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GB/T 18488.1-2001 电动汽车用电机及其控制器技术条件

                                     电动汽车用电机及其控制器技术条件
                            GB/T 18488.1-2001(2001-11-02批准,2002-05-01实施)
                                                        前 言
    本标准在技术内容上非等效采用国际电工委员会IEC 60785:1984《电动道路车辆用旋转电机》和IEC 60786:1984《电动道路车辆用控制器》。在编写顺序上参照IEC 60034.1:1996《旋转电机定额与性能》。
    本标准引用GB 14711-1993《中小型旋转电机安全通用要求》和GB/T 12668-1990《交流电动机半导体变频调速装置总技术条件》中有关电机及控制器的安全要求。在电磁兼容性方面采用GB
14023-2000《车辆、机动船和由火花点火发动机驱动的装置的尤线电骚扰特性的限值和测量方法》中有关电机及控制器的辐射干扰允许值的规定和GB/T 17619-1998《机动车电子电器组件的电磁辐射抗扰性限值和测量方法》中抗扰性限值的规定。
    本标准的附录A和附录B是提示的附录。
    本标准由国家机械工业局提出。
    本标准由全国汽车标准化技术委员会归口。
    本标准起草单位:中国科学院电工研究所、清华大学、重庆电机厂、华中科技大学、西北工业大学、信息产业部电子工业标准化研究所。
    本标准主要起草人:李世毅、温旭辉、姚若萍、刘林、马志源、季小尹、陈俐。
                    GB/T 18488.1-2001
                                                   neq IEC 60785:1984

                                                      IEC 60786:1984


General specification of the electrical machines and
         contrtollers for elcctric vehicles

1  范围
    本标准规定了电动汽车用驱动电机及其控制器通用技术条件。
    本标准适用于电动汽车(EV)和混合动力汽车(HEV)用的驱动电机及其控制器。
2  引用标准
    下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时,所示版本均为有效。所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
    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 14023-2000 车辆、机动船和由火花点火发动机驱动的装置的无线电骚扰特性的限值和测量方法
    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
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  工作制和定额
4.1  工作制
4.1.1  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。
4.1.2  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。
4.1.3 ISO城市工况及市郊工况
    具体要求制定参照附录B。
4.2  定额
4.2.1  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。
4.2.2  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。
4.3  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。
4.4  电机及控制器整体效率
                               η=ηc×ηm
    式中:η——电机及控制器整体效率;
          ηc——电机控制器的效率;
          ηm——电机的效率。
    根据不同功率等级给出具体产品相应的效率。
5  技术条件
5.1  温度
    当周围环境温度在-20℃~+40℃时,电机及控制器能长时间连续运行。
5.2  湿度
    电机及控制器在相对湿度不超过100%的情况下能正常工作,电机及控制器应在其表面温度低于露点的情况下,即电机及控制器表面产生冷凝也能安全工作。
5.3  盐雾
    作为汽车电气设备的产品,应具有一定的抗盐雾能力,并能满足GB/T 2423.17中的有关规定。
5.4  定频振动和扫频振动
    根据电机及控制器的安装部位,电机及控制器应经受上下、左右、前后三个方向的定频振动试验和上下方向的扫频振动试验。其他方向还需要作扫频振动试验的,应在具体的产品标准中规定。
5.5  控制器壳体机械强度
控制器壳体应能承受30 cm×30 cm的面积上加100 kg重力,而不发生明显的塑性变形。
5.6  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。电机应符合GB/T 4942.1中IP 55等级,控制器应符合GB/T 4942.2中IPX5产品防护等级要求。
5.7  温升限值
    电机应采用下级或H级绝缘。采用4.1.2运行条件或4.1.3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。
5.8  电机定子绕组冷态直流电阻
    其电阻值在具体产品中规定。
5.9  电机绕组的匝间绝缘
    应达到GB 14711-1993中9.2.1的要求。
5.10  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。
5.11  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。
5.12  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)。
5.13  峰值功率
    按产品规定的持续时间,电机的最大输出功率应达到产品的峰值功率值。
5.14  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。
5.15  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。
5.16  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。
5.17  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。
5.18  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。
5.19  电机控制器的过载能力
    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。
5.20  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。
5.21  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。
5.22  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。
5.23  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。
5.24  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。
5.25  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。
5.26  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。
5.27 电磁兼容性
5.27.1  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。
5.27.2  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。
5.28  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
    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  温升
7.2.1  按4.1.2短时过载周期工作制运行。
7.2.2  按4.1.3 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
附录A
(提示的附录)
单台电动机与控制器输出容量的匹配关系
电机额定功率/kW
控制器输出容量/kVA
5.5
15
7.5
15
11
35
15
35
18.5
50
22
50
30
60
37
60
45
100
55
100
75
150
90
150
110
200
132
200
150
270
160
330
185
360
200
420
附录B
(提示的附录)
城市工况及市郊工况
表 B1  基本城市循环
运转次序
操作状态
工况序号
加速度
m/s2
速度
m/s
操作时间
s
工况时间
s
累计时间
s
1
停车
1
0
0
11
11
11
2
加速
2
1.04
0~15
4
4
15
3
等速
3
0
15
8
8
23
4
减速
4
-0.83
15~0
5
5
28
5
停车
5
0
0
21
21
49
6
加速
6
0.69
0~15
6
12
55
7
加速
 
0.79
15~32
6
 
61
8
等速
7
0
32
24
24
85
9
减速
8
-0.81
32~0
11
11
96
10
停车
9
0
0
21
21
117
11
加速
10
0.69
0~15
6
26
123
12
加速
 
0.51
15~35
11
 
134
13
加速
 
0.46
35~50
9
 
143
14
等速
11
0
50
12
12
155
15
减速
12
-0.52
50~35
8
8
163
16
等速
13
0
35
15
15
178
17
减速
14
-0.97
35~0
10
10
188
18
停车
15
0
0
7
7
195
工况统计
单 位
数 值
百分比
停车
s
60
30.77
加速
s
42
21.54
等速
s
59
30.26
减速
s
34
17.44
总时间
s
195
100.00
平均车速
km/h
18.77
 
一个基本城市循环的工作时间
s
195
 
一个城市循环的工作时间
s
780
 
一个基本城市循环的理论行驶距离
m
1017
 
一个城市循环的理论行驶距离
m
4067
 

表 B2  市郊循环
运转次序
操作状态
工况序号
加速度
m/s2
速度
m/s
操作时间
s
工况时间
s
累计时间
s
1
停车
1
0
0
20
20
20
2
加速
2
0.69
0~15
6
41
26
3
加速
 
0.51
15~35
11
 
37
4
加速
 
0.42
35~50
10
 
47
5
加速
 
0.40
50~70
14
 
61
6
等速
3
0
70
50
50
111
7
减速
4
-0.69
70~50
8
8
119
8
等速
5
0
50
69
69
188
9
加速
6
0.43
50~70
13
13
201
10
等车
7
0
70
50
50
251
11
加速
8
0.24
70~100
35
35
286
12
等速
9
0
100
30
30
316
13
加速
10
0.28
100~200
20
20
336
14
等速
11
0
120
10
10
346
15
减速
12
-0.69
120~80
16
34
362
16
减速
 
-1.04
80~50
8
34
370
17
减速
 
-1.39
50~0
10
34
380
18
停车
13
0
0
20
20
400
工况统计
单 位
数 值
百分比
停车
s
40
10.00
加速
s
109
27.25
等速
s
209
52.25
减速
s
42
10.5.
总时间
s
400
100.00
平均车速
km/h
62.60
 
工作时间
s
400
 
理论行驶距离
m
6956
 
整个循环的平均速度
 
 
 
 
 
 

发布时间: 2004/9/15
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