)子發(fā)生斷條。(a)振動造成繞組線圈損壞(b)轉(zhuǎn)子斷條

6、電機故障模式和故障機理軸故障模式及機理故漳模式故障機理蹙演電磁力茨版率與電動機的固有頻率一致的時候.電動機會發(fā)生共 振：地承中有粗糙研磨竹，研磨造成振動：有置性力作用于誤持 架上，潤滑不良：因過支、內(nèi)冏字窗或外圈收縮而使間隙不當， 地承不國使內(nèi)外圓變形,有壓痕.裝配偏心或力羲偏心.內(nèi)外同 與軸肩、推承孔的配合松動道成貨轉(zhuǎn)隆行，特速過高壓制軸承毋止時振動.目枚的存在電蝕電謊連續(xù)或他斷通過她承開基與斷裂配合太緊，裝配面不勻稱，粘承座變形，徒轉(zhuǎn)華行，過軟.運行期 間與他承座、推宥碰撞成摩擦.裝配過程錘擊.潤滑不充分,鋪速過輕或慣性過大靜我過:大，系品程序不當, ：*擊祖裝腐曲軸承內(nèi)有濕氣，水分和配液

7、/CBT故障模式和故障機理靜電放電及相關原因引起的失效占很大的比例其他主要故障有短路，擊穿和燒壞故障機理主要是過熱，過壓，過流（長時間過 流運行，短路超時，過高的di/dt）。母線支撐電容故障模式及機理故障模式故障機理防爆閥打開過電壓，過電流9掩為交流電，須繁充 放電，電壓反向容雖下降過電壓.過電流.頻繁充放電,施加交 流電.電壓反向,使用M度過高，長時 間使用損耗上升過電壓，過電流，電壓反向，切素充欣 電，施加交流電，使用溫度過高，長時 間使用附著金屬微粒,鋁箔引線毛剌，氧化膜 劣化漏電流上升氧化膜缺陷，使用且度過高，長時間使 用，電解液量不足開路沖擊，振動，粘接劑涂層劑的使用，引 線和鋁浩

8、接觸不好電容故位表象空DSP控制電路故障模式及機理故障模式故障機理電訊等無源元件短路、開路老化，過應力,裝配不合理，電路板受到?jīng)_擊和振動集成電路壞老化，過應力連接線斷線,硬光等焊接質(zhì)量差.安裝不當,沖擊，振動焊接點接觸不良工藝不良.助焊劑差，焊盤太小電連接器松動脫焊厚接質(zhì)量差,安裝不當，沖擊，振動驅(qū)動系統(tǒng)故障樹建立723定,轉(zhuǎn)亍繞絹故障I定子鐵芯故障絕談電阻I變順f+、4拓下磁鋼6轉(zhuǎn)軸故障脫落T藝不住乩曲劑A3(x2,y2)338KA2(x2tyl)1AlfxUylf i1.25-Vi/Vn雙應力插值網(wǎng)絡多應力加速模型(考慮耦合作用)壽命特征:0.032ar-0.10r 13.98a*47.78L(a,T) = e提度力丁插值法擬合下的壽命曲線加速系數(shù)(AF)：北.(R)=3小插值法擬合下的加速系數(shù)曲線弟聯(lián)考M 一二.多應力加速模型(考慮耦合作用)0 032(1G-13 9S(1y0回饋制動對驅(qū)動系統(tǒng)可靠性的影響典型都市工況下驅(qū)動能與制動能比較電動汽車制動方式回饋制動；在這種 模式下，對車輛的 減速度要求較低， 并且要求動力電池 SOC值低于其最大 運行閑值：緊急制動；車輛要 求快速制動，制動 力由機械制動和驅(qū) 動電機同時提供、二）能耗制動：動力電 池的SOC值達到可 充電最大的閾值， 為了保護電池,停 止制動能量對動力 電池充電和反饋.電動汽車主要