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1、电动汽车电机驱动系统可靠性模型及预计电气传动2007年第37卷第12期3电动汽车电机驱动系统可靠性模型及预计1,211胡伟温旭辉刘钧1.中国科学院电工研究所2.中国科学院研究生院摘要:能源危机促进了电动汽车的发展,作为其关键部件之一的电机驱动系统的可靠性直接影响着电动汽车的广泛应用。重点对电动汽车电机驱动系统可靠性进行分析。建立了电动汽车电机驱动系统可靠性串联模型。直流母线支撑电容、大功率电子器件、控制电路、轴承和绝缘的失效是电动汽车电机驱动系统的主要失效模式。基于已建立的可靠性模型,采用元器件应力分析法预计电动汽车电机驱动系统的可靠性。关键词:电动汽车电机驱动系统可靠
2、度可靠性模型可靠性预计ReliabilityModelandPredictionofMotorDrivingSysteminElectricVehiclesHuWeiWenXuhuiLiuJunAbstract:Energycrisispromotesthedevelopmentofelectricvehicles.Asoneofthekeycomponentsofe2lectricvehicles,thereliabilityofmotordrivingsystemdirectlyinfluencestheextensiveuseoftheelectricvehi2c
3、le.Thereliabilityofmotordrivingsysteminelectricvehicleswasanalyzed.Reliabilitymodelinseriesofmo2tordrivingsysteminvehiclewasestablished.Thefailuresofbuscapacitor,powerelectronicdevice,controlcircuit,bearingandinsulationarethemostpartsofmotordrivingsysteminvehiclefailurepatterns.Basedonth
4、eestablishedreliabilitymodel,thereliabilityofmotordrivingsysteminelectricvehicleswasestimatedbythecomponentstressanalysismethod.Keywords:electricvehiclemotordrivingsystemreliabilityreliabilitymodelreliabilityprediction1引言电机驱动系统是电动汽车的心脏,其可靠性直接影响着电动汽车的广泛应用。目前有多种电机驱动系统,需要提出一种既经济又科学的考核电动汽车电机
5、驱动系统可靠性的试验方法。分析电动汽车电机驱动系统的可靠性,不仅可以获得一些可靠性指标,而且可以为提出既经济又科学的考核电动汽车电机驱动系统可靠性的试验方法提供参考依据。电动汽车电机驱动系统由电机及其控制器组图1电机驱动系统组成图成,它的任务是在驾驶员的控制下,高效率地将蓄电池的电量转化为车轮的动能,或者将车轮的动2可靠性模型能反馈到蓄电池中。为了建立电机驱动系统可靠可靠性模型是指为预计或估算产品的可靠性性模型并进行可靠性预计,需要了解电机驱动系统的组成,如图1所示。所建立的数学模型。建立可靠性模型的目的和用3863基金资助项目(2005AA501740)7电气传动20
6、07年第37卷第12期电动汽车电机驱动系统可靠性模型及预计6ε途在于定量分析、估算和评估可靠性。LR=(10/60n)(C/fP)fRfLfGfS×可靠性模型包括基本可靠性模型和任务可靠fYfHfTfE(2)性模型。基本可靠性模型是一个全串联模型,包式中:LR表示可靠度为R时的轴承寿命,h;n为括一个可靠性框图及有关的可靠性数学模型,它轴承的转速,r/min;C为滚动轴承额定动负荷,用以估计产品及其组成单元引起的维修及后勤保N;ε为寿命指数,球轴承为3,圆柱滚子轴承为障要求。任务可靠性模型是一种用来描述产品在10/3;fP为载荷系数;fR为可靠度的寿命修正系执行任务过程
7、中完成其规定功能能力的模型,包数;fT为温度的寿命修正系数;fL为引入润滑的括一个可靠性框图及其有关的可靠性数学模型,寿命修正系数;fG为润滑过滤精度的寿命修正系它反映在执行任务期间完成任务的能力。本文的数;fS为润滑油中含水的寿命修正系数;fY为非可靠性模型指的是任务可靠性模型。下面分别建金属含量的寿命修正系数;fH为轴承材料表面硬立电机及控制器的可靠性模型。度减低对寿命的影响系数;fE为轴向偏斜的修正为建立电动汽车电机驱动系统可靠性模型,系数。做如下假设:由式(2)计算可靠度为0.618的轴承寿命,可1)电机驱动系统与部件都只有两种状
