電動汽車驅動電機系統控制器故障注入測試規范目 次前言 III圍 1范引文件 1語定義 1障級 2試品環要求 2測設及線求 2試線 2試備求 2驅電系控要求 3試法判要求 3功類障 3機相平衡 3動機電流 4機度護 4磁機子磁 4緣常 5壓露 5卻統障 6動電常 6ASC/Freewheeling狀測試 7ASC時障 7發撞號 7低系故障低電源電壓 8試的 8試件 8試驟 8試據 8驅電軸障-動電軸滯 8試的 8試件 8試驟 8試據 8直母電故障 8流線壓壓 8流線壓壓 9電旋信測試 9變始異常 9I機速 10電轉類障 10矩令限障 10預零轉矩故障 10預轉輸大故障 11預轉降反向障 11CAN通類障 126.7.1述 12CAN信號義范故障 12CAN文時障 13信點BusOff故障 13CAN文Counter或Checksum障 14CAN線路障 14CAN鍵號障 15硬故類 15壓源開障 15機地常障 16機度感路/路障 17機線路/路故障 17變出路/路故障 18壓鎖開路短路障 18壓流開障 19醒號開路短路障 19關路測類 20體求 20壓源換關閉徑試 20控塊閉測試 20全理元關閉徑試 21壓壓控路徑試 21IIPAGEPAGE電動汽車驅動電機系統控制器故障注入測試規范范圍GB/T18488.1—2015（GB/T755—2019旋轉電機定額和性能GB/T2900.25電工術語旋轉電機GB/T18488.1—2015電動汽車用驅動電機系統第1部分：技術條件GB/T18488.2—2015電動汽車用驅動電機系統第2部分：試驗方法GB/T19596電動汽車術語GB/T28046.2—2019道路車輛功能安全第GB/T34590.4—2017道路車輛功能安全第4部分：產品開發：系統層面QC/T893—2011電動汽車用驅動電機系統故障分類及判斷QC/T897—2011電動汽車用電池管理系統技術條件GB/T18488.1—2015、GB/T18488.2—2015、GB/T19596—2017、GB/T755—2019和GB/T2900.25—2008界定的以及下列術語和定義適用于本文件。3.1高壓暴露highvoltageexposure驅動電機系統控制器殼體內部的高壓電路部分未完全被殼體包裹，且殼體內部高壓電路易被人員接觸。3.2報警warning驅動電機系統控制器對觸及或超出系統閾值的狀態而進行提示的行為。3.3跛行模式limp-home驅動電機系統控制器內部某些模塊或傳感器發生故障失效后，驅動電機系統控制器仍能夠以最低要求性能來完成轉矩輸出功能。3.4降額運行deratingoperation3.5滑行模式freewheeling3.6主動短路模式activeshortcircuit(ASC)驅動電機系統控制器控制逆變橋，使電機三相線互相之間處于短路模式。表1故障等級分類表故障等級故障類型系統故障響應狀態描述4級致命故障系統停止輸出功率，進入ASC并主動放電，發出報警信息等3級嚴重故障系統停止輸出功率，進入ASC或Freewheeling模式，發出報警信息等2級一般故障跛行模式或降額運行（含零轉矩），發出報警信息1級輕微故障無降額輸出，僅發出報警信息本文件建議的測試接線示意圖如圖1所示。圖1圖PT100PT1000NTC（）250V2.5V250V±3%；12V/24V/48V3％。標定通常使用的工具，如CANape、INCA或第三方其他類型的標定工具。測試的驅動電機系統控制器符合GB/T18488.1—2015中術語和定義中3.3的要求。圖2驅動電機系統控制器與相關要素關系示意圖10%～90%10相電流輸出值，調節三相模擬負載的相參數，減少設定值的30%，使電機三相不平衡，檢查樣機狀態并記錄此時的轉矩指令、輸出轉速、輸出轉矩、三相電流值及報警信息。驅動電機系統應至少能進入3級故障，無異?，F象，故障條件消失后驅動電機系統應能在持續功率對應的額定轉速點下正常運行。將被測試樣機正確安裝在試驗臺后，設置試驗樣機和試驗臺參數，使驅動電機系統入正常待機狀態；驅動電機系統應至少能正常進入2級故障，無異?，F象，故障條件消失后驅動電機系統應能在持續功率對應的額定轉速點下正常運行。檢查樣機狀態并記錄此時的轉矩指令、輸出轉速、輸出轉矩、電機溫度、三相電流值及報警信息。驅動電機系統應至少能進入3級故障，無異?，F象，故障條件消失后驅動電機系統應能在持續功率對應的額定轉速點下正常運行。50%。檢查并記錄此時的轉矩指令、輸出轉速、輸出轉矩、三相電流及報警信息。驅動電機系統應至少能正常進入1級故障，需對永磁電機進行維修來消除故障。由于器件失效、絕緣層破損或老化，導致系統絕緣異常，驅動電機控制系統應能夠及時檢測并處理。試驗時，驅動電機系統控制器直流母線電壓宜在額定電壓下，系統處于電動工作狀態下進行測試。在驅動電機系統絕緣檢測處并聯接入可變電阻，并在試驗準備開始后，設定并聯的電阻值為+∞或開路。驅動電機系統應至少能正常進入2級故障，無異常現象，故障條件消失后驅動電機系統應能在持續功率對應的額定轉速點下正常運行。VCU)(VCU)VCU（60V）1s（（MOSFET/IGBT/SiC）驅動電機系統控制器應至少進入2級故障，當移除冷卻系統異常后，在當前駕駛循環中，驅動電機系統控制器能恢復到正常工作模式。嚴重時甚至進入4級故障，當移除冷卻系統異常后，需要在下個駕駛循環驅動電機系統控制器才能恢復到正常工作模式。(VCU例CCP或XCP60。ASC/Freewheeling由于驅動電機系統發生3級故障，導致無法有效控制轉矩時，系統應能進入安全動力狀態，且避免發生因過充電或過放電對動力電池造成的損害。ASC或FreewheelingASC或FreewheelingASCASCASC（）ASCIGBT（）ASCASC系統應能發出警示或聲光報警提醒車輛操作人員。驅動電機系統控制器執行4級故障故障響應，進入保護模式。由于器件失效或DC/DC功能失效導致蓄電池過電壓，驅動電機控制系統應能夠及時檢測并處理。試驗時，驅動電機系統控制器直流母線電壓宜在額定電壓下，系統處于電動工作狀態下進行測試。通過設定控制指令，使驅動電機系統工作在額定工作點。通過設定低壓電源輸出值，提高電壓輸出值，達到過電壓限值。檢查樣機狀態并記錄此時的轉矩指令、輸出轉速和輸出轉矩及報警信息。驅動電機系統應至少能進入3級故障，無異?，F象，故障條件消失后驅動電機系統應能在持續功率對應的額定轉速點下正常運行。檢驗電機軸在高速運行時突然卡滯對系統轉矩功能執行的影響。將被測試樣機正確安裝在試驗臺后，設置試驗樣機和試驗臺參數，使系統進入正常待機狀態。ms。檢查并記錄此時的三相電流、輸出轉速、輸出轉矩及報警信息。驅動電機系統應至少能正常進入3級故障，恢復后驅動電機系統應能正常執行轉矩控制功能，不發生故障。檢驗由于系統控制失效導致直流母線電壓過高，器件的耐受能力、系統保護功能能否正常執行。檢查并記錄此時的轉矩指令、輸出轉速、輸出轉矩、三相電流及報警信息。驅動電機系統應至少能正常進入2級故障，無爆炸、無器件損壞。將被測試樣機正確安裝在試驗臺后，設置試驗樣機和試驗臺參數，使驅動電機系統入正常待機狀態。檢查并記錄此時的轉矩指令、輸出轉速、輸出轉矩、三相電流及報警信息。驅動電機系統應至少能正常進入2級故障，故障條件消失后，系統自行恢復正常功能。試驗時，驅動電機系統控制器直流母線電壓宜在額定電壓下，系統處于待機工作狀態下進行測試。設定測試裝置的旋變初始角，分別超出控制器辨識初始角度±30°、±60°。檢查并記錄此時的轉矩指令、輸出轉速、輸出轉矩、三相電流及報警信息。驅動電機系統應至少能正常進入3級故障。驅動電機系統應至少能進入2級故障，待電機轉速回落至正常轉速范圍內后，系統自行恢復正常功能。嚴重時甚至進入3級故障，需要在下個駕駛循環驅動電機系統控制器才能恢復到正常工作模式。由于VCU請求轉矩指令超出系統當前最大可輸出轉矩時，驅動電機系統應防止輸出非預期轉矩，避免出現故障損壞或安全事故。將被測試樣機正確安裝在試驗臺后，設置試驗樣機和試驗臺參數，使驅動電機系統入正常待機狀態?？刂乞寗与姍C系統控制器工作在轉矩模式，通過測試設備模擬VCU給驅動電機系統控制器發送轉矩指令并使轉矩指令大于電機當前最大轉矩能力值。檢查并記錄此時的轉矩指令、輸出轉速、輸出轉矩、三相電流及報警信息。驅動電機系統輸出轉矩不會超過當前系統允許的轉矩限制最大值。將被測試樣機正確安裝在試驗臺后，設置試驗樣機和試驗臺參數，使驅動電機系統入正常待機狀態。試驗時，驅動電機系統控制器直流母線電壓宜在額定電壓下，系統處于待機工作狀態下進行測試?？刂乞寗与姍C系統控制器工作在轉矩模式，VCU請求轉矩為零轉矩，利用測試設備通過CCP或XCP標2。表2非預期轉矩輸出測試范例參考表VCU請求轉矩故障注入轉矩備注0Nm最大正轉矩×20%模擬車輛非預期啟動前進0Nm最大負轉矩×20%模擬車輛非預期啟動倒退驅動電機系統控制器應至少進入3級故障，停止輸出轉矩，發出報警信息。在當前駕駛循環下，故障不可自動恢復，需重新上電方可恢復故障。將被測試樣機正確安裝在試驗臺后，設置試驗樣機和試驗臺參數，使驅動電機系統入正常待機狀態。控制驅動電機系統控制器工作在轉矩模式，VCU請求轉矩不為零轉矩，利用測試設備通過CCP或XCP標定協議模擬注入比VCU請求更大的非預期轉矩，檢查樣機狀態并記錄此時的轉矩指令、輸出轉速和輸出轉矩，報警信息等。測試范例參考見下表3。表3非預期加速測試范例參考表VCU請求轉矩故障注入轉矩備注最大正轉矩×10%最大正轉矩×50%模擬車輛非預期加速前進最大正轉矩×10%最大正轉矩×100%模擬車輛非預期加速前進最大負轉矩×10%最大負轉矩×50%模擬車輛非預期加速倒退最大負轉矩×10%最大負轉矩×100%模擬車輛非預期加速倒退將被測試樣機正確安裝在試驗臺后，設置試驗樣機和試驗臺參數，使驅動電機系統入正常待機狀態?？刂乞寗与姍C系統控制器工作在轉矩模式，VCU請求轉矩不為零轉矩，利用測試設備通過CCP或XCP標定協議模擬注入比VCU請求更小的非預期轉矩，之后檢測驅動電機系統控制器狀態。測試范例參考見下表4。表4非預期減速測試范例參考表VCU請求轉矩故障注入轉矩備注最大正轉矩×50%最大正轉矩×10%模擬車輛非預期動力減弱最大正轉矩×50%0Nm模擬車輛非預期動力丟失最大正轉矩×50%最大負轉矩×50%模擬車輛非預期動力反向最大負轉矩×50%最大負轉矩×10%模擬車輛非預期動力減弱最大正轉矩×50%0Nm模擬車輛非預期動力丟失最大負轉矩×50%最大正轉矩×50%模擬車輛非預期動力反向驅動電機系統控制器應至少進入3級故障，停止輸出轉矩，發出報警信息。在當前駕駛循環下，故障不可自動恢復，需重新上電方可恢復故障。CAN概述當驅動電機系統發生CAN通信類故障時，應及時檢測并按照故障定義執行對應的故障處理措施、進入定義的系統狀態。HILPower-HILCAN120Ω圖3CANCAN當驅動電機系統接收的CAN信號數值超過預定義范圍，驅動電機系統能夠及時檢測到該故障，并按將被測樣機正確安裝在試驗臺后，設置試驗樣機和試驗臺參數，使驅動電機系統入正常待機狀態。試驗樣機能夠正常收發CAN報文，使用CAN通信測試設備與試驗樣機進行信號交互。試驗時，驅動電機系統控制器直流母線電壓宜設定為額定電壓，驅動電機系統處于正常待機狀態。操作測試設備發送被測信號超限值的CAN報文，檢查樣機狀態并記錄此時的被測驅動電機系統與測CANCANCAN2CANCANCAN將被測樣機正確安裝在試驗臺后，設置試驗樣機和試驗臺參數，使驅動電機系統入正常待機狀態。試驗樣機能夠正常收發CAN報文，使用CAN通信測試設備與試驗樣機進行信號交互。試驗時，驅動電機系統控制器直流母線電壓宜設定為額定電壓，驅動電機系統處于正常待機狀態。操作測試設備向被測樣機發送CAN通信協議規定的報文，報文發送一定時間后，操作測試設備停止發送被測幀CAN報文，檢查樣機狀態并記錄此時的被測驅動電機系統與測試設備間通信的CAN報文，包括故障等級信息、故障碼等信息。繼續操作測試設備恢復發送被測幀CAN報文，檢查樣機狀態并記錄此時的被測驅動電機系統與測試設備間通信的CAN報文，包括故障等級信息、故障碼等信息。測試設備停止發送被測幀CAN2CANBusOff將被測樣機正確安裝在試驗臺后，設置試驗樣機和試驗臺參數，使驅動電機系統入正常待機狀態。試驗樣機能夠正常收發CAN報文，使用CAN通信測試設備與試驗樣機進行信號交互。試驗時，驅動電機系統控制器直流母線電壓宜設定為額定電壓，驅動電機系統處于正常待機狀態。操作測試設備向CAN總線中注入干擾信號模擬BusOff故障，檢查樣機狀態并記錄此時的被測驅動電CANCANCAN驅動電機系統控制器應至少能進入2級故障，記錄該故障信息，并按照該故障對應的故障等級進入到定義的系統狀態。測試設備恢復發送被測節點正確的CAN報文后，驅動電機系統按定義復位故障信息并進入定義的系統狀態。CANCounterChecksumCAN將被測樣機正確安裝在試驗臺后，設置試驗樣機和試驗臺參數，使驅動電機系統入正常待機狀態。試驗樣機能夠正常收發CAN報文，使用CAN通信測試設備與試驗樣機進行信號交互。試驗時，驅動電機系統控制器直流母線電壓宜設定為額定電壓，驅動電機系統處于正常待機狀態。操作測試設備發送凍結的rollingcounter或者錯誤checksum的CAN報文，檢查樣機狀態并記錄此時CANrollingcounterchecksum的CANCAN2rollingcounter或checksumCANCANCANH/CANL將被測樣機正確安裝在試驗臺后，設置試驗樣機和試驗臺參數，使驅動電機系統入正常工作狀態。試驗樣機能夠正常收發CAN報文，使用CAN通信測試設備與試驗樣機進行信號交互。試驗時，驅動電機系統控制器直流母線電壓宜設定為額定電壓，驅動電機系統處于正常待機狀態。CANCANHCANLCANHCANLCANCANHCANLCAN3CANH和CANLCANE2E，endtoendBMS將被測樣機正確安裝在試驗臺后，設置試驗樣機和試驗臺參數，使驅動電機系統入正常待機狀態。試驗樣機能夠正常收發CAN報文，使用CAN通信測試設備與試驗樣機進行信號交互。試驗時，驅動電機系統控制器直流母線電壓宜設定為額定電壓，驅動電機系統處于轉矩控制模式，電動或饋電工作狀態。關閉CANCRCCANCRCCAN驅動電機系統控制器應至少進入2級故障，記錄該故障信息，并按照該故障對應的故障等級進入到定義的系統安全狀態。ASC或Freewheeling3ASCASC或Freewheeling0.1Ω（應分別測試驅動電機系統在以下工況條件下的表現：——額定轉速點輸出額定轉矩工況；——額定轉速點輸出峰值轉矩（或峰值功率）工況；————建議使用以下工況進行測試。1010s調節測功機及轉矩指令，使驅動電機系統工作于額定轉速及峰值轉矩（或峰值功率）況；1010s2s電機接地線保持導通狀態，讓控制器接地線上的接觸器持續周期性的斷開和閉合，每次0.2s，1min（10s）設置測功機處于轉矩閉環工作模式，負載轉矩固定為二分之一額定轉矩（定值）10s電機接地線保持導通狀態，讓控制器接地線上的接觸器持續周期性的斷開和閉合，每次0.2s，3min（1min）驅動電機系統控制器應至少進入2級故障,具體情況判別如下：產品針對接地線斷開故障無特殊處理措施設計：試驗過程中驅動電機系統應保持正常工作，/5100ms1s；a正常進入2/當發生故障時，驅動電機系統控制器應至少進入2級故障，驅動電機系統降額運行，并報警。故障消失后，驅動電機系統能恢復到故障前的工作狀態正常運行。注：緊固件松動等現象。在驅動或饋電模式的額定工況下，利用設備模擬以下故障：UV、VW、UWUVWUVWUVW當發生故障時，驅動電機系統至少能進入3級故障，無其他異?，F象，恢復正常狀態后驅動電機系統在額定轉速和額定轉矩下能正常運行。由于旋變傳感器接線松動或PIN引腳短路，導致控制器無法通過旋變信號讀取電機位置信息，影響轉矩控制功能。試驗時，驅動電機系統控制器直流母線電壓宜在額定電壓下，系統處于電動工作狀態下進行測試。設定控制指令，使驅動電機系統在最高工作轉速、額定轉速分別進行測試，分別對測試裝置的旋變輸出線圈如下表5設置。表5故障設置條件輸出線圈故障動作SINSIN+開路SIN-開路SIN+和SIN-