商用車電驅動橋下線檢測技術研究

電驅動橋質量的好壞直接關系到車輛的安全性、動力性、經濟性、舒適性，要評價其質量的好壞就需要對電驅動橋進行檢測。電驅動橋作為機電一體化傳動系統[6]，與傳統純機械驅動橋有很大差異，如運轉測試時必須帶著電機并且由電機驅動進行測試[7]。目前還沒有完善的商用車電驅動橋出廠檢測標準和規范，為此針對新能源商用車電驅動橋下線檢測項目及其方法進行研究。

1 商用車電驅動橋檢測的相關標準

我國制定了相對完善的純電動乘用車電驅動總成評價標準體系，但是商用車方面，由于電驅動系統布置和結構不夠成熟，尚未形成統一的檢測標準。目前車橋企業主要參考電機、機械零部件、傳統驅動橋、純電動乘用車等相關標準制定了電驅動橋的檢測項目和檢測方法。未來隨著電驅動橋的應用和發展，電驅動橋布置方案趨于模塊化、平臺化設計，電驅動橋的檢測方案及要求也將日益標準化[8]。

1.1 電機檢測相關標準

永磁同步電機是商用車電驅動橋最常用的電機類型，其生產制造和檢測技術相對比較成熟，電機引用的主要標準如表1所示。

表1 電機檢測相關標準

1.2 傳統驅動橋零部件及總成檢測相關標準

電驅動橋具有傳統驅動橋作為承載件、傳動件的基本功能，部分零件相互借用，因此，檢測要求也可以參考傳統驅動橋的檢測要求，相關標準如表2所示。

1.3 乘用車電驅動橋檢測相關標準

商用車電驅動橋與乘用車電驅動橋有諸多相似之處，其檢測技術也可以借鑒，相關標準如表3所示。

1.4 整車檢測相關標準

驅動橋總成作為汽車零部件四大總成之一，整車的要求與驅動橋的要求具有一定相關性，驅動橋必須滿足整車的技術要求，相關標準如表4所示。

表2 傳統驅動橋檢測相關標準

表3 乘用車電驅動橋檢測相關標準

表4 整車檢測相關標準

2 電驅動橋下線檢測的相關技術

為保證電驅動橋裝配質量，裝配完成后要進行一系列的下線檢測。目前，車橋企業主要參考相關國標、行標、團標、企標，同時考慮到裝配線的節拍，一般不進行產品開發階段的產品性能測試，重點關注裝配過程對電驅動橋質量有影響的測試。

2.1 制動系統檢測

制動系統是直接關系到生命和財產安全的關鍵零部件系統。根據GB 7258－2017和其他技術標準確定了制動系統的檢測項目：自動調整臂自調功能及制動間隙檢測、防抱死制動系統（Anti- lock Braking System, ABS）信號檢測、駐車制動力檢測、磨損報警線信號檢測。

2.1.1 自動調整臂自調功能及制動間隙檢測

根據GB 7258－2017第7.2.7規定，強制要求車輛安裝自動調整臂。橋總成裝配后需要檢測自動調整臂自調功能及制動間隙。

檢測方法：調整制動間隙至1.0～1.5 mm（模擬摩擦片磨損），氣室充氣30次（模擬駕駛員制動），使調整臂完成自動調整動作，再檢測制動間隙，制動間隙為0.6～1.0 mm則合格。

2.1.2 ABS信號檢測

根據GB 7258－2017第7.2.12規定，強制要求車輛安裝ABS傳感器。ABS傳感器作為汽車防抱死系統的關鍵件，以監判車輛各車輪是否有滑移傾向并根據滑移率做出最佳制動調整[9]。橋總成裝配后必須對ABS信號進行檢測，檢測合格后才能交付整車使用，確保ABS能夠正常工作。檢測項目包括感應最小電壓、電壓比值（電壓最大/最?。?、是否缺齒。

檢測方法：使用ABS測量儀檢測轉動輪轂后ABS傳感器產生的感應電壓，電壓波形和具體數值如圖1所示。輪速30±5 r/min條件下，最小感應電壓＞0.2 V，電壓比值（電壓最大/最?。?.0，評定合格。

圖1 ABS測量儀檢測及電壓波形界面

2.1.3 駐車制動力檢測

根據GB 7258－2017第7.4規定，強制要求車輛安裝駐車制動器。針對駐車制動器設計在橋總成上的，橋總成裝配后需要對駐車制動器的有效性進行檢測。

檢測方法：通過制動器拉絲端輸入一定拉力，啟動電機，電機轉矩（扭矩）不得低于規定值，如果低于規定值可以適當磨合后再檢測，直到合格。

2.1.4 磨損報警指示器信號檢測

根據GB 7258－2017第7.9.5規定，強制要求車輛安裝制動器磨損報警指示器。橋總成裝配后需要對指示器的有效性進行檢測。

檢測方法：使用萬用表通斷蜂鳴功能檢測指示器通斷。

2.2 氣密性檢測

橋總成氣密性檢測應在注油前進行，其目的是檢測橋總成內腔與外界是否有泄漏現象，防止整車狀態下橋總成出現漏油現象。檢測過程分為四個階段：充氣、穩定、測量、排氣，如圖2所示。

圖2 氣密性檢測的四個階段

檢測方法：通過泄漏檢測儀連接橋殼通氣塞處，通入50±5 kPa壓縮氣體充氣，穩定20 s，測量20 s，最大壓降≤10 Pa或者泄漏量≤150 ml/min，評定合格，測試界面如圖3所示。

圖3 氣密性檢測儀界面

2.3 電機安規檢測

電機的使用安全關系到生命和財產安全。輕則汽車不能啟動，重者車輛自燃、人員觸電、車毀人亡，因此，電驅動橋裝配完成后需要再次對電機進行安規檢測確認。

2.3.1 電機的耐壓性

商用車的驅動電機額定電壓高達360～800 VDC，驅動電機繞組及功率電子電路需要耐受高壓電能的沖擊，而電壓的瞬間變化和浪涌等現象使得功率部件的耐壓要求遠高于直流母線的額定電壓值[5]，因此，需要檢測電機的耐壓性。

2.3.2 電機的絕緣性

電機長期工作在高壓環境下，電的安全性至關重要，為了防止高壓回路絕緣失效，造成人員傷害，必須檢測電機繞組對機殼、繞組相互間的絕緣電阻，以保障電機的安全運行。

2.3.3 電機的接地電阻

電機接地是人體觸電防護的最后保障，確保即使漏電也不會對人體造成危害。電機接地必須可靠，接地電阻應符合標準要求。

根據GB 38032－2022、GB/T 18488.2－2015、GB/T 18384－2020及相關主機廠要求，確定了安規檢測項目，包括：接地電阻、電機繞組絕緣性、電機繞組耐壓性檢測。檢測方法：使用安規測量儀檢測。

2.4 電驅動橋運轉測試

總成運轉測試是電驅動橋裝配品質評價的關鍵點。該項測試是檢測電機在空載條件下轉速從零升至指定轉速，綜合判斷電機總成、減速器總成、差速器總成、輪轂制動鼓總成等結構運轉是否正常。

橋總成裝配完成后進入綜合運轉測試間進行測試，先確認橋總成零件的完整性，按照規定的油品、油量加注齒輪油。根據QC/T 533－2020要求、車橋廠自身質量管控要求及主機廠相關要求，制定了運轉測試的總體技術方案，測試項目包括：電機轉矩檢測，差速性能檢測，噪聲、振動與聲振粗糙度（Noise, Vibration, Harshness, NVH）檢測、減速器溫升檢測、駐車制動鼓溫升檢測。運轉測試參數設置界面如圖4所示。

圖4 運轉測試參數設置界面

2.4.1 電機轉矩檢測

電機轉矩（扭矩）是評價電驅動橋質量的重要指標，轉矩檢測是判斷電機、橋總成是否有運轉異常的方法，如電機轉矩較大，可能是由于傳動系統相關零件加工和裝配異常造成的，導致傳動系統阻力大、噪音大、軸承高溫，軸承異常磨損，影響電驅動橋的經濟性和使用壽命。電機轉矩的測試結果及判斷由測試系統完成，如圖5所示。

圖5 測試結果界面

2.4.2 差速性能檢測

差速器是將主減速器的動力傳遞到左右兩個輪端，可以使左右車輪以不同的轉速轉動，以保證兩個車輪均做純滾動運動，汽車差速器總成質量的好壞直接影響到汽車的行駛性能和操控性能[10]。差速性能檢測分為兩個項目：兩側輪端同時轉，計算兩端輪速的差速率；制動一側輪端以驗證差速器是否正常工作。差速測試界面如圖6所示。

圖6 差速性能檢測界面

2.4.3 NVH檢測

NVH是衡量電驅動橋裝配質量的一個綜合性指標。噪音過大或者異響問題將降低整車的乘車舒適性[11]。NVH檢測是通過噪聲測試儀、振動傳感器客觀地評價電驅動橋在運轉時的噪音和振動水平。

1）噪聲測試：噪聲測試是在一定轉速下（等效車速50 km/h）通過噪聲測試儀檢測距離減速器總成30 mm處的噪音值，噪音值一般不超過83 dB。

圖7 振動測試分析界面

2）振動測試：減總齒輪副是影響驅動橋NVH性能的關鍵零部件[12]，因此，一般檢測減速器處的振動信號。振動檢測采用異響振動檢測系統檢測，該系統通過采集振動信號分析判定電驅動橋振動和異響情況；同時利用專業的異響分析算法，可以快速定位到振動源及故障零件，不受周圍噪聲干擾，檢測結果準確可靠。振動測試分析界面如圖7所示。

如圖8所示，將不合格品、合格品、自學習的容限帶上限的階次振動信號譜線疊加，可明顯看出存在異響的產品，在嚙合階次（2倍頻7階，3倍頻14階）邊出現連續間隔為1的尖峰，該頻譜特征稱之為邊頻，邊頻是齒輪缺陷的典型特征，且尖峰的間隔為缺陷齒輪所在軸的旋轉階次。因1階為輸入軸的旋轉階次，故圖中的邊頻反映的是輸入軸上齒輪存在缺陷，又因該特征只在正拖時出現，故判斷故障部位為減總主動齒正拖面。

圖8 階次振動信號分析界面

2.4.4 減速器溫升檢測

減速器溫升可以綜合反映出運動相關的零部件加工精度、裝配精度及運動精度等質量狀況，通過測溫儀實時監控減速器軸承處溫度或者檢測油溫判斷電驅動橋裝配品質。根據大量試驗及市場驗證確定了溫升評定標準：等效車速50 km/h，30 s內溫升≤5 ℃。

2.4.5 駐車制動鼓溫升檢測

帶駐車制動器的橋總成，需要通過測溫儀檢測橋總成運轉前后的駐車制動鼓溫升，判斷駐車制動鼓與駐車制動器是否有干涉和拖磨現象，該項目作為重點檢測項目，因為拖磨會導致駐車制動鼓高溫甚至引起汽車自燃。根據大量試驗及市場驗證確定了溫升評定標準：等效車速50 km/h，30 s內溫升≤5 ℃。

3 總結

1）從電驅動橋的相關標準體系分析可以看出，商用車電驅動橋的檢測技術和方法還沒有統一的標準和規范。隨著電驅動橋的不斷發展，有必要加強對檢測方法和技術要求進行標準化制定。

2）文中參考國標、行標、團標、企標介紹了商用車電驅動橋下線檢測項目、技術要求和測試方法，為電驅動橋的檢測系統開發、質量評定、故障診斷提供參考。

3）未來電驅動橋下線檢測技術傾向于集成化、數字化、智能化?？梢钥紤]將安規檢測、ABS信號檢測、駐車制動力檢測、運轉測試等檢測項目集成在一個綜合測試臺進行，實現數字化、智能化檢測。

審核編輯：湯梓紅