電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可靠性研究

1、2018-04-27 電 動(dòng)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(dòng)汽車清潔無污染、能量效率高、低噪聲的優(yōu) 點(diǎn)，使得電動(dòng)汽車的產(chǎn)業(yè)化勢不可擋。在電動(dòng)汽 車的產(chǎn)業(yè)化過程中，企業(yè)和客戶都非常關(guān)注電動(dòng) 汽車的可靠性。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是電動(dòng)汽車的關(guān)鍵部件之一，其可靠性 研究不但能夠獲得電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的可靠 性指標(biāo)，為行業(yè)提供經(jīng)濟(jì)適用的可靠性考核方法 和可靠性考核標(biāo)準(zhǔn)，能夠大力促進(jìn)我國電動(dòng)汽車 的產(chǎn)業(yè)化，加快我國電動(dòng)汽車的快速發(fā)展。背景和意義20世紀(jì)40電代。1943年電子首計(jì)究委員會(huì)或立，專門研究電子管的可 生性問題20世紀(jì)50年代：1952年美國國防枳或立了電子設(shè)看可男之苫詼蛆(AGRE

2、E)：于1957 年發(fā)表了 軍用電子設(shè)備可靠性的府允投告，標(biāo)志若可非性已成為一門獨(dú)上為學(xué)科， P +二反三二.二=: 20世至60年代,20世紀(jì)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(shù)委員會(huì)發(fā)展四階段可靠性指標(biāo)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(biāo)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(fù)率1平均前a侗平均陽03工作時(shí)間厚先團(tuán)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(dòng)系統(tǒng)可靠性研究現(xiàn)狀究內(nèi)容分析電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的故障模式及其故障機(jī) 理，建立驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故百樹分析電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系紜薄弱環(huán)節(jié)的可茸件隹響因素. 對(duì)可垂住幾種建模方式進(jìn)行了介紹，分析了驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 的可靠性模型，采用冗余設(shè)計(jì)來進(jìn)行了可靠性設(shè)計(jì)分析電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)單應(yīng)力加速模型，建立 多應(yīng)力加速模型，利用二元一次插值法來估算 多應(yīng)力加速模型參數(shù)對(duì)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(duì)回饋制,：整個(gè)驅(qū)動(dòng)系品 性的影響進(jìn)行了分析電動(dòng)汽乍驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分類開關(guān)英司空機(jī)驅(qū)Z系與 高密麥.茍效率 低成本、寬調(diào)速結(jié)構(gòu)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(yīng)用 至量和體枳也較大

4、功率巒變軟”電機(jī)尺寸小、體枳小 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)篦單，穩(wěn)定性好結(jié)構(gòu)受竄、堅(jiān)固耐用、成本低廉、運(yùn)行可匯任轉(zhuǎn)近豚動(dòng)、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(shù)比較電熟驅(qū)動(dòng)電堵夏樂，成本蒼電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障模式及故障機(jī)理分析驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障模式及故障機(jī)理分析驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的組成定子故障模式和故障機(jī)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(dòng)定子繞組故障：故磴模式故障機(jī)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(dòng)，過載，冷熱循環(huán)絕緣擊穿材料缺陷,尖峰電壓,淺密移動(dòng)（由于電磁力、沖擊、 振動(dòng)）造成的絕緣損傷,積灰焊

5、接點(diǎn)被助焊劑將注變質(zhì)腐蝕油，藥污損，浸蝕，運(yùn)行電壓過高，沖擊電壓斷我沖擊和振動(dòng)，焊接點(diǎn)接觸不良而過熱.熱脹冷縮(a)過負(fù)我下定子損傷(b)機(jī)械疲勞造成定子開裂轉(zhuǎn)子故障模式和故障機(jī)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(gè)方面。其中：磁 鋼脫落的主要故障機(jī)理是粘接工藝欠佳，粘接劑選擇不當(dāng), 結(jié)構(gòu)不合理。退磁的主要故障機(jī)理是高溫，振動(dòng)，電樞反 應(yīng)，選用磁鋼不當(dāng)?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(yīng) 使轉(zhuǎn)子電阻上升，使轉(zhuǎn)子銅耗增大，造成磨損嚴(yán)重；另一 方面，如果有缺陷，變形，外力沖擊，設(shè)計(jì)和工藝不合理, 會(huì)使轉(zhuǎn)子發(fā)生斷條。(a)振動(dòng)造成繞組線圈損壞(b)轉(zhuǎn)子斷條

6、電機(jī)故障模式和故障機(jī)理軸故障模式及機(jī)理故漳模式故障機(jī)理蹙演電磁力茨版率與電動(dòng)機(jī)的固有頻率一致的時(shí)候.電動(dòng)機(jī)會(huì)發(fā)生共 振：地承中有粗糙研磨竹，研磨造成振動(dòng)：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(dāng)， 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(dòng)道成貨轉(zhuǎn)隆行，特速過高壓制軸承毋止時(shí)振動(dòng).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(yùn)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(dāng), ：*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(jī)理靜電放電及相關(guān)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(jī)理主要是過熱，過壓，過流（長時(shí)間過 流運(yùn)行，短路超時(shí)，過高的di/dt）。母線支撐電容故障模式及機(jī)理故障模式故障機(jī)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(shí) 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(shí) 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(shí)間使 用，電解液量不足開路沖擊，振動(dòng)，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(jī)理故障模式故障機(jī)理電訊等無源元件短路、開路老化，過應(yīng)力,裝配不合理，電路板受到?jīng)_擊和振動(dòng)集成電路壞老化，過應(yīng)力連接線斷線,硬光等焊接質(zhì)量差.安裝不當(dāng),沖擊，振動(dòng)焊接點(diǎn)接觸不良工藝不良.助焊劑差，焊盤太小電連接器松動(dòng)脫焊厚接質(zhì)量差,安裝不當(dāng)，沖擊，振動(dòng)驅(qū)動(dòng)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(yīng)力插值網(wǎng)絡(luò)多應(yīng)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(yīng)力加速模型(考慮耦合作用)0 032(1G-13 9S(1y0回饋制動(dòng)對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可靠性的影響典型都市工況下驅(qū)動(dòng)能與制動(dòng)能比較電動(dòng)汽車制動(dòng)方式回饋制動(dòng)；在這種 模式下，對(duì)車輛的 減速度要求較低， 并且要求動(dòng)力電池 SOC值低于其最大 運(yùn)行閑值：緊急制動(dòng)；車輛要 求快速制動(dòng)，制動(dòng) 力由機(jī)械制動(dòng)和驅(qū) 動(dòng)電機(jī)同時(shí)提供、二）能耗制動(dòng)：動(dòng)力電 池的SOC值達(dá)到可 充電最大的閾值， 為了保護(hù)電池,停 止制動(dòng)能量對(duì)動(dòng)力 電池充電和反饋.電動(dòng)汽車主要