電驅動系統是電動汽車包括EV、HEV、PHEV、FCEV的關鍵核心部件，目前使用的電機類型從工作原理可以分為：感應異步電機、永磁同步電機、開關磁阻電機和其他新型電機。
電動汽車電機相比其他工業電機的特點：
- 效率高：由點到面，關注高效區
- 環境適應性高：滿足汽車苛刻的使用條件
- 安全性高：高壓安全、功能安全
- 電磁兼容性要求高：滿足整車電氣要求
- 舒適性高：振動噪聲
- 體積功率密度高：高速化、集成化
電驅動總成包括純電驅動總成和機電耦合驅動總成，由BEV和FCEV構成的純電驅動從佈置型式可以分為集中式驅動和分佈式驅動。
集中式驅動：
- 單電機直驅
- 多電機驅動
- 電機+減速器
- 電機+變速箱（兩檔、多檔）
分佈式驅動：
- 輪轂電機
- 輪邊電機
- 多電機直驅
- 輪轂電機集成制動器
- 輪邊電機集成制動器
機電耦合驅動：
是指HEV和PHEV，按照混合方式可以分為串聯、並聯和混聯；按照混合度可以分為輕混、中混和重混；按照電氣化部件的架構和佈置位置可以分為P0、P1、P2、P3、P4、PS。
電驅動系統按照集成度可以劃分為：
- 單體：電機或控制器
- 二合一：電機+控制器
- 三合一：電機+控制器+減速器
電動汽車電驅動系統面臨的挑戰
電控單元越來越多，功能越來越豐富，交互越來越複雜，失效帶來的安全隱患越來越大，功能安全的本質是控制風險。
功能安全：車輛電控系統發生故障、功能失效、功能不足而對駕乘人員造成傷害的風險。
可能出現的故障：系統性故障、隨機硬件故障、信息安全漏洞、傳感器感知功能極限、決策邏輯缺陷、執行器精度和響應。
基於道路測試的電驅動系統工況研究內容
整個測試以額定功率或峰值功率、惡劣環境考核電機和總成產品，可分為市區路況、郊區路況和高速路況。
為了解電機實際行駛工況，採用轉轂試驗和路試相結合的方式採集電機系統的電壓、電流、扭矩和轉速。
產品開發過程中需要結合車型特點進行更嚴格的驗證（NEDC），重點關注實驗前後輸出功率和系統效率，以及電氣元件的絕緣和老化內容。
在試驗過程中，可以在不改變失效機理的前提下，提高應力來縮短試驗時間，常用的加速模型需要結合試驗數據進行驗證。
電驅動系統的絕緣失效，溫度是最大因素，需要重點關注溫度應力加速模型。具體壽命要考慮溫度模型、熱循環模型、電壓關係、振動關係、溫度及其他應力關係。
故障模式枚舉及故障機理
電驅動系統存在的主要應力：電應力、熱應力和機械應力等；主要失效原因：機械故障、軸承失效、絕緣失效、密封失效、潤滑失效等。
1 溫度型故障（致命故障）產生的原因包括：高溫引起繞組燒燬、永磁體失磁、軸承失效、控制器IGBT擊穿或燒燬等。
2 振動型故障（嚴重故障）產生的原因包括：振動引起繞組竄動、短路、斷路、絕緣破損、鐵芯鬆散、性能失調等。
3 汙染性故障（一般故障） 產生的原因包括：工作環境汙染使得絕緣體老化加速、局部過熱、潤滑不良等。
4 腐蝕型故障（一般/輕微故障）產生的原因包括：化學腐蝕引起的絕緣老化加速、鐵芯性能下降、永磁體性能下降、軸承疲勞加速等。
電驅動系統的認證和測試依據：
- GB/T 18488-2015 電動汽車用驅動電機系統
- GB/T 29307-2012 電動汽車電機系統可靠性試驗方法
- GB/T 18655-2018 電動汽車電機系統電磁兼容試驗方法
- GB/T 28046-2011 道路車輛 電氣及電子設備的環境條件和試驗
- QC/T 413-2002 汽車電氣設備基本技術條件
- QC/T 893-2011 電動汽車用驅動電機系統故障分類及判斷
- QC/T 896-2011 電動汽車用驅動電機系統接口
- QC/T 1068-2017 電動汽車用異步驅動電機系統
- QC/T 1069-2017 電動汽車用永磁同步驅動電機系統
- QC/T 1022-2015 純電動乘用車用減速器總成技術條件
- QC/T 1086-2017 電動汽車用增程器技術條件
- QC/T 926-2013 輕型混合動力電動汽車（ISG型）用動力單元可靠性試驗方法
中美歐日電驅動系統強制標準和測試項目情況
中國：有標準強制要求，具體測試項目有20多項，包括電機性能、溫升、電氣安全和保護功能、溫度、振動、鹽霧試驗等環境適應性以及可靠性內容。測試項目較多，對整車企業和電機企業的技術開發、產品配套有指導作用。
美國：非國家強制，可以進行UL認證，測試項目有30多項，包括電機性能、溫升、電安全和保護功能、環境適應性等，逆變器有專門標準。測試項目較多，更關注安全、保護和環境適應性。
歐洲：強制要求，最大功率測試（外特性）、30min最大功率。其餘項目按企業標準執行。
日本：強制要求，最大功率測試（外特性）、1h額定大功率。其餘項目按企業標準執行。
國標測試項目
1 一般性試驗：外觀、外形尺寸、重量、密封、定子冷態直流電阻、絕緣電阻、耐電壓。
2 輸入輸出特性：工作電壓範圍、效率MAP、控制精度、響應時間、控制器電流、饋電特性、超速、溫升、堵轉。
3 安全性試驗：控制器保護功能、安全接地檢查、控制器支撐電容放電時間
4 環境適應性：低溫試驗、高溫試驗、溼熱試驗、機械振動、防水防塵、鹽霧。
5 電磁兼容性：帶載工作狀態下的抗電磁干擾、GB/T 36282
6 可靠性：402小時可靠性試驗、GB/T 29037
可靠性測試內容及要求
可靠性測試主要聚焦電驅動總成標準工況及機、電、熱應力綜合及加速技術，測試內容可參考國際標準、國家標準和行業標準等，具體根據產品標準、企業標準制定統一的測試規範。
在具體測試中，振動傳感器在電機系統安裝點附近佈置；在通縣試驗場不同強化路面在XYZ三個方向進行振動數據採集；通過對數據進行分析來研究合理振動的測試條件及臺架試驗條件。
研發驗證級別和測試內容
- 單品部件級別測試：電機、控制器、變速箱、DC/DC等
- 子系統級別測試：驅動系統（帶或不帶減速器）
- 總成級別測試：完整的電驅動總成/整車
研發驗證測試的六大項目
1 性能標定Calibation：結合實車需求，對電機與控制器進行標定，使之處於最佳匹配狀態
2 環境適應性測試：氣候負荷、電氣負荷、化學負荷、基於特定內容的測試規範
3 可靠性和耐久：結合車輛實際運行工況及環境負荷對系統可靠性進行考核，使之符合設計壽命指標
4 EMC/NVH：電氣系統的電磁防護及車輛舒適性等，打造從測試到正向改進的全方位能力
5 基於HIL&Power-HIL的功能安全相關測試：性能測試、功能安全測試、診斷測試、故障注入測試能力、MCU功能安全
6 能量流測試：關注充放電過程所有設備能量分佈，提高整車效率和續駛里程，全面瞭解車輛能量消耗及分佈、定量對比樣車與對標車之間能量消耗差異、快速定位最有潛力提升能效的途徑。
參考文獻：
1、《電動汽車及其驅動技術》，約瑟夫·貝雷塔。
2、《電動汽車電驅動系統測試評價》，孔治國。
3、公開出版的國家標準和行業標準。
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