电机及其控制器技术规范

２００３年度电动汽车重大专项

（第二次修改稿）

蕨科假脉单位：电动汽车专项总体办公室

二○○三年八月

1.1 电动汽车就是一种道路车辆，工作条件严酷，工作负荷与输出功率变化范围小，且变化频繁，空间受非常大管制。对电机及控制器的比功率和性能建议严苛，对安全性和可靠性建议低。同时，同时实现电机及其控制器的最佳相匹配与资源整合，将两者做为一个系统去考核、检验和评价就是必要的。电机及其控制器除了严格遵守和满足用户现有的有关标准和法规外，明确提出以下技术规范，易于科学、精确、全面地对电动汽车电机及其控制器展开评价和性能对照。本技术规范做为电机及其控制器的产品型式试验和环评的依据。1.2本规范适用于于蓄电池电动汽车、混合动力电动汽车、燃料电池电动汽车的驱动电机及其控制器。其它电动道路车辆的驱动电机及其控制器也可以参照采用。

1.3辅助电机在电动汽车上用于驱动空气压缩机、转向液压泵、雨刷等辅助机械，本规范也可参照使用。2 引用标准 gb/t１８４８８．１－２００１gb/t２４２３．１７－９３tb/t３００１－２０００gb/t４９４２．１－１９８５gb/t４９４２．２－１９９３gb/t１２６６５－１９９９gb/t １２６６８－１９９０gb/t１４０２３－２０００

gb/t１８３８７－２００１jt/t３２５－２００２

电动汽车用电机及其控制器技术条件

电工电子产品基本环境试验规程试验ka：盐雾试验方法铁路机车车辆用电子变流器供电的交流电动机电机外壳防护分级低压电器外壳防护等级

电机在通常环境下采用的湿热试验建议变流电动机半导体变频变频装置总技术条件

车辆、机动船和火花点火发动机驱动的装置的无线电骚扰特性的限制和测量

电动汽车电磁场辐射强度的限值和测量方法宽带9khz~30khz营运客车类型分割及等级测评

轴中心高为56mm及以上电机机械振动－振动测量、评定与限值机动车电子电器组件的电磁辐射抗扰性限值和测量方法

gb/t１８４８８．２－２００１电动汽车用电机及其控制器试验方法gb１００６８－２０００gb/t１７６１９－１９９８

gb/t１００６９．１－１９８８旋转电机噪声测定方法及限值噪声工程测定方法gb/t１００６９．２－１９８８旋转电机噪声测定方法及限值噪声简易测定方法gb１００６９．３－１９８８3 技术文件

3.1电机及其控制器研制产品应当按照合约建议提供更多技术文件及适当的图样生产，出厂时应出示研制产品合格证。

旋转电机噪声测定方法及限值噪声限值

3.2电机及其控制器研发单位应当在检查环评试验一周前向车辆总体组与环评试验单位递交电机、控制器的设计说明、技术条件、电路原理图、加装边线尺寸图、接线线路图以及采用说明书等完备的技术文件。

3.3根据合同与接口协议的规定，以书面报告和图样提交样机的外形尺寸、接口尺寸及安装尺寸、单机（含附件）总重量，计算出体积比功率与重量比功率等指标，并符合合同的要求。

3.4检查电机及其控制器加热方式与加热部件加装尺寸，必须合乎合约或技术协议的建议。

4 使用环境条件 4.1温度

在－２５℃~＋６０℃条件下，在正常负荷下，电机及其控制器按合同规定的定额可信运转，温升合乎表中１中规定的限值。4.2相对湿度

在100%的相对湿度条件下，电机及其控制器能正常工作。4.3城市工况和市郊工况

具体内容建议见到gb/t18488.1-2001第三章b。4.4盐雾

电机及其控制器应具有一定的抗盐雾能力，并能满足gb/t2423.17-93中的规定。4.5机械强度

在控制器壳体的30×30cm2面积上有100kg重力，不出现显著的机械变形。4.6忍受振动

根据电机及其控制器的安装部位，按照gb/t18488.2-2001中5.1.2的规定，承受上下方向的定频振动和扫频振动检验，试验后不会有机械损坏、变形和紧固部分的脱落现象，通电流后能正常工作。4.7碰撞安全

电动汽车出现相撞后，电机及其控制器不致因损毁或短路引发二次毁坏，损害乘客及设备安全。5 特性与特征值 5.1特性

5.1.1连续额定特性

电机及控制器已连续额定特性就是所指在动力蓄电池组电源或者相等于动力蓄电池组电

源时，在额定条件下，整个工作转速范围内（每200r/min一个测试点），测试控制器的输入电压、输入电流、电机输出轴的转矩、效率、功率与转速的函数关系或特性曲线。

5.1.2存有刹车工况的电机及其控制器

对于有制动工况的电机，应表示出输入转矩、输出电压、输出电流、输出功率与转速

的函数关系及其曲线。

5.1.3已连续额定特性曲线在额定输出功率以下功率转矩为等转矩运转，在额定输出功率以上，功率为等功率运转。特性曲线在实际采用的加热条件和环境条件下，电机及其控制器已连续工作2h，温度不少于表中1得出的限值。

表1连续定额特性和其他定额的温度最高限值

定子绕组、转子绕组 滑环、换向器

电阻法 电温度计法

１３０℃ １２０℃

ｆ １５５℃ １２０℃

ｈ １８０℃ １２０℃

２００ ２００℃ １２０℃

5.2特征值

电机及其控制器特性的参数按照运行条件和性能要求的合同规定值称为电机特性的特征值。下列特征值应满足厂商与委托单位协商的合同规定。5.2.1额定电压

在额定运转条件下，电机运转时，在电机、控制器端子间电压。5.2.2额定输出功率

电机在额定运行条件下，输出轴的转速。5.2.3额定转矩和额定功率

在规定的运转条件下，电机在额定输出功率时输入额定功率的转矩为额定转矩。额定转矩与额定输出功率的乘积为额定功率，由下式排序：

pe=ee

9549式中：pe—电机额定功率kw

me—电机额定转矩n⋅m

ne—电机额定输出功率r/min

5.2.4电机及控制器整体额定效率η

在额定条件下，电机在额定输出功率工作时，电机转轴的输出功率pe除以控制器的输出功率pci，或等同于电机效率与控制器效率乘积，称作电机及其控制器的整体效率。

=ηmηcpci

式中：ηm—电机效率；

ηc—控制器效率。

5.2.5闯红灯试验

额定电压下，电机空载运行的最高转速。应在约1.2倍最大工作转速下运行2min，再在额定情况下运行1h，未出现异常。5.2.6最大工作转速

提及gb/t18488.1-2001中5.22节建议，并持续运转时间不应当大于3min。5.3高效率区特性

在５．１相同条件下，电机及其控制器的整体效率大于85%的效率特性曲线范围内的连续额定特性列为高效区特性及其曲线区（每200r/min一个测试点）。

条件容许时，最出色在转矩与输出功率座标上绘制等效率曲线，不含效率η＝0.75至0.95在内的五条等效率曲线替代高效率区特性。5.4短时负载特性

在做下列两项试验前，电机及其控制器为冷态。5.4.1最大过载转矩

电机及其控制器在最小负载电流条件下，电机输出功率大于等同于额定输出功率运转时，持续时间为５min，电机的最小功率转矩，称作最小负载转矩。绘制相同输出功率下的最小负载转矩特性曲线，同时检查温升不少于表中2得出的限值。5.4.2最小负载功率

电机及其控制器在最大过载电流条件下，电机转速大于等于额定转速运行，持续3min以上，电机的输出功率达到最大过载功率，绘制不同转速下的最大过载功率特性曲

线，同时检查温升不超过表２给出的限值。

表中２短时负载特性的温度最低限值

定子绕组、转子绕组

f１００℃

h１２０℃

200１３０℃

5.5堵转特性

为确保电动汽车具备足够多的起步转矩。电机及其控制器必须达至合同规定的万萨县特性，万萨县电流不应当少于规定的最小电流。万萨县试验在电机及其控制器吻合实际加热状态下展开。试验时，将转子挡住，施予的万萨县电流不少于规定的最小电流，测试转子在各个相同的角位（沿转子周围均匀分布挑5个点）挡住时产生的转矩值，挑其最小值，即为万萨县转矩，万萨县转矩的持续时间为20s，电机和控制器的温升不少于表中2规定的限值。6 答谢刹车特性

6.1电动汽车减速或下坡行驶时，电机处于惯性旋转或被拖动，电动机转换为发电机工作状态。发电机通过控制器应能给出125%的额定电源电压，给动力蓄电池组充电。6.2测试回馈制动特性时，充电的最大电流幅值能达到电机及其控制器驱动时电源提供的

额定电流值的50％，回馈时间为1min。7绝缘电阻 7.1安全接地

电机及其控制器中能跌破的金属部件与外壳直奔地点处的电阻不应当大于0.1ω，中剧导线必须用黄/蓝相间的双色线，直奔地点理应显著的中剧标志。7.2冷态绝缘电阻

电机定子绕组对机壳的冷态绝缘电阻应大于20mω。7.3热态绝缘电阻

电机在室温、热态和变色后都理应足够多的绝缘电阻值。额定功率在200kw以下的电机，在湿热实验后，其热态绝缘电阻应当不高于0.5mω。

7.4控制器中各带电电路与地（外壳）之间的绝缘电阻在环境温度40℃和相对湿度95%时，应大于等于1mω。

7.5控制器中磁铁电路之间及磁铁零部件与导电零部件或中剧零部件之间的电气间隙与爬到电距离应当合乎gb/t１２６６８．２－２０００中４．３．１３的规定。

7.6电机绕组的匝间绝缘应达到gb/t１４７１１－１９９３中９．２．１的要求。7.7接触电流

电机及控制器应当具备较好的绝缘性能够，在正常工作时，其热态碰触电流≤２ma。7.8绕组对地耐热电压

耐电压试验通常使用工频正弦交流电（也可采用近似正弦波的交流电，频率为

２５~１００hz）。如果定货前经用户和制造厂双方同意，也可以采用直流电。

应在被试绕组和机座之间轮流施加试验电压，而非被试绕组均与机座相连，仅对所有部件安装到位的新造电动机才施加满值电压。试验应在上述各项例行试验完成后，且电动机处于热态时立即进行。

根据所采用的试验方法，试验电压为表中３所列举电压值的最大值。试验电压应当逐渐地施予上去。起始电压不应当少于最终值的１／３，达至最终值后，应当维持６０s。

如果直流环节和电动机绕组都没有正规接地点，那么，udcurp和ue应取为：假如电路的任一点接地时，在各个电路上可能出现的最高对地电压。7.9匝间耐电压

可以在该电动机的产品技术条件中要明确规定。其电压脉冲幅值通常不高于2倍对地试验电压值，或者在半成品的检验中规定。脉冲电压施予的时间通常不高于60s。8 振动与噪声

电动汽车的优点之一是噪声低，jt/t３２５－１９９９规定大客车车内最高噪声限值７０-８０db（a）三个级别，交通部２００２年新标准jt/t３２５－２００２将高三级大客车车内噪声限值由７０db(a)减低到６８db(a)。欧洲大客车车外噪声限值从目前的８０db(a)降低到７８db(a)。最近国家正在修订新的机动车噪声标准，对噪声限值的要求越来越高。

8.1电机及其控制器在启动、快速、最小工作输出功率和最小负载转矩工况下，产生的噪声应当在标准gb１００６９．３－１９８８所规定限值基础上再减少３db。

8.2电机及其控制器在启动、加速、最大工作转速和最大过载转矩工况下运行时，产生的振动应符合gb１００６８．２的振动限值。9 电磁场辐射与抗干扰

9.1电机及其控制器在运转中产生的电磁辐射不少于gb１４０２３－２０００中第４章规定的电磁辐射阻碍的允许值。

9.2根据gb/t１７６１９－１９９８第４章规定的测量方法和该标准中表１规定的抗干扰电平进行试验，电机及其控制器在正常使用条件下能正常工作。10 防水防尘

10.1电机应当合乎gb４９４２．１中规定的ip５５防水等级建议。控制器应当合乎gb４９５２．２中规定的ipx５防水等级建议。

10.2当淋雨、高压水正常冲洗车辆时，电机及控制器的构造与安装应避免水进入电机及其控制器的带电部位，应保证电机及控制器不降低绝缘电阻或不出现损坏，通电后即可正常工作。

11 电机及其控制器的维护功能

电机及其控制器应具有过电流、过电压、过热及欠电压、误操作的保护功能，确保人员和设备的安全。12 耐久性

在规定功率和额定输出功率运转条件下，确保电机及其控制器在采用时首次无故障时间为３０００h。