帶載溫度循環(huán)耐久（Power Thermal Cycle Endurance, PTCE）是評(píng)估動(dòng)力總成在生命周期內(nèi)溫度循環(huán)條件下的運(yùn)行壽命的關(guān)鍵指標(biāo)。它與高溫運(yùn)行耐久（HTOE）和機(jī)械疲勞耐久并列為三合一電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)壽命試驗(yàn)的“三座大山”。本文旨在深入探討PTCE的定義、標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用、等效整車壽命的定義方法以及未來(lái)展望。

PTCE的定義與重要性

PTCE反映的是動(dòng)力總成（特別是電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)）在經(jīng)歷一定次數(shù)的外部溫度變化后，子系統(tǒng)及其組件在帶載運(yùn)行中的耐久性能。這一指標(biāo)對(duì)于確保電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的長(zhǎng)期可靠性和穩(wěn)定性至關(guān)重要。

EDS（電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)）必須在整個(gè)測(cè)試運(yùn)行期間承受與實(shí)際車輛壽命相當(dāng)?shù)膿p傷等級(jí)，這些損傷主要由生命周期內(nèi)的溫度譜和里程數(shù)與載荷譜決定。

ISO16750和ISO19453中關(guān)于PTCE的等效整車壽命定義

ISO16750和ISO19453是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織制定的關(guān)于道路車輛電子電氣部件的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，其中均包含了關(guān)于PTCE的要求。然而，這些標(biāo)準(zhǔn)中的PTCE定義雖然在一定程度上能夠反映電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在溫度循環(huán)條件下的耐久性能，但并不一定能夠完全反映整車壽命。

原因在于，這些標(biāo)準(zhǔn)通?；谔囟ǖ臏y(cè)試條件和參數(shù)，而實(shí)際車輛在使用中可能面臨更加復(fù)雜多變的工況和負(fù)荷要求。此外，不同車型和地區(qū)的實(shí)際工況和負(fù)荷要求也可能存在差異，導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果與實(shí)際情況存在一定偏差。

因此，從現(xiàn)有信息來(lái)看，雖然這些標(biāo)準(zhǔn)相較于GB/T 18488有所強(qiáng)化，但仍不足以全面表征整車生命周期內(nèi)溫度循環(huán)條件下的耐久壽命。測(cè)試過(guò)程中仍需要根據(jù)具體情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整和優(yōu)化，以更準(zhǔn)確地反映整車壽命。

怎么定義PTCE、以等效于整車全壽命要求

我們需要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮：

1PTCE考核對(duì)象和范圍

從PTCE的定義可以看出，其模擬的是系統(tǒng)和組件在熱-機(jī)械應(yīng)力作用下的老化情況，因此，PTCE的主要考核對(duì)象和失效模式如下：

-功率器件和電子器件的焊層和焊點(diǎn)

-電機(jī)繞組絕緣層

-電機(jī)繞組焊點(diǎn)

-密封圈的粘結(jié)層

-軸承的潤(rùn)滑和形變

-油封疲勞老化

-殼體疲勞開(kāi)裂

-齒輪的焊接

.............

2產(chǎn)品生命周期和負(fù)荷要求

從整車角度來(lái)看，產(chǎn)品的生命周期和負(fù)荷要求主要有以下幾方面：

? 壽命里程，如15年30萬(wàn)公里

? 主要目標(biāo)對(duì)象及用途：28~35歲上班族，假設(shè)每天往返，單程路程1小時(shí)

? 路譜信息：工況要求及對(duì)應(yīng)的時(shí)間和循環(huán)數(shù)，據(jù)此計(jì)算獲得總的運(yùn)行時(shí)間，一般為7000~10000h

? 溫度譜信息：

3Coffin-Manson 加速模型

為了將整車的溫度循環(huán)次數(shù)轉(zhuǎn)化為臺(tái)架試驗(yàn)中的加速循環(huán)次數(shù)，我們可以引入Coffin-Manson加速模型等數(shù)學(xué)工具。

該模型可以根據(jù)材料的熱激活能和應(yīng)力水平來(lái)計(jì)算加速因子，從而得出在加速條件下所需的循環(huán)次數(shù)和時(shí)間。通過(guò)這種方法，我們可以大大縮短試驗(yàn)時(shí)間并降低成本，同時(shí)保持測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

PTCE試驗(yàn)的設(shè)計(jì)與展望

在實(shí)際應(yīng)用中，PTCE試驗(yàn)的設(shè)計(jì)還需考慮多個(gè)方面，如：

●水溫溫度譜

●駕駛模式（包括驅(qū)動(dòng)、充電、駐車等）

●溫度變化速率以及HVDC端電壓等。

此外，對(duì)于PTCE的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)也需要進(jìn)一步完善，以確保測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。國(guó)外主機(jī)廠通常會(huì)在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試之外增加關(guān)鍵參數(shù)和泄露測(cè)試等額外驗(yàn)證步驟，以全面評(píng)估機(jī)械部件、功能和性能的完整性。

未來(lái)，隨著電動(dòng)汽車技術(shù)的不斷發(fā)展和市場(chǎng)需求的不斷變化，PTCE試驗(yàn)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用也將面臨更多的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。我們需要持續(xù)關(guān)注這一領(lǐng)域的研究進(jìn)展和技術(shù)創(chuàng)新，以推動(dòng)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。

結(jié)論

綜上所述，PTCE作為評(píng)估電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)耐久性能的重要指標(biāo)之一，其定義、標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用以及等效整車壽命的定義方法都需要我們進(jìn)行深入探討和研究。通過(guò)引入Coffin-Manson加速模型和綜合考慮多個(gè)影響因素，我們可以更準(zhǔn)確地評(píng)估電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的耐久性能并為其優(yōu)化設(shè)計(jì)提供有力支持。同時(shí)，我們也需要不斷完善PTCE的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)和試驗(yàn)方法以應(yīng)對(duì)未來(lái)市場(chǎng)的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。