電動汽車用驅(qū)動電機系統(tǒng)可靠性試驗方法編輯說明

《電動汽車用驅(qū)動電機系統(tǒng)可靠性試驗方法》（征求意見稿）編制說明

目次

一、工作簡況.........................................................................................................................1

二、國家標準編制原則和確定國家標準主要內(nèi)容依據(jù).....................................................1

三、主要試驗（或驗證）情況分析.....................................................................................2

四、標準中涉及專利的情況.................................................................................................7

五、預(yù)期達到的社會效益等情況.........................................................................................8

六、采用國際標準和國外先進標準的情況.........................................................................8

七、與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及相關(guān)標準的協(xié)調(diào)性.................................................8

八、重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù).................................................................................8

九、標準性質(zhì)的建議說明.....................................................................................................8

十、貫徹標準的要求和措施建議.........................................................................................8

十一、廢止現(xiàn)行相關(guān)標準的建議.........................................................................................8

十二、其他應(yīng)予說明的事項.................................................................................................8

《電動汽車用驅(qū)動電機系統(tǒng)可靠性試驗方法》（征求意見稿）編制說明

《電動汽車用驅(qū)動電機系統(tǒng)可靠性試驗方法》

（征求意見稿）

編制說明

一、工作簡況

1.任務(wù)來源

驅(qū)動電機系統(tǒng)的可靠性是電動汽車產(chǎn)品開發(fā)中關(guān)注的重點，直接影響用戶駕乘體驗。在

驅(qū)動電機系統(tǒng)研發(fā)、定型階段，通過合理的臺架可靠性試驗，可以充分暴露產(chǎn)品各方面的缺

陷，為產(chǎn)品的設(shè)計改進提供依據(jù)，從而提高產(chǎn)品的可靠性。隨著電動汽車行業(yè)的飛速發(fā)展，

制造商、設(shè)計師及用戶對驅(qū)動電機系統(tǒng)應(yīng)用的理解更加深入，對驅(qū)動電機系統(tǒng)的可靠性也提

出了更具體的要求。為適應(yīng)我國未來一段時期驅(qū)動電機系統(tǒng)產(chǎn)品技術(shù)趨勢及其可靠性發(fā)展需

求，對GB/T29307-2012進行修訂。

本標準的修訂計劃由國家標準化管理委員會下達，項目計劃編號：20202469-T-339，項

目名稱為《電動汽車用驅(qū)動電機系統(tǒng)可靠性試驗方法》。

2.主要工作過程

《電動汽車用驅(qū)動電機系統(tǒng)可靠性試驗方法》標準修訂工作于2019年正式啟動，由中

國第一汽車股份有限公司、中國汽車技術(shù)研究中心有限公司聯(lián)合牽頭，在對國內(nèi)外主流驅(qū)動

電機系統(tǒng)可靠性試驗標準、發(fā)動機可靠性試驗標準等相關(guān)信息進行了充分的調(diào)研后，本標準

修訂是在“電動汽車用驅(qū)動電機系統(tǒng)標準研究工作組”（下稱工作組）內(nèi)進行，為更好的完

成編寫工作，在工作組內(nèi)組織成立了標準起草組，起草組由國內(nèi)外主要整車生產(chǎn)企業(yè)、零部

件生產(chǎn)企業(yè)、檢測機構(gòu)等近20家單位組成。

2019年4月，起草組完成了初版標準修訂草案，并在合肥的工作組會議上進行了分享，

之后組織召開了多次起草組會議和技術(shù)交流并在工作組內(nèi)部開展了多輪意見征集與討論，于

2021年8月形成了標準征求意見稿。主要技術(shù)會議及研究活動情況如下：

a）2019年4月，在合肥召開的2019年第一次標準工作組會議上，起草組介紹了原標

準400h試驗工況時間的計算過程，提出了工況存在運行過溫、考核不全面等問題，針對機

械應(yīng)力、電應(yīng)力、熱應(yīng)力分別提出了轉(zhuǎn)速升降循環(huán)、轉(zhuǎn)矩升降循環(huán)、轉(zhuǎn)矩負荷循環(huán)試驗，并

對初版修訂草案進行了詳細介紹，與會專家分別就術(shù)語、試驗條件、試驗工況、可操作性等

展開了充分的討論，會議確定了標準修訂框架。

b）2019年9月，在天津召開了起草組會議，各單位專家對第一次會議提出的問題分別

提出了解決建議，同時提出并重點討論了本標準對高度集成式驅(qū)動電機系統(tǒng)的適用性、以及

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《電動汽車用驅(qū)動電機系統(tǒng)可靠性試驗方法》（征求意見稿）編制說明

可靠性試驗后是否定義拆解等問題，會后起草單位對各工作組成員提出的建議進行了整理，

形成第二版修訂草案。

c）2019年11月，在西安召開了2019年第二次標準工作組會議：主要就術(shù)語中峰值功

率的持續(xù)時間、峰值功率前置條件、驅(qū)動電機系統(tǒng)持續(xù)特性曲線的轉(zhuǎn)折點與峰值特性曲線的

轉(zhuǎn)折點的區(qū)別定義、最高工作轉(zhuǎn)速定義與18488.1的協(xié)調(diào)性、試驗冷卻條件、試驗工況等展

開了詳細的討論，形成初步結(jié)論和第三版修訂草案；會上專家對試驗工況循環(huán)次數(shù)計算的輸

入數(shù)據(jù)提出了異議，認為某一家企業(yè)產(chǎn)品的工況作為輸入無法覆蓋大多數(shù)企業(yè)產(chǎn)品的情況，

對此會上未得出結(jié)論，建議各單位整理數(shù)據(jù)及解決建議，會后進行匯總。

d）2020年3月，受疫情影響，以網(wǎng)絡(luò)會議形式召開了標準起草組會議，二十余位專家

參與此次會議。會上再一次就標準是否包含多合一集成式驅(qū)動電機系統(tǒng)進行了充分討論，并

達成一致意見：標準適用于多合一系統(tǒng)產(chǎn)品。會議對下一步工作進行了部署：由各參會單位

評估目前標準工況對多合一產(chǎn)品的適用性，并于2020年5月給出反饋意見；由起草單位完

成標準中工況構(gòu)建及循環(huán)次數(shù)定義的詳細說明。

e）2020年5月和9月分別以網(wǎng)絡(luò)會議形式召開了工作組會議和起草組會議，重點對之

前未解決的問題進行了修訂匯報和總結(jié)，同時起草單位對試驗循環(huán)次數(shù)計算進行了詳細的介

紹，前期問題基本達成統(tǒng)一意見；與會專家提出了一些新問題，如性能初試和復(fù)試應(yīng)保留哪

些必要的檢測項目，試驗如何選擇考核等級以及可靠性評價指標等問題，會后起草單位對這

些問題進行了細化更改，形成較為完善的修訂草案。

f）2020年10月，在無錫召開標準工作組會議：與會專家建議試驗項目合并為兩項或者

一項以減少試驗成本，會后起草單位對草案進行了進一步優(yōu)化，將轉(zhuǎn)矩負荷循環(huán)與轉(zhuǎn)矩升降

循環(huán)進行了技術(shù)合并，同時保證電、熱應(yīng)力的綜合考核。

g）2021年4月，在天津召開起草組會議，起草單位對合并后的試驗方法進行了介紹。

參會企業(yè)提出輔助驅(qū)動電機的標準適應(yīng)性問題，由于各家輔驅(qū)電機控制策略無法統(tǒng)一，因此

建議標準只作為輔驅(qū)電機可靠性驗證參考。

h）2021年6月，在銀川召開了標準工作組會議：與會專家討論并更正了草案部分語言

描述；轉(zhuǎn)速升降循環(huán)試驗建議改為帶載進行，以保證花鍵或齒輪的嚙合狀態(tài)；附錄的試驗考

核等級推薦按一定設(shè)計壽命范圍進行劃分。

i）2021年8月，以網(wǎng)絡(luò)會議形式召開了標準起草組會議，會議要求各企業(yè)按起草單位

的計算方法和各家用戶數(shù)據(jù)分別計算試驗循環(huán)次數(shù)，并進行匯總，以提高標準的通用性。會

后起草單位對反饋意見進行了整理，形成征求意見稿。

二、國家標準編制原則和確定國家標準主要內(nèi)容的依據(jù)

1.編制原則

a）通用性原則：標準要考慮產(chǎn)品多樣性，既適用于分體式驅(qū)動電機系統(tǒng)，也要適用于

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《電動汽車用驅(qū)動電機系統(tǒng)可靠性試驗方法》（征求意見稿）編制說明

集成式驅(qū)動電機系統(tǒng)，同時為極特殊構(gòu)型產(chǎn)品提供試驗方法上的參考。

b）先進性原則：標準適應(yīng)當前及未來一段時期，驅(qū)動電機系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展趨勢及生產(chǎn)

應(yīng)用情況，具有一定的科學(xué)先進性，對企業(yè)研發(fā)生產(chǎn)起到規(guī)范引導(dǎo)作用。

c）適應(yīng)性原則：標準應(yīng)考慮行業(yè)驅(qū)動電機系統(tǒng)的生產(chǎn)和應(yīng)用的平均水平，行業(yè)測試設(shè)

備的平均發(fā)展水平，確保標準提出的試驗考核等級與各企業(yè)經(jīng)濟、技術(shù)發(fā)展水平以及相關(guān)

方的承受能力相適應(yīng)。

d）協(xié)調(diào)性原則：標準與GB/T18488等相關(guān)標準協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

2.主要內(nèi)容及論據(jù)

本標準通過對驅(qū)動電機系統(tǒng)的主要失效模式、國內(nèi)外主流可靠性試驗標準以及發(fā)動機

可靠性試驗方法等進行了充分的調(diào)研后，參考ISO-21782系列標準，并基于用戶實際運行數(shù)

據(jù)，針對驅(qū)動電機系統(tǒng)運行過程中受到的機械應(yīng)力、電應(yīng)力、熱應(yīng)力分別設(shè)計了可靠性驗

證工況，主要解決原標準試驗工況運行過溫、考核不全面等問題。

2.1術(shù)語定義

考慮到驅(qū)動電機系統(tǒng)高度集成化的技術(shù)發(fā)展趨勢，術(shù)語定義中增加了“分體式驅(qū)動電

機系統(tǒng)”、“集成式驅(qū)動電機系統(tǒng)”的定義，同時為了方便讀者理解以及后文試驗工況的

準確描述，定義了“額定轉(zhuǎn)速”、“轉(zhuǎn)折轉(zhuǎn)速”、“最高工作轉(zhuǎn)速”、“持續(xù)功率”、

“持續(xù)轉(zhuǎn)矩”。

2.2試驗條件

試驗條件與GB/T18488.2-2015相協(xié)調(diào)，因此對原標準試驗條件的描述進行了精簡，與

GB/T18488.2-2015一致的內(nèi)容直接進行了具體章節(jié)的引用，包含環(huán)境、試驗電源、布線、

冷卻條件等要求。

2.3試驗程序

試驗程序規(guī)定了試驗前的準備工作，性能初試以及性能復(fù)試的具體檢測項目。針對集

成式驅(qū)動電機系統(tǒng)，參考GB/T1022-2015中減速器疲勞壽命試驗，試驗前準備工作增加了

被測裝置是集成式驅(qū)動電機系統(tǒng)時，對傳動裝置的磨合要求。另外，起草組一致認為：性

能初試及復(fù)試直接對試驗項目較多的GB/T18488進行引用，缺乏指向性。因此明確了性能

初試及性能復(fù)試的必要檢測項目：絕緣電阻測試、峰值轉(zhuǎn)矩測試。

2.4可靠性試驗

為了標準考核更科學(xué)全面，基于用戶數(shù)據(jù)提取的驅(qū)動電機系統(tǒng)實際運行工況重新設(shè)計

了可靠性試驗工況，包含轉(zhuǎn)速升降循環(huán)和轉(zhuǎn)矩負荷循環(huán)兩個試驗，并根據(jù)不同的設(shè)計壽命

等級進行了考核等級劃分。試驗循環(huán)次數(shù)的最終確定綜合了起草組各單位的用戶數(shù)據(jù)計算

結(jié)果，具有代表性。

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《電動汽車用驅(qū)動電機系統(tǒng)可靠性試驗方法》（征求意見稿）編制說明

轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速

轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩

nt

nr

nmax

0

時間

TP

0TN

tttt

1213時間

t

0

時間

TS

TF

tttttttt

012345678

時間t

圖1轉(zhuǎn)速升降循環(huán)圖2轉(zhuǎn)矩負荷循環(huán)

以轉(zhuǎn)速升降循環(huán)為例，確定試驗循環(huán)次數(shù)總體工作思路如下：

a）一般電動汽車的驅(qū)動電機系統(tǒng)轉(zhuǎn)速與車速成正比，因此起草組各單位對多個用戶的

車速歷程數(shù)據(jù)進行循環(huán)計數(shù)處理，對于每個用戶得到不同變程的車速循環(huán)片段若干。

圖3某用戶車速歷程數(shù)據(jù)圖4循環(huán)計數(shù)處理數(shù)據(jù)

b）按系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié)的損傷模型對不同變程的車速循環(huán)片段次數(shù)進行加速折算，折算目

標為0~最高車速~0的次數(shù)，折算模型為：

k

A=(△Ni/△Nmax)

其中A為加速因數(shù)，△Ni為不同的車速變程，△Nmax為最大車速變程，k取經(jīng)驗值11。

c）根據(jù)行駛里程計算不同用戶平均每公里出現(xiàn)的0~最高車速~0的次數(shù)，選取可覆蓋

90%用戶強度的單位里程循環(huán)次數(shù)作為計算輸入，計算不同可靠性壽命里程（30萬、60萬、

120萬）下的目標工況循環(huán)次數(shù)。

圖5不同用戶每公里目標工況出現(xiàn)次數(shù)圖690分位工況數(shù)據(jù)選取

表1目標工況循環(huán)次數(shù)

可靠性壽命里程（km）0~Nmax~0總循環(huán)次數(shù)（90分位）

30萬24793

60萬49587

120萬99174

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《電動汽車用驅(qū)動電機系統(tǒng)可靠性試驗方法》（征求意見稿）編制說明

d）按28046.1-2011附錄B式B.2的方法，基于Weibull分布，估計置信度50%，可靠度

90%，試驗樣本數(shù)量n=1，Weibull因子β=10（因產(chǎn)品而異）的情況下，各個壽命里程（30

萬公里、60萬公里、120萬公里）下的試驗總循環(huán)次數(shù)。

表2試驗工況循環(huán)次數(shù)

可靠性壽命里程（km）0~Nmax~0總循環(huán)次數(shù)等級

100萬以上等級120000A

60萬等級60000B

30萬等級30000C

e）轉(zhuǎn)矩負荷循環(huán)中的峰值轉(zhuǎn)矩沖擊次數(shù)的計算過程與之類似，在滿足峰值轉(zhuǎn)矩沖擊次

數(shù)的基礎(chǔ)上，增加了持續(xù)功率工況，保證熱考核的時間與原標準中的熱考核時間相當。

由于驅(qū)動電機系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展較快，產(chǎn)品構(gòu)型方案、整車應(yīng)用情況復(fù)雜多樣，因此，以

上計算方法、加速模型和過程參數(shù)的選取不能覆蓋所有驅(qū)動電機系統(tǒng)產(chǎn)品的使用情況，起

草單位在標準修訂過程中，組織各起草組各單位根據(jù)各自產(chǎn)品特點按以上思路框架進行了

相應(yīng)的計算，最后綜合了各家的平均水平，對計算過程和結(jié)果進行了一定的修正，計算結(jié)

果相對合理，滿足標準設(shè)置質(zhì)量門檻，提高行業(yè)產(chǎn)品整體質(zhì)量水平的宗旨。

2.5檢查及維護

標準規(guī)定了可靠性試驗過程中，檢查及維護的一般要求，隨時的檢查，每1h及每24h的

檢查要求以及故障停機后的處理方法。當被測裝置是集成式驅(qū)動電機系統(tǒng)時，應(yīng)增加對減

速器的油溫監(jiān)控，保證其不超過最高許用溫度。

2.6可靠性試驗評定

本部分保留了通用的可靠性評定方法，如MTTFF的計算方法，另外根據(jù)產(chǎn)品測試經(jīng)驗及

對國內(nèi)外相關(guān)標準內(nèi)容的研究，可靠性評定章節(jié)增加了性能初試及性能復(fù)試的具體評價指

標：驅(qū)動電機系統(tǒng)在轉(zhuǎn)折轉(zhuǎn)速及最高工作轉(zhuǎn)速的峰值轉(zhuǎn)矩衰減不大于5%。

3.標準修訂主要變化

與GB/T29307—2012版標準相比，新版標準除編輯性修改外主要技術(shù)變化如下：

a）修改了范圍，增加了參考執(zhí)行的特殊機型的規(guī)定（見第1章，2012版的第1章）；

b）修改了持續(xù)轉(zhuǎn)矩、最高工作轉(zhuǎn)速的術(shù)語定義，刪除了峰值功率的術(shù)語定義，增加了

分體式驅(qū)動電機系統(tǒng)、集成式驅(qū)動電機系統(tǒng)、額定轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)折轉(zhuǎn)速、持續(xù)功率的術(shù)語定義（見

第3章，2012版的第3章）；

c）增加了被測驅(qū)動電機系統(tǒng)包含減速器時試驗前的磨合要求（見5.1.3）；

d）修改了性能初試及性能復(fù)試的測試項目（見5.2,2012版的5.2）；

e）修改了可靠性試驗規(guī)范，試驗項目由轉(zhuǎn)矩負荷循環(huán)一項修改為轉(zhuǎn)速升降循環(huán)和轉(zhuǎn)矩

負荷循環(huán)兩項可靠性試驗（見第6章，2012版的第6章）；

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《電動汽車用驅(qū)動電機系統(tǒng)可靠性試驗方法》（征求意見稿）編制說明

f）增加了可靠性評定中性能初試及性能復(fù)試的具體評價指標（見9.2、9.3）；

g）刪除了附錄A的可靠性試驗記錄表格，增加了可靠性試驗循環(huán)次數(shù)的推薦原則（見附

錄A，2012版的附錄A）。

三、主要試驗（或驗證）情況分析

為保證標準提出的試驗工況具有合理性、可操作性，對多合一驅(qū)動電機系統(tǒng)具有適用性，

起草組各單位開展了大量驗證工作。

1.試驗循環(huán)次數(shù)摸底驗證

選取某款驅(qū)動電機系統(tǒng)樣機A，按標準6.2的規(guī)定進行試驗，試驗現(xiàn)場如圖7所示，實

際運行曲線如圖8所示，試驗過程中未出現(xiàn)因被測體失效導(dǎo)致的停機故障，試驗循環(huán)次數(shù)達

到3萬、6萬、12萬次后分別對樣機進行性能復(fù)測和拆機檢查，性能復(fù)測結(jié)果均滿足標準

9.2和9.3的要求，拆機未發(fā)現(xiàn)被測體機械結(jié)構(gòu)異常損壞，見圖9。試驗過程發(fā)現(xiàn)，過快的

升降斜率會對測試設(shè)備造成一定影響，因此標準對轉(zhuǎn)速變化率進行了修正。

選取同款驅(qū)動電機系統(tǒng)樣機B，按標準6.2的規(guī)定進行無限循環(huán)次數(shù)試驗，在試驗次數(shù)

達到15萬次左右時，被測體運行出現(xiàn)明顯異響，拆解發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子沖片局部出現(xiàn)磨損變黑，分

析為轉(zhuǎn)子疲勞導(dǎo)致的轉(zhuǎn)子爆破，見圖10。

圖7轉(zhuǎn)速升降循環(huán)試驗現(xiàn)場圖8試驗實際運行曲線

圖9樣機A拆解分析圖10樣機B拆解分析

選取某款集成式驅(qū)動電機系統(tǒng)（含減速器），按標準6.2的規(guī)定進行試驗，試驗現(xiàn)場如

圖11所示，實際運行工況曲線如圖12所示，試驗過程中未出現(xiàn)因被測體失效導(dǎo)致的停機故

障，試驗循環(huán)次數(shù)達到3萬、6萬、12萬次后分別對樣機進行性能復(fù)測和拆機檢查，性能復(fù)

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《電動汽車用驅(qū)動電機系統(tǒng)可靠性試驗方法》（征求意見稿）編制說明

測結(jié)果均滿足標準9.2和9.3的要求，拆機未發(fā)現(xiàn)驅(qū)動電機系統(tǒng)和減速器機械結(jié)構(gòu)異常損

壞。

圖11多合一轉(zhuǎn)速升降循環(huán)驗證圖12實際運行工況曲線

2.轉(zhuǎn)矩負荷循環(huán)驗證

減速器齒輪、軸承等零部件在轉(zhuǎn)矩負荷循環(huán)的考核下，容易出現(xiàn)失效，為了達到驅(qū)動電

機系統(tǒng)的考核目的，同時不造成減速器的提前失效，標準修訂過程中，起草組重點對多合一

驅(qū)動電機系統(tǒng)進行了驗證。選取兩款集成式驅(qū)動電機系統(tǒng)（含減速器）樣機C、樣機D，按

標準6.3的規(guī)定進行試驗，見圖13、圖14；實際運行曲線見圖15、圖16。

圖13樣機C轉(zhuǎn)矩負荷驗證圖14樣機D轉(zhuǎn)矩負荷驗證

圖15實際運行工況曲線1圖16實際運行工況曲線2

試驗過程中未出現(xiàn)因被測體失效導(dǎo)致的停機故障，試驗循環(huán)次數(shù)達到5萬、10萬、20

萬次后分別對樣機進行性能復(fù)測和拆機檢查，性能復(fù)測結(jié)果均滿足標準9.2和9.3的要求，

拆機未發(fā)現(xiàn)被測體（包括減速器）機械結(jié)構(gòu)異常損壞。

3.驗證結(jié)論

標準提出的試驗工況具有合理性、可操作性，并且同樣適用于多合一驅(qū)動電機系統(tǒng)。

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《電動汽車用驅(qū)動電機系統(tǒng)可靠性試驗方法》（征求意見稿）編制說明

四、標準中涉及專利的情況

本標準不涉及專利。

五、預(yù)期達到的社會效益等情況

本標準的修訂和實施有利于提高國家電動汽車行業(yè)電驅(qū)產(chǎn)品的總體質(zhì)量水平，規(guī)范和引

導(dǎo)企業(yè)的生產(chǎn)研發(fā)工作，為我國電動汽車行業(yè)的快速發(fā)展提供標準支撐。

六、采用國際標準和國外先進標準的情況

本標準的部分試驗工況設(shè)計借鑒了ISO21782的內(nèi)容；技術(shù)指標方面，區(qū)別于ISO21782，

采用了大量用戶數(shù)據(jù)作為工況輸入，因此，試驗的嚴苛程度更為合理。

七、與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及相關(guān)標準的協(xié)調(diào)性

本標準在電動汽車標準體系中屬于關(guān)鍵系統(tǒng)及零部件分類下的電驅(qū)動系統(tǒng)標準，屬于測

試方法類標準，與GB/T18488.1-2015《電動汽車用驅(qū)動電機系統(tǒng)第1部分:技術(shù)條件》、

GB/T18488.2-2015《電動汽車用驅(qū)動電機系統(tǒng)第2部分:試驗方法》等相關(guān)標準協(xié)調(diào)一致。

本標準與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及相關(guān)標準沒有沖突或矛盾。

八、重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)

無

九、標準性質(zhì)的建議說明

本標準為推薦性標準。

十、貫徹標準的要求和措施建議

無

十一、廢止現(xiàn)行相關(guān)標準的建議

無

十二、其他應(yīng)予說明的事項

無

電動汽車用驅(qū)動電機系統(tǒng)可靠性試驗方法起草組

2021年8月19日

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推薦性國家標準

《電動汽車用驅(qū)動電機系統(tǒng)可靠性

試驗方法》

（征求意見稿）

編制說明

《電動汽車用驅(qū)動電機系統(tǒng)可靠性試驗方法》（征求意見稿）編制說明

《電動汽車用驅(qū)動電機系統(tǒng)可靠性試驗方法》

（征求意見稿）

編制說明

一、工作簡況

1.任務(wù)來源

驅(qū)動電機系統(tǒng)的可靠性是電動汽車產(chǎn)品開發(fā)中關(guān)注的重點，直接影響用戶駕乘體驗。在

驅(qū)動電機系統(tǒng)研發(fā)、定型階段，通過合理的臺架可靠性試驗，可以充分暴露產(chǎn)品各方面的缺

陷，為產(chǎn)品的設(shè)計改進提供依據(jù)，從而提高產(chǎn)品的可靠性。隨著電動汽車行業(yè)的飛速發(fā)展，

制造商、設(shè)計師及用戶對驅(qū)動電機系統(tǒng)應(yīng)用的理解更加深入，對驅(qū)動電機系統(tǒng)的可靠性也提

出了更具體的要求。為適應(yīng)我國未來一段時期驅(qū)動電機系統(tǒng)產(chǎn)品技術(shù)趨勢及其可靠性發(fā)展需

求，對GB/T29307-2012進行修訂。

本標準的修訂計劃由國家標準化管理委員會下達，項目計劃編號：20202469-T-339，項

目名稱為《電動汽車用驅(qū)動電機系統(tǒng)可靠性試驗方法》。

2.主要工作過程

《電動汽車用驅(qū)動電機系統(tǒng)可靠性試驗方法》標準修訂工作于2019年正式啟動，由中

國第一汽車股份有限公司、中國汽車技術(shù)研究中心有限公司聯(lián)合牽頭，在對國內(nèi)外主流驅(qū)動

電機系統(tǒng)可靠性試驗標準、發(fā)動機可靠性試驗標準等相關(guān)信息進行了充分的調(diào)研后，本標準

修訂是在“電動汽車用驅(qū)動電機系統(tǒng)標準研究工作組”（下稱工作組）內(nèi)進行，為更好的完

成編寫工作，在工作組內(nèi)組織成立了標準起草組，起草組由國內(nèi)外主要整車生產(chǎn)企業(yè)、零部

件生產(chǎn)企業(yè)、檢測機構(gòu)等近20家單位組成。

2019年4月，起草組完成了初版標準修訂草案，并在合肥的工作組會議上進行了分享，

之后組織召開了多次起草組會議和技術(shù)交流并在工作組內(nèi)部開展了多輪意見征集與討論，于

2021年8月形成了標準征求意見稿。主要技術(shù)會議及研究活動情況如下：

a）2019年4月，在合肥召開的2019年第一次標準工作組會議上，起草組介紹了原標

準400h試驗工況時間的計算過程，提出了工況存在運行過溫、考核不全面等問題，針對機

械應(yīng)力、電應(yīng)力、熱應(yīng)力分別提出了轉(zhuǎn)速升降循環(huán)、轉(zhuǎn)矩升降循環(huán)、轉(zhuǎn)矩負荷循環(huán)試驗，并

對初版修訂草案進行了詳細介紹，與會專家分別就術(shù)語、試驗條件、試驗工況、可操作性等

展開了充分的討論，會議確定了標準修訂框架。

b）2019年9月，在天津召開了起草組會議，各單位專家對第一次會議提出的問題分別

提出了解決建議，同時提出并重點討論了本標準對高度集成式驅(qū)動電機系統(tǒng)的適用性、以及

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《電動汽車用驅(qū)動電機系統(tǒng)可靠性試驗方法》（征求意見稿）編制說明

可靠性試驗后是否定義拆解等問題，會后起草單位對各工作組成員提出的建議進行了整理，

形成第二版修訂草案。

c）2019年11月，在西安召開了2019年第二次標準工作組會議：主要就術(shù)語中峰值功

率的持續(xù)時間、峰值功率前置條件、驅(qū)動電機系統(tǒng)持續(xù)特性曲線的轉(zhuǎn)折點與峰值特性曲線的

轉(zhuǎn)折點的區(qū)別定義、最高工作轉(zhuǎn)速定義與18488.1的協(xié)調(diào)性、試驗冷卻條件、試驗工況等展

開了詳細的討論，形成初步結(jié)論和第三版修訂草案；會上專家對試驗工況循環(huán)次數(shù)計算的輸

入數(shù)據(jù)提出了異議，認為某一家企業(yè)產(chǎn)品的工況作為輸入無法覆蓋大多數(shù)企業(yè)產(chǎn)品的情況，

對此會上未得出結(jié)論，建議各單位整理數(shù)據(jù)及解決建議，會后進行匯總。

d）2020年3月，受疫情影響，以網(wǎng)絡(luò)會議形式召開了標準起草組會議，二十余位專家

參與此次會議。會上再一次就標準是否包含多合一集成式驅(qū)動電機系統(tǒng)進行了充分討論，并

達成一致意見：標準適用于多合一系統(tǒng)產(chǎn)品。會議對下一步工作進行了部署：由各參會單位

評估目前標準工況對多合一產(chǎn)品的適用性，并于2020年5月給出反饋意見；由起草單位完

成標準中工況構(gòu)建及循環(huán)次數(shù)定義的詳細說明。

e）2020年5月和9月分別以網(wǎng)絡(luò)會議形式召開了工作組會議和起草組會議，重點對之

前未解決的問題進行了修訂匯報和總結(jié)，同時起草單位對試驗循環(huán)次數(shù)計算進行了詳細的介

紹，前期問題基本達成統(tǒng)一意見；與會專家提出了一些新問題，如性能初試和復(fù)試應(yīng)保留哪

些必要的檢測項目，試驗如何選擇考核等級以及可靠性評價指標等問題，會后起草單位對這

些問題進行了細化更改，形成較為完善的修訂草案。

f）2020年10月，在無錫召開標準工作組會議：與會專家建議試驗項目合并為兩項或者

一項以減少試驗成本，會后起草單位對草案進行了進一步優(yōu)化，將轉(zhuǎn)矩負荷循環(huán)與轉(zhuǎn)矩升降

循環(huán)進行了技術(shù)合并，同時保證電、熱應(yīng)力的綜合考核。

g）2021年4月，在天津召開起草組會議，起草單位對合并后的試驗方法進行了介紹。

參會企業(yè)提出輔助驅(qū)動電機的標準適應(yīng)性問題，由于各家輔驅(qū)電機控制策略無法統(tǒng)一，因此

建議標準只作為輔驅(qū)電機可靠性驗證參考。

h）2021年6月，在銀川召開了標準工作組會議：與會專家討論并更正了草案部分語言

描述；轉(zhuǎn)速升降循環(huán)試驗建議改為帶載進行，以保證花鍵或齒輪的嚙合狀態(tài)；附錄的試驗考

核等級推薦按一定設(shè)計壽命范圍進行劃分。

i）2021年8月，以網(wǎng)絡(luò)會議形式召開了標準起草組會議，會議要求各企業(yè)按起草單位

的計算方法和各家用戶數(shù)據(jù)分別計算試驗循環(huán)次數(shù)，并進行匯總，以提高標準的通用性。會

后起草單位對反饋意見進行了整理，形成征求意見稿。

二、國家標準編制原則和確定國家標準主要內(nèi)容的依據(jù)

1.編制原則

a）通用性原則：標準要考慮產(chǎn)品多樣性，既適用于分體式驅(qū)動電機系統(tǒng)，也要適用于

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《電動汽車用驅(qū)動電機系統(tǒng)可靠性試驗方法》（征求意見稿）編制說明

集成式驅(qū)動電機系統(tǒng)，同時為極特殊構(gòu)型產(chǎn)品提供試驗方法上的參考。

b）先進性原則：標準適應(yīng)當前及未來一段時期，驅(qū)動電機系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展趨勢及生產(chǎn)

應(yīng)用情況，具有一定的科學(xué)先進性，對企業(yè)研發(fā)生產(chǎn)起到規(guī)范引導(dǎo)作用。

c）適應(yīng)性原則：標準應(yīng)考慮行業(yè)驅(qū)動電機系統(tǒng)的生產(chǎn)和應(yīng)用的平均水平，行業(yè)測試設(shè)

備的平均發(fā)展水平，確保標準提出的試驗考核等級與各企業(yè)經(jīng)濟、技術(shù)發(fā)展水平以及相關(guān)

方的承受能力相適應(yīng)。

d）協(xié)調(diào)性原則：標準與GB/T18488等相關(guān)標準協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

2.主要內(nèi)容及論據(jù)

本標準通過對驅(qū)動電機系統(tǒng)的主要失效模式、國內(nèi)外主流可靠性試驗標準以及發(fā)動機

可靠性試驗方法等進行了充分的調(diào)研后，參考ISO-21782系列標準，并基于用戶實際運行數(shù)

據(jù)，針對驅(qū)動電機系統(tǒng)運行過程中受到的機械應(yīng)力、電應(yīng)力、熱應(yīng)力分別設(shè)計了可靠性驗

證工況，主要解決原標準試驗工況運行過溫、考核不全面等問題。

2.1術(shù)語定義

考慮到驅(qū)動電機系統(tǒng)高度集成化的技術(shù)發(fā)展趨勢，術(shù)語定義中增加了“分體式驅(qū)動電

機系統(tǒng)”、“集成式驅(qū)動電機系統(tǒng)”的定義，同時為了方便讀者理解以及后文試驗工況的

準確描述，定義了“額定轉(zhuǎn)速”、“轉(zhuǎn)折轉(zhuǎn)速”、“最高工作轉(zhuǎn)速”、“持續(xù)功率”、

“持續(xù)轉(zhuǎn)矩”。

2.2試驗條件

試驗條件與GB/T18488.2-2015相協(xié)調(diào)，因此對原標準試驗條件的描述進行了精簡，與

GB/T18488.2-2015一致的內(nèi)容直接進行了具體章節(jié)的引用，包含環(huán)境、試驗電源、布線、

冷卻條件等要求。

2.3試驗程序

試驗程序規(guī)定了試驗前的準備工作，性能初試以及性能復(fù)試的具體檢測項目。針對集

成式驅(qū)動電機系統(tǒng)，參考GB/T1022-2015中減速器疲勞壽命試驗，試驗前準備工作增加了

被測裝置是集成式驅(qū)動電機系統(tǒng)時，對傳動裝置的磨合要求。另外，起草組一致認為：性

能初試及復(fù)試直接對試驗項目較多的GB/T18488進行引用，缺乏指向性。因此明確了性能

初試及性能復(fù)試的必要檢測項目：絕緣電阻測試、峰值轉(zhuǎn)矩測試。

2.4可靠性試驗

為了標準考核更科學(xué)全面，基于用戶數(shù)據(jù)提取的驅(qū)動電機系統(tǒng)實際運行工況重新設(shè)計

了可靠性試驗工況，包含轉(zhuǎn)速升降循環(huán)和轉(zhuǎn)矩負荷循環(huán)兩個試驗，并根據(jù)不同的設(shè)計壽命

等級進行了考核等級劃分。試驗循環(huán)次數(shù)的最終確定綜合了起草組各單位的用戶數(shù)據(jù)計算

結(jié)果，具有代表性。

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《電動汽車用驅(qū)動電機系統(tǒng)可靠性試驗方法》（征求意見稿）編制說明

轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速

轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩

nt

nr

nmax

0

時間

TP

0TN

tttt

1213時間

t

0

時間

TS

TF

tttttttt

012345678

時間t

圖1轉(zhuǎn)速升降循環(huán)圖2轉(zhuǎn)矩負荷循環(huán)

以轉(zhuǎn)速升降循環(huán)為例，確定試驗循環(huán)次數(shù)總體工作思路如下：

a）一般電動汽車的驅(qū)動電機系統(tǒng)轉(zhuǎn)速與車速成正比，因此起草組各單位對多個用戶的

車速歷程數(shù)據(jù)進行循環(huán)計數(shù)處理，對于每個用戶得到不同變程的車速循環(huán)片段若干。

圖3某用戶車速歷程數(shù)據(jù)圖4循環(huán)計數(shù)處理數(shù)據(jù)

b）按系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié)的損傷模型對不同變程的車速循環(huán)片段次數(shù)進行加速折算，折算目

標為0~最高車速~0的次數(shù)，折算模型為：

k

A=(△Ni/△Nmax)

其中A為加速因數(shù)，△Ni為不同的車速變程，△Nmax為最大車速變程，k取經(jīng)驗值11。

c）根據(jù)行駛里程計算不同用戶平均每公里出現(xiàn)的0~最高車速~0的次數(shù)，選取可覆蓋

90%用戶強度的單位里程循環(huán)次數(shù)作為計算輸入，計算不同可靠性壽命里程（30萬、60萬、

120萬）下的目標工況循環(huán)次數(shù)。

圖5不同用戶每公里目標工況出現(xiàn)次數(shù)圖690分位工況數(shù)據(jù)選取

表1目標工況循環(huán)次數(shù)

可靠性壽命里程（km）0~Nmax~0總循環(huán)次數(shù)（90分位）

30萬24793

60萬49587

120萬99174

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d）按28046.1-2011附錄B式B.2的方法，基于Weibull分布，估計置信度50%，可靠度

90%，試驗樣本數(shù)量n=1，Weibull因子β=10（因產(chǎn)品而異）的情況下，各個壽命里程（30

萬公里、60萬公里、120萬公里）下的試驗總循環(huán)次數(shù)。

表2試驗工況循環(huán)次數(shù)

可靠性壽命里程（km）0~Nmax~0總循環(huán)次數(shù)等級

100萬以上等級120000A

60萬等級60000B

30萬等級30000C

e）轉(zhuǎn)矩負荷循環(huán)中的峰值轉(zhuǎn)矩沖擊次數(shù)的計算過程與之類似，在滿足峰值轉(zhuǎn)矩沖擊次

數(shù)的基礎(chǔ)上，增加了持續(xù)功率工況，保證熱考核的時間與原標準中的熱考核時間相當。

由于驅(qū)動電機系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展較快，產(chǎn)品構(gòu)型方案、整車應(yīng)用情況復(fù)雜多樣，因此，以

上計算方法、加速模型和過程參數(shù)的選取不能覆蓋所有驅(qū)動電機系統(tǒng)產(chǎn)品的使用情況，起

草單位在標準修訂過程中，組織各起草組各單位根據(jù)各自產(chǎn)品特點按以上思路框架進行了

相應(yīng)的計算，最后綜合了各家的平均水平，對計算過程和結(jié)果進行了一定的修正，計算結(jié)

果相對合理，滿足標準設(shè)置質(zhì)量門檻，提高行業(yè)產(chǎn)品整體質(zhì)量水平的宗旨。

2.5檢查及維護

標準規(guī)定了可靠性試驗過程中，檢查及維護的一般要求，隨時的檢查，每1h及每24h的

檢查要求以及故障停機后的處理方法。當被測裝置是集成式驅(qū)動電機系統(tǒng)時，應(yīng)增加對減

速器的油溫監(jiān)控，保證其不超過最高許用溫度。

2.6可靠性試驗評定

本部分保留了通用的可靠性評定方法，如MTTFF的計算方法，另外根據(jù)產(chǎn)品測試經(jīng)驗及

對國內(nèi)外相關(guān)標準內(nèi)容的研究，可靠性評定章節(jié)增加了性能初試及性能復(fù)試的具體評價指

標：驅(qū)動電機系統(tǒng)在轉(zhuǎn)折轉(zhuǎn)速及最高工作轉(zhuǎn)速的峰值轉(zhuǎn)矩衰減不大于5%。

3.標準修訂主要變化

與GB/T29307—2012版標準相比，新版標準除編輯性修改外主要技術(shù)變化如下：

a）修改了范圍，增加了參考執(zhí)行的特殊機型的規(guī)定（見第1章，2012版的第1章）；

b）修改了持續(xù)轉(zhuǎn)矩、最高工作轉(zhuǎn)速的術(shù)語定義，刪除了峰值功率的術(shù)語定義，增加了

分體式驅(qū)動電機系統(tǒng)、集成式驅(qū)動電機系統(tǒng)、額定轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)折轉(zhuǎn)速、持續(xù)功率的術(shù)語定義（見

第3章，2012版的第3章）；

c）增加了被測驅(qū)動電機系統(tǒng)包含減速器時試驗前的磨合要求（見5.1.3）；

d）修改了性能初試及性能復(fù)試的測試項目（見5.2,2012版的5.2）；

e）修改了可靠性試驗規(guī)范，試驗項目由轉(zhuǎn)矩負荷循環(huán)一項修改為轉(zhuǎn)速升降循環(huán)和轉(zhuǎn)矩

負荷循環(huán)兩項可靠性試驗（見第6章，2012版的第6章）；

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《電動汽車用驅(qū)動電機系統(tǒng)可靠性試驗方法》（征求意見稿）編制說明

f）增加了可靠性評定中性能初試及性能復(fù)試的具體評價指標（見9.2、9.3）；

g）刪除了附錄A的可靠性試驗記錄表格，增加了可靠性試驗循環(huán)次數(shù)的推薦原則（見附

錄A，2012版的附錄A）。

三、主要試驗（或驗證）情況分析

為保證標準提出的試驗工況具有合理性、可操作性，對多合一驅(qū)動電機系統(tǒng)具有適用性，

起草組各單位開展了大量驗證工作。

1.試驗循環(huán)次數(shù)摸底驗證

選取某款驅(qū)動電機系統(tǒng)樣機A，按標準6.2的規(guī)定進行試驗，試驗現(xiàn)場如圖7所示，實

際運行曲線如圖8所示，試驗過程中未出現(xiàn)因被測體失效導(dǎo)致的停機故障，試驗循環(huán)次數(shù)達

到3萬、6萬、12萬次后分別對樣機進行性能復(fù)測和拆機檢查，性能復(fù)測結(jié)果均滿足標準

9.2和9.3的要求，拆機未發(fā)現(xiàn)被測體機械結(jié)構(gòu)異常損壞，見圖9。試驗過程發(fā)現(xiàn)，過快的

升降斜率會對測試設(shè)備造成一定影響，因此標準對轉(zhuǎn)速變化率進行了修正。

選取同款驅(qū)動電機系統(tǒng)樣機B，按標準6.2的規(guī)定進行無限循環(huán)次數(shù)試驗，在試驗次數(shù)

達到15萬次左右時，被測體運行出現(xiàn)明顯異響，拆解發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子沖片局部出現(xiàn)磨損變黑，分

析為轉(zhuǎn)子疲勞導(dǎo)致的轉(zhuǎn)子爆破，見圖10。

圖7轉(zhuǎn)速升降循環(huán)試驗現(xiàn)場圖8試驗實際運行曲線

圖9樣機A拆解分析圖10樣機B拆解分析

選取某款集成式驅(qū)動電機系統(tǒng)（含減速器），按標準6.2的