电动驾驶员司机驱动系统.ppt

电动汽车驱动系统可靠性研究 研 究 生：景诗毅 背景和意义  1835-1836年的运河投资热 1922-1929年的铁路 1985-2000年的计算机网络热 2004-2008年的太阳能 背景和意义 电动汽车清洁无污染、能量效率高、低噪声的优点，使得电动汽车的产业化势不可挡。在电动汽车的产业化过程中，企业和客户都非常关注电动汽车的可靠性。 驱动系统是电动汽车的关键部件之一，其可靠性研究不但能够获得电动汽车电机驱动系统的可靠性指标，为行业提供经济适用的可靠性考核方法和可靠性考核标准，能够大力促进我国电动汽车的产业化，加快我国电动汽车的快速发展。 可靠性指标 可靠度： 平均寿命： 失效率： 电动汽车驱动系统的结构 驱动系统故障模式及故障机理分析 驱动系统故障模式及故障机理分析 定子故障模式和故障机理 定子绝缘故障: 主要是电压过高，绝缘局部击穿。 定子铁芯故障: 主要是由于铁芯松动 定子绕组故障： 转子故障模式和故障机理 转子绕组:和定子绕组相同 转子磁钢：主要包括磁钢脱落和退磁两个方面。其中：磁钢脱落的主要故障机理是粘接工艺欠佳，粘接剂选择不当，结构不合理。退磁的主要故障机理是高温，振动，电枢反应，选用磁钢不当等 转子本身故障：一方面，转子中的高频电流引起集肤效应使转子电阻上升，使转子铜耗增大，造成磨损严重；另一方面，如果有缺陷，变形，外力冲击，设计和工艺不合理，会使转子发生断条。 电机故障模式和故障机理 轴故障模式及机理 IGBT故障模式和故障机理 静电放电及相关原因引起的失效占很大的比例 其他主要故障有短路，击穿和烧坏 故障机理主要是过热，过压，过流（长时间过流运行，短路超时，过高的di/dt）。 母线支撑电容故障模式及机理 DSP控制电路故障模式及机理 驱动系统故障树建立 定转子绕组寿命 可靠性模型 电动汽车驱动系统可靠性模型 电动汽车驱动系统可靠性设计 电动汽车驱动系统可靠性设计 加速寿命试验 阿伦尼斯(Arrhenius)模型： 阿伦尼斯(Arrhenius)模型： 逆幂率(inverse power model)模型 逆幂率(inverse power model)模型 简单多应力复合模型 简单多应力复合模型 温度应力下的加速系数曲线 二元一次函数插值法 多应力加速模型（考虑耦合作用） 多应力加速模型（考虑耦合作用） 回馈制动对驱动系统可靠性的影响 电动汽车制动方式 回馈制动对驱动系统可靠性的影响 回馈制动对驱动系统可靠性的影响 回馈制动对驱动系统可靠性的影响 回馈制动对驱动系统可靠性的影响 并-串联模型 串-并联模型 驱动系统的可靠性框图： 驱动控制电路可靠性框图 电机可靠性框图 驱动系统完全冗余设计 系统失效率为： 可靠度为： 驱动控制部分并联 系统失效率为： 可靠度为： 电机部分并联 系统失效率为： 可靠度为： 薄弱环节冗余设计 系统失效率为： 可靠度为： 提高可靠性的办法 EMC设计 热设计 冗余设计 降额设计 (a)恒定应力试验 (b)步进应力试验 (c)序进应力试验 寿命特征： 加速系数(AF)： 寿命特征： 加速系数(AF)： 寿命特征： 加速系数(AF)： 双应力插值网络 寿命特征： 插值法拟合下的寿命曲线 加速系数(AF)： 插值法拟合下的加速系数曲线 典型都市工况下驱动能与制动能比较 * * 而由于能源危机和环境污染问题，电动汽车即将成为新的一代科技明星。 通用汽车百年庆典，雪佛兰VOLT电动车量产版全球首发 在现代工业发展过程中，人类科技迄今共经历了4次科技热潮： 背景和意义 20世纪40年代。1943年电子管研究委员会成立，专门研究电子管的可靠性问题 20世纪50年代 。1952年美国国防部成立了电子设备可靠性咨询组(AGREE)。于1957年发表了《军用电子设备可靠性》的研究报告，标志着可靠性已成为一门独立的学科，是可靠性工程发展的重要里程碑。 20世纪60年代。20世纪60年代是可靠性工程全面发展的阶段，也是美国武器系统研制全面贯彻可靠性大纲的年代。 70年代以后。1977年国际电子技术委员会(IEC)设立了可靠性与可维修性技术委员会 可靠性研究 发展四阶段 萌芽 阶段 兴起和 发展时期 全面发 展阶段 国际化 发展阶段 驱动系统可靠性研究现状 电容 功率器件 电机 轴承 背景和意义 分析电动汽车驱动系统薄弱环节的可靠性影响因素， 对可靠性几种建模方式进行了介绍，分析了驱动系统 的可靠性模型，采用冗余设计来进行了可靠性设计 分析电动汽车驱动系统单应力加速模型，建立 多应力加速模型，利用二元一次插值法来估算 多应力加速模型参数 对