电动汽车用车电机及控制器技术条件

ID号：9034790 受控文件归档日期：2009-04-21 09:13:27 编码：ID号：xxxxxxx 受控文件归档日期：2009-04-xx 编
码：
JLYY-XX -09
电动汽车用电机及控制器
技术条件
编制：
校对：
审核：
审定：
标准化：
批准：
浙江吉利汽车研究院有限公司
二○○九年五月
前言
为了规范电动汽车用电机及控制器的技术特性，控制驱动电机及控制器系统质量和出厂检验规则编制了本标准。

本标准由浙江吉利汽车研究院有限公司提出。

本标准由浙江吉利汽车研究院有限公司新能源技术开发部负责起草。

本标准主要起草人：刘波。

本标准于2009年5月13日发布并实施。

1 范围
本标准规定了吉利电动汽车使用的电机及控制器型号、要求、检验规则、标志、随车技术文件、包装、运输、贮存及质量承诺。

本标准适用于吉利电动汽车用的驱动电机及其控制器。

2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB 755-200 旋转电机定额和性能
GB/T 2423.17-1993 电工电子产品基本环境试验规程试验Ka：盐雾试验方法
GB/T 4772.1-1999 旋转电机尺寸和输出功率等级第1部分：机座号56～400和凸缘号55～1080
GB/T 4942.1-1985 电机外壳防护分级
GB/T 4942.2-1993 低压电器外壳防护等级
GB 10068.2-2000 轴中心高为56 mm及以上电机的机械振动—振动的测量、评定及限值
GB 10069.3-1988 旋转电机噪声测定方法及限值噪声限值
GB/T 12665-1990 电机在一般环境条件下使用的湿热试验要求
GB/T 12668-1990 交流电动机半导体变频调速装置总技术条件
GB 1471l-1993 中小型旋转电机安全通用要求
GB/T 17619-1998 机动车电子电器组件的电磁辐射抗扰性限值测量方法
GB/T 18488.2-2001 电动汽车用电机及其控制器试验方法
GB/T 2900.25-1994 电工术语旋转电机
GB/T 2900.26-1995 电工术语控制电机
GB/T 2900.33-1993 电工术语电力电子技术
GB/T 10069.1-2006 旋转电机噪声测定方法及限值第1部分：旋转电机噪声测定方法
GB 10069.3 旋转电机噪声测定方法及限值第3部分：噪声限值
GB/T 18488.1-2001 电动汽车用电机及其控制器技术条件
GB/T 18488.2-2001 电动汽车用电机及其控制器试验方法
3 定义
本标准除采用GB/T 2900.25、GB/T 2900.26、GB/T 2900.33中的定义外，还增加了下列定义。

3.1 电机控制器 controllers of the electrical machine
控制主牵引电源与电机之间能量传输的装置、它是由外界控制信号接口电路、电机控制电路和驱动电路组成的。

3.2 电机及控制器整体效率overall efficiency of the electrical machine and controllers
电机转轴的输出功率和控制器的输入功率之比。

4 要求
4.1电机系统基本要求如下：
4.1.1 电机的额定功率、峰值功率、额定电压、额定转矩、峰值转矩、额定转速、峰值转速、电机重量、电机的径向尺寸、电机轴向尺寸（电机的详细尺寸依据整车部提供的图纸和数据）、电机的冷却方式采用水冷等按照主机厂要求执行。

4.1.2 电机的最高效率>93%；
4.1.3 电机及控制器系统效率>80％区域范围：大于全部电机工作范围的50%；
4.1.4 正常工作电压范围：在额定电压工作电压下允许波动±20%；
4.1.5 电机的冷却方式采用水冷，冷却水口依据整车部提供的图纸和数据；
4.1.6 电机寿命：满足整车行驶10万公里。

4.2 电机控制器基本要求如下：
4.2.1 电机控制器根据0-5VDC的模拟输入信号进行电机转矩控制；
4.2.2 转矩控制精度额定扭矩以下：±5Nm；额定扭矩以上：5％F.S；
4.2.3 扭矩响应时间：小于100ms；
4.2.4 转矩的控制范围为：0-160Nm；
4.2.5 速度转矩特性：要能够在4象限运行；
4.2.6 速度控制时控制器/电机响应时间：在电机只有变速器一轴和合成箱负载惯量时，对于变化范围在2000rpm以内的电机速度命令的改变，电机控制要在200ms时进入±50rpm误差带之内；
4.2.7 速度控制精度：在电机负载从0到全负荷变化时，电机速度变化小于±1%FS；
4.2.8 扭矩和速度控制模式的转换时间：20ms（指不包含通讯时间在内的控制器内部响应时间并且保证动态无扰动切换）；
4.2.10 电机控制器应内含温度传感器，并通过信号线输出电动机、电机控制器的温度；
4.2.11 电机控制器通过CAN总线输出电动机转速、电机转矩、电机控制器的输出电压、电机控制器的输出电流值；
4.2.12 电机控制器由外部车载12VDC蓄电池供电；
4.2.13 电机控制器应该能够监测到电机定子温度、功率模块温度，在温度达到极限值之前要有警告功能；还能够监测到直流母线电压、电流和交流输出电压、电流；在过压、过流和欠压现象发生时要能够提供及
修要求，具体保护限值由协作厂设计完成之后提供给整车单位；
4.2.14 电机控制器的冷却方式采用水冷；
4.2.15 电机系统要安装预充电装置：为了保证上电逻辑正常和故障时安全断开电源，电机系统的预充电装置原则上要装在电机控制器内，如果确是由于总布置空间狭小，可以协商另设独立的上电单元；
4.2.16 控制器壳体机械强度应能承受30cm×30cm的面积上加100kg重力，而不发生明显的塑性变形。

4.3 其它要求
4.3.1 温度：
当周围环境温度在-30℃～+120℃时，电机能正常工作，当周围环境温度为-30℃～+85℃时，电机控制器能够正常工作。

4.3.2 湿度：
在相对湿度不超过100％的情况下，电机及控制器应在其表面温度低于露点的情况下，即使表面产生冷凝也能正常运行。

4.3.3 盐雾：
满足GB/T 18488.1中5.3的规定。

4.3.4 耐振能力：
满足GB/T 18488.1中5.4的规定。

4.3.5 防水防尘：
当淋雨、高压水冲洗时，电机及控制器的构造、安装和通风的方式应保证电机及控制器不出现损坏。

电机系统的防护等级要求做到IP54。

控制器应符合GB/T 4942.2中IP54产品防护等级要求。

4.3.6 安全性能：
电机绝缘等级要求做到H；电机绕组对机壳的冷态绝缘能力≥20MΩ；电机绕组与机壳之间的耐电压：2000V；控制器对机壳的冷态绝缘能力≥20MΩ；控制器与机壳之间的耐电压2000V。

5 工作制和定额
5.1 工作制
5.1.1 连续工作制
电机及控制器在恒定负载下运行至热稳定状态。

本电机连续最长工作时间13.5小时（速度xx 扭矩xx ）
5.1.2 短时过载的周期工作制
电机及控制器在额定负载下运行时，允许施加周期性过载，过载的倍数及每次过载持续时间、间隔时间以及整个运行时间应在产品标准中规定。

5.1.3 ISO城市工况及市郊工况
具体要求制定参照附录B。

5.2 定额
5.2.1 电机的功率等级
电机的功率等级为5.5 kW、7.5kw、11 kW、15 kw、18.5 kW、22 kW、30 kW、37 kW、45 kw、55 kw、75 kW、90 kW、110 kW、132 kW、150 kW、160 kW、185 kW、200 kw及以上，并符合GB/T 4772.1的要求。

5.2.2 控制器输出容量
15 kVA、35 kVA、50 kVA、60 kVA、100 kVA、150 kVA、200 kVA、270 kVA、300 kVA、360 kVA、420 kVA 及以上。

附录A推荐了在360 V、200 kW及以下单台电动机与控制器输出容量的匹配关系。

5.3 电源的电压等级
电机及控制器由牵引电源供电，电源的电压等级为120 V、144 V、168 V、192 V、216 V、24O V、264 V、288 V、312 V、336 V、360 V、384 V、408 V。

5.4 温升限值
电机应采用下级或H级绝缘。

采用5.1.2运行条件或5.1.3运行条件和本标准规定的环境条件，电机应符合GB 755-2000中7.10规定的温升限值，控制器中各部位的温升应符合GB/T 12668-1990中4.3.15的要求。

5.5 电机定子绕组冷态直流电阻
其电阻值在具体产品中规定。

5.6 电机绕组的匝间绝缘
应达到GB 14711-1993中9.2.1的要求。

5.7 电机定子绕组对机壳的绝缘电阻
在冷态时电机定子绕组对机壳的绝缘电阻值应大于20 MΩ。

5.8 耐电压
电机绝缘应具有足够的介电强度，应能承受GB/T 14711-1993中9.1和9.2规定的耐电压试验，无击穿和闪络现象。

控制器的各带电电路对地（外壳）和彼此无电连接的电路之间介电强度，应能耐受GB/T 12668-1990中4.3.14所规定的试验电压，持续时间为1 min。

5.9 电压波动
电机及控制器必须能在电源电压为120％额定电压值下安全承受最大电流。

另外，电机在电源电压降为75％额定电压时，应能在最大电流下运行（不要求连续运行）。

5.9 堵转转矩和堵转电流
为保证电动汽车在起动时有足够大的起动转矩，要求电机达到产品规定的堵转转矩值，其堵转电流应不大于控制器提供的最大电流值。

5.10 电机空载转速
在额客电压时，电机空载运行，其最高转速值应满足产品最高空载转速的要求。

5.11 噪声
在正常工作条件下，电机及控制器运行所发出的噪声应符合GB 10069.3的噪声限值要求。

5.12 振动
在正常工作条件下，电机的振动应符合GB 10068.2的振动限值要求。

5.13 安全接地检查
电机及控制器中能触及的金属部件与外壳接地点处的电阻应不大于0.1Ω。

接地导线须用黄/绿相间的双色线。

接地点应有明显的接地标志。

在额定输出电流下连续工作，允许加非周期性过载，过载的倍数和持续时间在产品中规定。

5.14 电机控制器的保护功能
电机控制器应具有过电流、过电压和欠电压的保护功能。

5.15 馈电要求
在电机因惯性旋转或被拖动旋转时，电机运行于发电机状态。

电机通过控制器应能给125％额定电压的电压源充电。

馈电电流的大小和馈电效率在产品指标中规定。

5.16 最高工作转速
在额定电压时，电机带载运行所能达到的最高转速。

带载的大小和最高工作转速值在产品指标中规定。

5.17 转速
电机应能承受1.2倍最高工作转速试验，持续时间为2 min，并能保证其机械不发生有害变形。

5.18 热态绝缘电阻
电机在室温，热态和受潮后都应有足够的绝缘电阻值。

在湿热试验后其热态绝缘电阻值应不低于GB/T 12665-1990中4.1.1的规定，控制器中各带电电路之间及带电零部件与导电零部件或接地零部件之间的电气间隙和爬电距离应符合GB/T 126G8.2-2000中4.3.13的规定。

控制器的带电电路与地（外壳）之间的绝缘电阻在环境温度为40℃和相对湿度为95％时，不小于1 MΩ。

5.19 接触电流
电机及控制器应具有良好的绝缘性能。

在正常工作时，其热态接触电流应不大于5 mA。

5.20 电机转矩、转速特性及效率
电机及控制器应达到具体产品要求的转矩。

转速特性以及具体产品所提出的效率。

5.21 电磁兼容性
5.21.1 电磁辐射
电机及控制器在运行中所产生的电磁辐射不得超过GB 14023-2000中第4章所规定的辐射干扰允许值。

5.21.2 电磁辐射抗扰性
按GB/T 17619-1998中第4章规定的测量方法和表1规定的抗扰性电平进行试验，电机及控制器在正常使用条件下能正常工作。

5.22 耐久性
在额定负载和额定转速的运行条件下，保证电机及其控制器在第一次使用时的无故障工作时间为3000 h。

6 常规检验
电机系统产品应经质量检验部门按本标准检查合格后，并签发产品质量合格证后方能出厂。

检验项目中若有一项不合格时，应重新进行调试，直至合格为止。

每台电机及控制器必须进行以下项目的常规检验。

6.1电机空载转速。

6.2电机定子绕组的冷态直流电阻值。

6.3电机绕组匝间绝缘。

6.4控制器壳体机械强度。

6.5电机定子绕组对机壳的绝缘电阻。

6.6耐电压。

6.7 堵转转矩和堵转电流。

6.8噪声。

6.9电压波动。

6.10电机控制器的过载能力。

6.11电机控制器保护功能。

6.12安全接地检查。

7 型式检验
在产品定型、转产、转厂、停产后复产，结构、材料或工艺有重大改变或合同规定等情况下，应进行型式检验，抽试产品样本数量为2台，如有项目不合格，该项目复检的样本数量应当加倍。

重检如仍不合格，则应判定为不合格。

检验项目如下。

7.1 环境试验。

7.1.1 温度、湿度和热态绝缘电阻。

7.1.2 定频振动和扫频振动。

7.1.3盐雾。

7.2.1按5.1.2 短时过载周期工作制运行。

7.2.2按5.1.3 ISO城市工况及市郊工况要求运行。

7.3 防水、防尘。

7.4 电机转矩一转速特性及效率。

7.5馈电。

7.6最高工作转速。

7.7 超速。

7.8振动。

7.9接触电流。

7.10峰值功率。

7.11电磁兼容性。

7.12耐久性。

8标志、随车技术文件
8.1电机系统应按规定装置产品标牌，标牌的尺寸、字体和内容应符合规定。

8.2电机系统出厂时，随车技术文件及工具有：
a) 产品出厂合格证；
b) 技术参数表；
c) 产品使用说明书；
d) 出厂安全检测记录；
e) 高压安全警告牌；
9 运输、贮存
9.1 产品标识符合JL 100003-2007规定。

总成出厂时，均应有制造厂的合格证件，合格证应包括如下内容：
a）制造厂名和商标；
b）产品名称及代号；
c）制造厂质量管理部门的签章；
d）制造日期或生产批号。

9.2 产品包装应牢固、防震、防水，并能保证在运输和贮存期的安全和清洁，具体根据双方协商制定的标准执行。

9.3产品可用专用装置运输，应采用专用吊具或升降台装卸，并用楔块塞好空隙，固定牢靠。

9.4 产品长期停放时，应将，置于通风、防潮、有消防设施的库房内，不得与有腐蚀性物品同存，并按产品使用说明书的要求进行定期保养。

附录（A）
（资料性附录）
单台电动机与控制器输出容量的匹配关系
附录（B）（资料性附录）
城市工况及市郊工况
①市区循环
②市郊循环
③基本的市区循环
图B.1试验运转
图B.2基本城市循环
图B.3市郊循环
1——参考曲线；
2——速度公差/（km/h）；
3——时间公差/s
图B.4标准曲线和公差
表B.1基本城市循环
表B.2市郊循环。