《驅(qū)動電機系統(tǒng)軸電試驗方法》

ICS43.040.20

CCST38

團體標準

T/CSAExx－20xx

驅(qū)動電機系統(tǒng)軸電試驗方法

Testmethodforshaftelectricityofdrivemotorsystems

（征求意見稿）

DraftingguidelinesforcommercialgradesstandardofChinesemedicinalmaterials

在提交反饋意見時，請將您知道的該標準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實施

中國汽車工程學(xué)會發(fā)布

T/CSAExx—20xx

驅(qū)動電機系統(tǒng)軸電試驗方法

1范圍

本文件規(guī)定了驅(qū)動電機系統(tǒng)軸電測試條件、測試儀器及其試驗方法等要求。

本文件適用于電壓源型脈寬調(diào)制控制的驅(qū)動電機系統(tǒng)軸電測試。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對于本文的應(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

GB/T19596-2017電動汽車術(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)動電機系統(tǒng)中，定子三相繞組對參考地點相電壓的平均值。

3.2

軸電壓shaftvoltage

包括電機轉(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

指軸承滾動體與滾道潤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

電機定子繞組對地電壓變化率產(chǎn)生的高頻接地電流。

3.6

軸電流shaftcurrent

包含軸承潤滑不良時，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)滾道與滾動體的接觸面時產(chǎn)生加工放電電流。

3.7

軸承電腐蝕bearingcorrosion

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T/CSAE161—2020

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

搓衣板紋以及脂潤滑軸承潤滑脂老化等損傷現(xiàn)象。

4試驗環(huán)境條件

如無特殊規(guī)定，試驗應(yīng)在下列環(huán)境條件下進行：

a)溫度：23±5℃；

b)相對濕度：10%～90%RH；

c)氣壓：86kPa-106kPa；

d)測試環(huán)境：提高檢測結(jié)果的準確度，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試驗儀器

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

的直流參數(shù)和交流參數(shù)測量的精度和波形要求。

表1試驗儀器要求

序號試驗儀器要求

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

要求測頭與轉(zhuǎn)軸可靠接觸，推薦使用

4電壓測頭

測頭為碳纖維的碳刷

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試驗方法

6.1樣機改制

6.1.1樣機改制原則

測試樣機功能、性能正常，可體現(xiàn)整車實際使用狀態(tài)。

樣機改制需遵循原則：

a）不改變原有的冷卻潤滑方案；

b）樣機改制后，保持與實際使用狀態(tài)一致；

c）樣機改制不影響原有的正常功能和性能；

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

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e）引線可靠接觸，非傳導(dǎo)路徑做好絕緣防護。

樣機改制可根據(jù)樣機結(jié)構(gòu)和測試要求做相應(yīng)調(diào)整。

6.1.2樣機改制要求

6.1.2.1軸電壓測試樣機改制

二合一軸電壓測試樣機改制，如圖1；多合一軸電壓測試樣機改制，如圖2。

電池模電壓源型

擬器逆變器

繞組中心點引線（可選）

殼體

定子

測頭引線

測頭引線

轉(zhuǎn)子

溫度傳感器引線

(可選）測頭

引線

圖1二合一軸電壓測試樣機改制圖

溫度傳感器引線（可選）

電池模電壓源型

擬器測頭引線

逆變器中性點引線

（可選）

殼體測頭引線

定子

測頭引線

轉(zhuǎn)子

溫度傳感器引線溫度傳感器引線

（可選）（可選）

測頭

引線

圖2多合一軸電壓測試樣機改制圖

軸電壓樣機改制要求：

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

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

軸可靠接觸，推薦測頭與轉(zhuǎn)軸靜態(tài)接觸電阻小于3Ω；

b）中性點引線宜用于中心點電壓測試，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，研究溫度對軸電壓的影響；

d）樣機改制完成后，樣機需要滿足整機絕緣，耐壓和基本功能要求；

e）引線阻值宜小于0.2Ω。

6.1.2.2軸電流測試樣機改制

二合一軸電流測試樣機改制，如圖3；多合一軸電流測試樣機改制，如圖4。

電池模電壓源型

擬器逆變器

繞組中心點引線(可選)

軸承外圈引線

殼體軸承外圈引線

定子

測頭引線測頭引線

轉(zhuǎn)子

絕緣襯套

溫度傳感器引線

（可選）測頭

軸承絕緣襯套

引線

圖3二合一軸電流測試樣機改制圖

溫度傳感器引線

電池模電壓源型中性點引線

（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

殼體測頭引線

定子

測頭引線

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

測頭

引線

圖4多合一軸電流測試樣機改制圖

軸電流樣機改制要求：

a）在軸電壓測試樣機改制的基礎(chǔ)上，增加被測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現(xiàn)；

b）建立被測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）電壓測頭布置方法參考6.1.2章節(jié)軸電壓測試樣機改制方法；

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T/CSAExx—20xx

d）樣機改制完成后，樣機需要滿足整機絕緣，耐壓和基本功能要求；

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

6.2測試準備

6.2.1測試樣機與臺架之間的機械連接

將測試樣機按照實際使用狀態(tài)固定在臺架上，連接測試樣機與臺架的傳動軸，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現(xiàn)絕緣功能，絕緣阻值宜不

小于1MΩ。

為模擬整車實際使用環(huán)境，實驗中的線束規(guī)格及走向應(yīng)宜與實際布線一致，布線長度宜與車輛中的

實際布線相同。

6.2.2信號屏蔽

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

和樣機的高壓線束、樣機測試引線、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

行包裹。

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

的工況檢查，被測軸承干擾電壓宜在±0.5V范圍內(nèi)。

6.2.3冷卻要求

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

與樣機技術(shù)要求一致。

6.2.4測試工況

測試工況可根據(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)溫度電機轉(zhuǎn)速rpm電機扭矩Nm

N1T1

40℃

N2T2

N1T1

60℃

N2T2

N1T1

80℃

N2T2

備注：

N1-整車60km/h對應(yīng)的電機轉(zhuǎn)速；

N2-整車100km/h對應(yīng)的電機轉(zhuǎn)速；

T1-整車60km/h對應(yīng)的電機輸出扭矩；

T2-整車100km/h對應(yīng)的電機輸出扭矩；

b）常用動態(tài)工況

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T/CSAE161—2020

例如：啟動、超車、制動等場景下的動態(tài)工況，見圖5；

模擬整車加減速的電機輸出端對應(yīng)的轉(zhuǎn)速和扭矩。

圖5動態(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)和動態(tài)工況；

6.3軸電試驗

6.3.1軸電壓測試接線

軸電壓測試接線方法：

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

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

接地點；

c)V2(可選)測試繞組中性點電壓；示波器電壓探頭正極連接電壓測頭引線，負極連接附近殼體

接地點；

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

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。

二合一軸電壓測試原理圖，如圖5；多合一軸電壓測試原理圖，如圖6。

電池模電壓源型

擬器逆變器

殼體

定子

轉(zhuǎn)子測功機

臺架控制臺

圖5二合一軸電壓測試原理圖

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T/CSAExx—20xx

電池模電壓源型

擬器逆變器

殼體測頭引線

定子

轉(zhuǎn)子

溫度傳感器引線

（可選）

臺架控制臺

測功機測功機

圖6多合一軸電壓測試原理圖

6.3.2軸電流測試接線

軸電流測試接線步驟：

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

殼體接地點連接；

b)在軸電流測試的基礎(chǔ)上可測試軸電壓，實驗方法參考6.2.2.1軸電壓測試接線要求。

二合一軸電流測試原理圖，如圖7；多合一軸電流測試原理圖，如圖8。

電池模電壓源型

擬器逆變器

殼體

定子

轉(zhuǎn)子測功機

臺架控制臺

圖7二合一軸電流測試原理圖

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T/CSAE161—2020

電池模電壓源型

擬器逆變器

軸承外圈引線與殼

體導(dǎo)通；

殼體測頭引線

定子

轉(zhuǎn)子

溫度傳感器引線

(可選）

臺架控制臺

測功機測功機

圖8多合一軸電流測試原理圖

6.3.3軸電測試

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

要求完成接線。

6.3.3.2選擇對應(yīng)的測試工況，作為臺架工況輸入，用于模擬整車使用場景；

6.3.3.3試驗時，將驅(qū)動電機系統(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

別測量驅(qū)動電機系統(tǒng)在不同工作電壓下的軸電波形；

6.3.3.4試驗時，每個工況測試3遍，記錄驅(qū)動電機系統(tǒng)扭矩，轉(zhuǎn)速，軸承處溫度，軸電數(shù)值和