商用车电驱动桥下线检测技术研究

电驱动桥质量的好坏直接关系到车辆的安全性、动力性、经济性、舒适性，要评价其质量的好坏就需要对电驱动桥进行检测。电驱动桥作为机电一体化传动系统[6]，与传统纯机械驱动桥有很大差异，如运转测试时必须带着电机并且由电机驱动进行测试[7]。目前还没有完善的商用车电驱动桥出厂检测标准和规范，为此针对新能源商用车电驱动桥下线检测项目及其方法进行研究。

1 商用车电驱动桥检测的相关标准

我国制定了相对完善的纯电动乘用车电驱动总成评价标准体系，但是商用车方面，由于电驱动系统布置和结构不够成熟，尚未形成统一的检测标准。目前车桥企业主要参考电机、机械零部件、传统驱动桥、纯电动乘用车等相关标准制定了电驱动桥的检测项目和检测方法。未来随着电驱动桥的应用和发展，电驱动桥布置方案趋于模块化、平台化设计，电驱动桥的检测方案及要求也将日益标准化[8]。

1.1 电机检测相关标准

永磁同步电机是商用车电驱动桥最常用的电机类型，其生产制造和检测技术相对比较成熟，电机引用的主要标准如表1所示。

表1 电机检测相关标准

1.2 传统驱动桥零部件及总成检测相关标准

电驱动桥具有传统驱动桥作为承载件、传动件的基本功能，部分零件相互借用，因此，检测要求也可以参考传统驱动桥的检测要求，相关标准如表2所示。

1.3 乘用车电驱动桥检测相关标准

商用车电驱动桥与乘用车电驱动桥有诸多相似之处，其检测技术也可以借鉴，相关标准如表3所示。

1.4 整车检测相关标准

驱动桥总成作为汽车零部件四大总成之一，整车的要求与驱动桥的要求具有一定相关性，驱动桥必须满足整车的技术要求，相关标准如表4所示。

表2 传统驱动桥检测相关标准

表3 乘用车电驱动桥检测相关标准

表4 整车检测相关标准

2 电驱动桥下线检测的相关技术

为保证电驱动桥装配质量，装配完成后要进行一系列的下线检测。目前，车桥企业主要参考相关国标、行标、团标、企标，同时考虑到装配线的节拍，一般不进行产品开发阶段的产品性能测试，重点关注装配过程对电驱动桥质量有影响的测试。

2.1 制动系统检测

制动系统是直接关系到生命和财产安全的关键零部件系统。根据GB 7258－2017和其他技术标准确定了制动系统的检测项目：自动调整臂自调功能及制动间隙检测、防抱死制动系统（Anti- lock Braking System, ABS）信号检测、驻车制动力检测、磨损报警线信号检测。

2.1.1 自动调整臂自调功能及制动间隙检测

根据GB 7258－2017第7.2.7规定，强制要求车辆安装自动调整臂。桥总成装配后需要检测自动调整臂自调功能及制动间隙。

检测方法：调整制动间隙至1.0～1.5 mm（模拟摩擦片磨损），气室充气30次（模拟驾驶员制动），使调整臂完成自动调整动作，再检测制动间隙，制动间隙为0.6～1.0 mm则合格。

2.1.2 ABS信号检测

根据GB 7258－2017第7.2.12规定，强制要求车辆安装ABS传感器。ABS传感器作为汽车防抱死系统的关键件，以监判车辆各车轮是否有滑移倾向并根据滑移率做出最佳制动调整[9]。桥总成装配后必须对ABS信号进行检测，检测合格后才能交付整车使用，确保ABS能够正常工作。检测项目包括感应最小电压、电压比值（电压最大/最小）、是否缺齿。

检测方法：使用ABS测量仪检测转动轮毂后ABS传感器产生的感应电压，电压波形和具体数值如图1所示。轮速30±5 r/min条件下，最小感应电压＞0.2 V，电压比值（电压最大/最小）≤2.0，评定合格。

图1 ABS测量仪检测及电压波形界面

2.1.3 驻车制动力检测

根据GB 7258－2017第7.4规定，强制要求车辆安装驻车制动器。针对驻车制动器设计在桥总成上的，桥总成装配后需要对驻车制动器的有效性进行检测。

检测方法：通过制动器拉丝端输入一定拉力，启动电机，电机转矩（扭矩）不得低于规定值，如果低于规定值可以适当磨合后再检测，直到合格。

2.1.4 磨损报警指示器信号检测

根据GB 7258－2017第7.9.5规定，强制要求车辆安装制动器磨损报警指示器。桥总成装配后需要对指示器的有效性进行检测。

检测方法：使用万用表通断蜂鸣功能检测指示器通断。

2.2 气密性检测

桥总成气密性检测应在注油前进行，其目的是检测桥总成内腔与外界是否有泄漏现象，防止整车状态下桥总成出现漏油现象。检测过程分为四个阶段：充气、稳定、测量、排气，如图2所示。

图2 气密性检测的四个阶段

检测方法：通过泄漏检测仪连接桥壳通气塞处，通入50±5 kPa压缩气体充气，稳定20 s，测量20 s，最大压降≤10 Pa或者泄漏量≤150 ml/min，评定合格，测试界面如图3所示。

图3 气密性检测仪界面

2.3 电机安规检测

电机的使用安全关系到生命和财产安全。轻则汽车不能启动，重者车辆自燃、人员触电、车毁人亡，因此，电驱动桥装配完成后需要再次对电机进行安规检测确认。

2.3.1 电机的耐压性

商用车的驱动电机额定电压高达360～800 V　DC，驱动电机绕组及功率电子电路需要耐受高压电能的冲击，而电压的瞬间变化和浪涌等现象使得功率部件的耐压要求远高于直流母线的额定电压值[5]，因此，需要检测电机的耐压性。

2.3.2 电机的绝缘性

电机长期工作在高压环境下，电的安全性至关重要，为了防止高压回路绝缘失效，造成人员伤害，必须检测电机绕组对机壳、绕组相互间的绝缘电阻，以保障电机的安全运行。

2.3.3 电机的接地电阻

电机接地是人体触电防护的最后保障，确保即使漏电也不会对人体造成危害。电机接地必须可靠，接地电阻应符合标准要求。

根据GB 38032－2022、GB/T 18488.2－2015、GB/T 18384－2020及相关主机厂要求，确定了安规检测项目，包括：接地电阻、电机绕组绝缘性、电机绕组耐压性检测。检测方法：使用安规测量仪检测。

2.4 电驱动桥运转测试

总成运转测试是电驱动桥装配品质评价的关键点。该项测试是检测电机在空载条件下转速从零升至指定转速，综合判断电机总成、减速器总成、差速器总成、轮毂制动鼓总成等结构运转是否正常。

桥总成装配完成后进入综合运转测试间进行测试，先确认桥总成零件的完整性，按照规定的油品、油量加注齿轮油。根据QC/T 533－2020要求、车桥厂自身质量管控要求及主机厂相关要求，制定了运转测试的总体技术方案，测试项目包括：电机转矩检测，差速性能检测，噪声、振动与声振粗糙度（Noise, Vibration, Harshness, NVH）检测、减速器温升检测、驻车制动鼓温升检测。运转测试参数设置界面如图4所示。

图4 运转测试参数设置界面

2.4.1 电机转矩检测

电机转矩（扭矩）是评价电驱动桥质量的重要指标，转矩检测是判断电机、桥总成是否有运转异常的方法，如电机转矩较大，可能是由于传动系统相关零件加工和装配异常造成的，导致传动系统阻力大、噪音大、轴承高温，轴承异常磨损，影响电驱动桥的经济性和使用寿命。电机转矩的测试结果及判断由测试系统完成，如图5所示。

图5 测试结果界面

2.4.2 差速性能检测

差速器是将主减速器的动力传递到左右两个轮端，可以使左右车轮以不同的转速转动，以保证两个车轮均做纯滚动运动，汽车差速器总成质量的好坏直接影响到汽车的行驶性能和操控性能[10]。差速性能检测分为两个项目：两侧轮端同时转，计算两端轮速的差速率；制动一侧轮端以验证差速器是否正常工作。差速测试界面如图6所示。

图6 差速性能检测界面

2.4.3 NVH检测

NVH是衡量电驱动桥装配质量的一个综合性指标。噪音过大或者异响问题将降低整车的乘车舒适性[11]。NVH检测是通过噪声测试仪、振动传感器客观地评价电驱动桥在运转时的噪音和振动水平。

1）噪声测试：噪声测试是在一定转速下（等效车速50 km/h）通过噪声测试仪检测距离减速器总成30 mm处的噪音值，噪音值一般不超过83 dB。

图7 振动测试分析界面

2）振动测试：减总齿轮副是影响驱动桥NVH性能的关键零部件[12]，因此，一般检测减速器处的振动信号。振动检测采用异响振动检测系统检测，该系统通过采集振动信号分析判定电驱动桥振动和异响情况；同时利用专业的异响分析算法，可以快速定位到振动源及故障零件，不受周围噪声干扰，检测结果准确可靠。振动测试分析界面如图7所示。

如图8所示，将不合格品、合格品、自学习的容限带上限的阶次振动信号谱线叠加，可明显看出存在异响的产品，在啮合阶次（2倍频7阶，3倍频14阶）边出现连续间隔为1的尖峰，该频谱特征称之为边频，边频是齿轮缺陷的典型特征，且尖峰的间隔为缺陷齿轮所在轴的旋转阶次。因1阶为输入轴的旋转阶次，故图中的边频反映的是输入轴上齿轮存在缺陷，又因该特征只在正拖时出现，故判断故障部位为减总主动齿正拖面。

图8 阶次振动信号分析界面

2.4.4 减速器温升检测

减速器温升可以综合反映出运动相关的零部件加工精度、装配精度及运动精度等质量状况，通过测温仪实时监控减速器轴承处温度或者检测油温判断电驱动桥装配品质。根据大量试验及市场验证确定了温升评定标准：等效车速50 km/h，30 s内温升≤5 ℃。

2.4.5 驻车制动鼓温升检测

带驻车制动器的桥总成，需要通过测温仪检测桥总成运转前后的驻车制动鼓温升，判断驻车制动鼓与驻车制动器是否有干涉和拖磨现象，该项目作为重点检测项目，因为拖磨会导致驻车制动鼓高温甚至引起汽车自燃。根据大量试验及市场验证确定了温升评定标准：等效车速50 km/h，30 s内温升≤5 ℃。

3 总结

1）从电驱动桥的相关标准体系分析可以看出，商用车电驱动桥的检测技术和方法还没有统一的标准和规范。随着电驱动桥的不断发展，有必要加强对检测方法和技术要求进行标准化制定。

2）文中参考国标、行标、团标、企标介绍了商用车电驱动桥下线检测项目、技术要求和测试方法，为电驱动桥的检测系统开发、质量评定、故障诊断提供参考。

3）未来电驱动桥下线检测技术倾向于集成化、数字化、智能化。可以考虑将安规检测、ABS信号检测、驻车制动力检测、运转测试等检测项目集成在一个综合测试台进行，实现数字化、智能化检测。

审核编辑：汤梓红