21世纪，电动汽车已成为汽车能源动力转型的必然选择。齿轮箱装置是电动汽车的关键传动部件，其工作性能的好坏将直接影响到整车的动力传递和运行品质。因此，一旦齿轮箱装置在运行中出现故障或者损坏，将严重影响电动汽车的安全运行，甚至对乘客造成生命危险。

本文在对电动汽车齿轮箱开展FMEA分析， 得到了系统的主要故障模式、故障原因和影响，并根据分析结果提出了一系列补偿与改进措施，以提高电动汽车齿轮箱的可靠性水平。

一、齿轮箱装置描述

齿轮箱装置采用两级同轴、水平布置的结构型式，通过法兰盘与电机连接固定，顶部设计辅助支撑杆，电机轴与输入齿轮轴通过花键连接，输出法兰与传动万向轴连接，起到减速增矩作用，是电动汽车传动系统的关键部件。

二、FMEA分析方法

1、明确分析对象

明确分析对象和收集尽可能多的与系统风险相关的（包括设计、运行等）信息是做好FMEA 的基础。

2、功能分析

采用边界图的方法辅助功能分析，边界图主要用于描述分析的边界范围和接口，说明各组件、零部件之间的关系。

3、故障模式和故障原因分析

针对每个分析单元，根据功能分析的结果，通过分析确定其故障模式，分析产生故障模式的故障原因。故障模式是故障的表现形式是零部件、子系统或系统可能发生的潜在故障而不能达到或交付项目/功能列中描述的期望的功能。

在进行故障模式和原因分析时，采用P图的方法辅助分析。P图用于确定和描述干扰因子和错误状态，典型的P图如图2所示。其中输入信号是指分析对象运行所需的基本条件，理想功能是指分析对象需要完成的功能，错误状态是指与预期功能的偏差或非预期的分析对象的输出，控制因子是设计过程中所有因素的集合，其目的是减少错误状态的发生，干扰因子是能够导致分析对象功能失效的非预期的因素，如接口关系和相互作用等。P图中的干扰因子共来源于5个方面：个体差异、随时间变化、用户使用、外部环境、系统接口，应用P图分析可以全方面的识别产品的故障原因，减少遗漏。

4、故障影响分析

故障影响指每一种故障模式对系统使用、功能所导致的后果。故障影响包括安全、环境、经济等多方面。

5、风险评价

产品的故障模式的风险顺序数（Risk Priority Number，RPN）由故障模式的严重度（Severity，S）、发生度（Occurrence，O）和探测度（Detection，D）的乘积计算得出，即：

RPN=S×O×D

RPN是对潜在故障模式风险等级的评价，它反映了对故障模式发生的可能性及其后果严重性的综合度量。RPN值越大，即该故障模式的危害性越大。

严重度（（S）：是潜在故障模式对顾客的影响后果的严重程度的评价指标。通常需要对每种故障模式的潜在影响进行评价并赋予分值（1～10分），分值愈高则影响愈严重；

发生度（O）：是指具体的故障起因/机理发生的频率，用1～10分来评估可能性的大小，分值愈高则出现的机会愈大。

探测度（D）：是指在零部件、子系统或系统投产之前，用现行设计控制方法来探测潜在失效原因/机理（设计薄弱部分）或可发展为后续的失效模式能力的评价指标。用1～10分来评估检测的可能性，分值愈高则愈难以被发现和被检出。

三、电动汽车齿轮箱装置FMEA分析