電驅(qū)動橋是從傳統(tǒng)車橋衍變而來，它是汽車的傳動系統(tǒng)，起著承受負(fù)載、降低轉(zhuǎn)速、增大轉(zhuǎn)矩、保證左右車輪差速以及制動等功能。通過合理的選型和充分的驗(yàn)證，可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的緊湊化、輕量化、高效率和高壽命。

電驅(qū)動橋的種類

按電動機(jī)在整車中的布置形式可將電驅(qū)動橋分為電動機(jī)直聯(lián)式、平行軸式和同軸式。

1）直聯(lián)式結(jié)構(gòu)（見圖1）是采用電動機(jī)取代燃油車的發(fā)動機(jī)和變速器，所采用的電驅(qū)動橋是從傳統(tǒng)燃油車的驅(qū)動橋上通過加大齒輪速比以及提升齒輪性能衍變而來，起初應(yīng)用于微型乘用車、物流車等領(lǐng)域，現(xiàn)主要集中應(yīng)用于輕型貨車、中型貨車等以上車型。

圖1 電動機(jī)直聯(lián)式電驅(qū)動橋

2）平行軸式結(jié)構(gòu)（見圖2）是采用電動機(jī)進(jìn)一步取代燃油車的發(fā)動機(jī)、變速器和傳動軸，將電動機(jī)集成為電驅(qū)動橋的一個(gè)子零件并與電驅(qū)動橋的輸出半軸呈平行布置，其減速器采用兩級傳動，系統(tǒng)集成度高，能量損耗小，目前廣泛應(yīng)用于物流車、微型乘用車、輕型客車及皮卡上。從近年市場上的反饋來看，該電驅(qū)動橋已經(jīng)完美地滿足了整車廠和客戶使用需求，大大加快了汽車的電動化進(jìn)程。

圖2 平行軸式電驅(qū)動橋

3）同軸式結(jié)構(gòu)（見圖3）是在平行軸式電驅(qū)動橋基礎(chǔ)上，將電動機(jī)與電驅(qū)動的輸出半軸做同軸布置，使得產(chǎn)品的集成度更優(yōu)，是電驅(qū)動橋的發(fā)展方向。

圖3 同軸式電驅(qū)動橋

電驅(qū)動橋的耐久試驗(yàn)

1.電動機(jī)直聯(lián)式電驅(qū)動橋的耐久試驗(yàn)

電動機(jī)直聯(lián)式電驅(qū)動橋是從傳統(tǒng)燃油驅(qū)動橋衍變而來，因而可參考QC/T 533－2020《汽車驅(qū)動橋臺架試驗(yàn)方法》、QC/T 534－2020《汽車驅(qū)動橋臺架試驗(yàn)評價(jià)指標(biāo)》進(jìn)行耐久試驗(yàn)。標(biāo)準(zhǔn)中對強(qiáng)化系數(shù)K的取值只模糊定義1.0～2.2，然而實(shí)際應(yīng)用中，電驅(qū)動橋的電動機(jī)轉(zhuǎn)矩普遍偏小，電驅(qū)動橋急加速和沖擊工況多，因此在耐久試驗(yàn)（見圖4）中，應(yīng)以電動機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)矩乘以強(qiáng)化系數(shù)K的值作為試驗(yàn)轉(zhuǎn)矩，且試驗(yàn)轉(zhuǎn)矩與車橋速比的乘積應(yīng)盡量接近以車橋附著力計(jì)算的輸出轉(zhuǎn)矩值。

圖4 電動機(jī)直聯(lián)式電驅(qū)動橋耐久試驗(yàn)臺架

通過對已經(jīng)量產(chǎn)的幾款電動機(jī)直聯(lián)式電驅(qū)動橋的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，試驗(yàn)時(shí)將電動機(jī)轉(zhuǎn)矩的強(qiáng)化系數(shù)設(shè)為1.3～1.8是比較合理的。

為滿足整車能量回收功能，對電動機(jī)直聯(lián)式電驅(qū)動橋應(yīng)增加反拖試驗(yàn)要求，QC/T 533－2020中明確了在規(guī)定試驗(yàn)轉(zhuǎn)矩下輸出端壽命不低于2萬次。該標(biāo)準(zhǔn)對試驗(yàn)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的表述不全，參照整車能量回收策略和實(shí)際量產(chǎn)的幾款產(chǎn)品數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，可按以下方式進(jìn)行極限工況下的反拖試驗(yàn)：試驗(yàn)臺架在驅(qū)動橋輪端提供整車最高車速下的輸入轉(zhuǎn)速，在主減速器法蘭端施加該轉(zhuǎn)速下的最大功率點(diǎn)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行試驗(yàn)；當(dāng)輪端運(yùn)轉(zhuǎn)次數(shù)達(dá)到5萬次時(shí)，拆解出主從動齒輪，觀察主從動齒輪表面有無拉毛、燒傷或者其他異常磨損的現(xiàn)象。

2.平行軸/同軸式電驅(qū)動橋的耐久試驗(yàn)

針對平行軸/同軸式電驅(qū)動橋，目前行業(yè)內(nèi)還未有針對性的試驗(yàn)檢測指導(dǎo)性文件，大多數(shù)業(yè)內(nèi)人員均是參考QC/T 533－2020《汽車驅(qū)動橋臺架試驗(yàn)方法》、QC/T 534－2020《汽車驅(qū)動橋臺架試驗(yàn)評價(jià)指標(biāo)》及QC/T 1022－2015《純電動乘用車用減速器總成技術(shù)條件》進(jìn)行耐久試驗(yàn)，其臺架結(jié)構(gòu)形式可參考圖5所示臺架。

圖5 平行軸式電驅(qū)動橋耐久試驗(yàn)臺架

然而單純以QC/T533－2020中表述的輸出端試驗(yàn)次數(shù)最低10萬次來評判電驅(qū)動橋的壽命顯然過低，并且試驗(yàn)工況太過單一；而以QC/T 1022－2015中的輸出端試驗(yàn)次數(shù)約1300萬次來評判電驅(qū)動橋的壽命又太過苛刻，系統(tǒng)地完成所規(guī)定工況的疲勞試驗(yàn)要將近一個(gè)多月，這勢必帶來巨額的試驗(yàn)成本。因此，從縮短試驗(yàn)成本的角度出發(fā)，研究和推行一種經(jīng)濟(jì)可靠的電驅(qū)動橋耐久試驗(yàn)方法和評價(jià)體系顯得十分迫切。

通過分析對比幾款已量產(chǎn)的平行軸式電驅(qū)動橋快速臺架耐久試驗(yàn)、整車耐久路試及量產(chǎn)售后反饋，形成表1的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

表1 平行軸式電驅(qū)動橋相關(guān)參數(shù)

根據(jù)該統(tǒng)計(jì)結(jié)果，可以制定表2的兩種較經(jīng)濟(jì)可靠的電驅(qū)動橋耐久試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)供選用。

表2 平行軸式電驅(qū)動橋試驗(yàn)參考工況

結(jié)語

對電動機(jī)直聯(lián)式電驅(qū)動橋的耐久試驗(yàn)和反拖試驗(yàn)，應(yīng)強(qiáng)化輸入轉(zhuǎn)矩和輸入轉(zhuǎn)速，使之盡量符合整車極限使用工況，避免驗(yàn)證缺失和相關(guān)售后故障。

對平行軸式或同軸式電驅(qū)動橋的耐久試驗(yàn)，應(yīng)結(jié)合試驗(yàn)成本、整車耐久路試和保修里程這些考核目的，來選擇最合適的試驗(yàn)方案。從成本上考慮，推薦只進(jìn)行高扭工況下的正轉(zhuǎn)正驅(qū)試驗(yàn)，輸出端壽命不低于50萬次為宜；其次推薦進(jìn)行高扭下的正轉(zhuǎn)正驅(qū)、高扭下的正轉(zhuǎn)反驅(qū)、高扭下的反轉(zhuǎn)正驅(qū)、高速下的正轉(zhuǎn)正驅(qū)試驗(yàn)，綜合輸出端壽命100萬次為宜。

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