隨著能源危機的加劇以及人們對清潔能源的向往,國家和各行業(yè)機構(gòu)投入大量的資源進行純電動汽車、混合動力汽車、燃料電池汽車等新能源汽車的研究,而新能源汽車的三大關(guān)鍵技術(shù)為電源、電機和電控,對于電源部分尤其是能量存儲系統(tǒng)(如動力電池)已經(jīng)有相對成熟的測試方案與設(shè)備(如國際上有先進的電池模擬器,可對動力電池進行充放電試驗)。
車載供電系統(tǒng)可采用燃料電池系統(tǒng)、汽柴油發(fā)動機-發(fā)電機系統(tǒng)或者代用燃料發(fā)動機-發(fā)電機系統(tǒng),能量存儲系統(tǒng)可采用化學蓄電池、超級電容或飛輪儲存系統(tǒng)等儲能系統(tǒng)。主驅(qū)動電機系統(tǒng)主要由電機和控制器組成,它的任務(wù)是在駕駛員的控制下高效率地將蓄電池的電能轉(zhuǎn)化為車輪的動能,或者將車輪的動能反饋到蓄電池中。
電機驅(qū)動系統(tǒng)是電動汽車的心臟,其可靠性直接影響著電動汽車是否能廣泛應(yīng)用。因此有必要對電機進行可靠性測試,以保證電機驅(qū)動系統(tǒng)有足夠的平均壽命。
新能源汽車驅(qū)動電機的可靠性測試,主要是驗證電機是否滿足可靠性要求的驗證性試驗,屬于一定水平下、一定可靠度的平均壽命(平均無故障工作時間)的驗證性試驗,即測試平均無故障工作時間是否滿足設(shè)計要求,是電機可靠性測試的目的所在。根據(jù)試驗方案的不同,壽命試驗分為完全壽命試驗和截尾壽命試驗。
完全壽命試驗是讓所有試驗電機工作到發(fā)生故障為止,更能反映電機壽命的實際分布情況,更適合做現(xiàn)場試驗來驗證壽命分布類型。
截尾壽命試驗又分定時截尾和定數(shù)截尾兩種,定時截尾試驗是達到規(guī)定時間截止試驗,定數(shù)截尾試驗是達到規(guī)定數(shù)目的電機發(fā)生故障時截止試驗,對于電機的輕微故障可以短時間排除,繼續(xù)試驗,嚴重故障的電機能以很快投入新樣品替代試驗,因此適合采用無替代的截尾試驗。
新能源汽車電機的可靠度一般較高,電機的壽命會特別長,采用完全壽命試驗比較不現(xiàn)實,因此電機一般采用截尾壽命試驗。根據(jù)是否改變影響壽命的實際應(yīng)力,壽命試驗分為常規(guī)壽命試驗和加速壽命試驗。常規(guī)壽命試驗是在模擬電機實際工作環(huán)境應(yīng)力的前提下進行壽命試驗。加速壽命試驗是在不改變電機失效機理的前提下,增加影響電機失效的應(yīng)力壽命試驗。常規(guī)壽命試驗是真實的模擬電機的實際運行情況,準確性高,但是試驗時間相對較長,耗費人力和物力,對技術(shù)研發(fā)和電機投入量產(chǎn)都是一個障礙。加速壽命試驗時間短、耗費小,且壽命的預(yù)測都是一定的預(yù)估,因此一般采用合理(不改變電機失效機理)的加速實驗,來快速衡量電機的壽命。