胡在雙

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電動(dòng)摩托車?yán)m(xù)駛里程及殘電指示試驗(yàn)方法研究

胡在雙

（重慶車輛檢測(cè)研究院有限公司，重慶 401122）

續(xù)駛里程、能量消耗率是評(píng)價(jià)電動(dòng)摩托車經(jīng)濟(jì)性的重要指標(biāo),剩余電量指示裝置是提示駕駛員電池電量不足的重要方式。GB/T 24157-2017《電動(dòng)摩托車和電動(dòng)輕便摩托車?yán)m(xù)駛里程及殘電指示試驗(yàn)方法》是GB/T 24157-2009《電動(dòng)摩托車和電動(dòng)輕便摩托車能量消耗率和續(xù)駛里程試驗(yàn)方法》的替代標(biāo)準(zhǔn)。文章歸納了GB/T 24157-2017和GB/T 24157-2009主要差異，概述了GB/T 24157-2017主要內(nèi)容，介紹了標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施過程中遇到的問題。

電動(dòng)摩托車；續(xù)駛里程；能量消耗率；剩余電量指示

前言

國家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局、中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)于2018年9月17日發(fā)布GB/T 24158-2018《電動(dòng)摩托車和電動(dòng)輕便摩托車通用技術(shù)條件》[1]用于替代GB/T 24158-2009[2]，該標(biāo)準(zhǔn)將于2019年4月1日實(shí)施，其對(duì)電動(dòng)摩托車?yán)m(xù)駛里程和能量消耗率要求及試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)由GB/T 24157- 2009[3]替代為GB/T 24157-2017[4]；此外GB/T 24158-2018還增加電動(dòng)摩托車需增加蓄電池剩余電能指示裝置的要求，GB/T 24157-2017對(duì)剩余電能指示裝置相關(guān)參數(shù)做了定義，規(guī)定了該裝置需要符合的要求及試驗(yàn)方法。標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施過程中，由于標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容復(fù)雜且存在一些不完善和內(nèi)容模糊的地方，為加強(qiáng)企業(yè)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的正確理解和對(duì)模糊問題的共同探討，本文對(duì)GB/T 24157-2017和GB/T 24157-2009標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了對(duì)比分析，歸納了電動(dòng)摩托車能量消耗率、續(xù)駛里程、剩余電量指示試驗(yàn)方法，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施過程中遇到的問題和技術(shù)規(guī)范進(jìn)行了分析和探討。

1 標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容

GB/T 24157-2017標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電動(dòng)摩托車和電動(dòng)輕便摩托車?yán)m(xù)駛里程、能量消耗率、剩余電量指示的試驗(yàn)方法。適用于以儲(chǔ)能電池為唯一動(dòng)力源的電動(dòng)摩托車和電動(dòng)輕便摩托車，混合動(dòng)力摩托車純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式可參照?qǐng)?zhí)行。

1.1 GB/T 24157-2017與GB/T 24157-2009標(biāo)準(zhǔn)的主要差異

a）增加了“剩余電量指示”的相關(guān)定義和試驗(yàn)方法；

b）修改了試驗(yàn)終止條件，將“車速達(dá)不到最高車速70%并累計(jì)超過4S”修改為“車速達(dá)不到規(guī)定車速-2km/h并持續(xù)4S以上”；

c）修改了試驗(yàn)速度、時(shí)間公差，將“速度公差2km/h，時(shí)間公差±1s”修改為“速度公差1km/h，時(shí)間公差±0.5s”；

d）修改了試驗(yàn)結(jié)果的計(jì)算方法，取消了當(dāng)量續(xù)駛里程和當(dāng)量能量消耗率的折算，修改為分別記錄工況法和等速法試驗(yàn)結(jié)果；

e）修改了電動(dòng)輕便摩托車的循環(huán)工況，加速階段加速度由“速度控制全開”修改為“≥0.56m/s2”。

1.2 主要試驗(yàn)條件

車輛條件：應(yīng)裝備剩余電量指示裝置和剩余電量警示裝置，并符合GB 24155-2009[5]的規(guī)定；電池一年以內(nèi)生產(chǎn)，充放電不大于50次；試驗(yàn)前走合至少300km或滿足企業(yè)要求；照明、信號(hào)及輔助裝置應(yīng)關(guān)閉；輪胎氣壓滿足企業(yè)要求。

環(huán)境條件：室內(nèi)試驗(yàn)：溫度（25±5）℃；室外試驗(yàn)：溫度（25±10）℃，平均風(fēng)速≤3m/s 陣風(fēng)最大風(fēng)速≤5m/s，相對(duì)濕度≤95%。

1.3 主要儀器設(shè)備

GPS車輛性能綜合測(cè)試儀、高精度數(shù)字功率計(jì)、底盤測(cè)功機(jī)、風(fēng)速儀、數(shù)顯溫濕度計(jì)、空盒氣壓表、胎壓表。

1.4 試驗(yàn)流程及內(nèi)容

電動(dòng)摩托車?yán)m(xù)駛里程、能量消耗率、殘電指示參數(shù)試驗(yàn)流程如圖1所示，試驗(yàn)前應(yīng)先將摩托車磨合100km，按照GB/ T 24156-2009[6]進(jìn)行最高車速試驗(yàn)，然后進(jìn)行完全放電后再充電，充滿電后進(jìn)行工況法續(xù)駛里程試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)束后再次充電，充滿電后再進(jìn)行等速法續(xù)駛里程試驗(yàn)，等速法試驗(yàn)過程中同步進(jìn)行殘余電量指示試驗(yàn)，最后進(jìn)行試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算。

圖1 試驗(yàn)流程

1.4.1最高車速試驗(yàn)

進(jìn)行最高車速試驗(yàn)的目的是為了計(jì)算等速法續(xù)駛里程70%的規(guī)定車速，按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T 24156-2009中5.2條的方法進(jìn)行最高車速試驗(yàn)，試驗(yàn)前蓄電池充滿電，并以30km/h（最高車速達(dá)不到30km/h，則以最高車速進(jìn)行）的車速首先行駛6km后進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)應(yīng)選擇在道路或底盤測(cè)功機(jī)上進(jìn)行，不管哪種方法試驗(yàn)應(yīng)進(jìn)行三次，取三次結(jié)果的算術(shù)平均值，并保留到小數(shù)點(diǎn)后一位小數(shù)。

1.4.2動(dòng)力蓄電池完全放電

初次充電前，試驗(yàn)車輛的動(dòng)力蓄電池需經(jīng)完全放電。放電方法應(yīng)采用在道路上或底盤測(cè)功機(jī)上以最高車速的70%±5%車速穩(wěn)定行駛，直至發(fā)生下列情況之一：

a）電池達(dá)到截止電壓或管理系統(tǒng)切斷動(dòng)力；

b）車速達(dá)不到設(shè)計(jì)最高車速的65%。

1.4.3動(dòng)力蓄電池完全充電

動(dòng)力蓄電池應(yīng)按制造商提供的充電程序進(jìn)行完全充電，如果制造商未規(guī)定充電程序，則按 GB/T 18385-2005[7]中5.1的規(guī)定進(jìn)行即：在環(huán)境溫度為(20～30)℃下，使用車載充電器（如果已安裝）為蓄電池充電，或采用車輛制造廠推薦的外部充電器（應(yīng)記錄充電器的型號(hào)、規(guī)格）給蓄電池充電，以12h的充電時(shí)間作為充電結(jié)束的標(biāo)準(zhǔn)；如果標(biāo)準(zhǔn)儀器發(fā)出明顯的信號(hào)提示駕駛員蓄電池沒有充滿，在這種情況下，最長充電時(shí)間為：3×制造廠規(guī)定的蓄電池容量（kWh）/電網(wǎng)供電（kW）。

1.4.4工況法續(xù)駛里程試驗(yàn)

工況法續(xù)駛里程需在動(dòng)力蓄電池完全充電結(jié)束后4h內(nèi)進(jìn)行。試驗(yàn)只在底盤測(cè)功機(jī)上進(jìn)行，底盤測(cè)功機(jī)的道路阻力電動(dòng)輕便摩托車按GB 18176-2016[8]進(jìn)行設(shè)定，電動(dòng)摩托車按GB 14622-2016[9]進(jìn)行設(shè)定。試驗(yàn)循環(huán)按GB 24157-2017附錄C規(guī)定的循環(huán)進(jìn)行。試驗(yàn)過程應(yīng)保持連續(xù)，當(dāng)?shù)竭_(dá)試驗(yàn)終止條件時(shí)立即停車結(jié)束試驗(yàn)，除有其他規(guī)定外，試驗(yàn)期間斷電停車不超過3次，累計(jì)時(shí)間不超過15min。試驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)記錄續(xù)駛里程D工況，同時(shí)記錄所用的時(shí)間，以及試驗(yàn)期間車輛的最高車速，平均車速，停車次數(shù)和停車時(shí)間。

1.4.5動(dòng)力蓄電池再次充滿

工況法試驗(yàn)結(jié)束2h內(nèi)，動(dòng)力蓄電池應(yīng)按本文1.4.3再次充滿電，在電網(wǎng)和車載充電器之間連接能量測(cè)量裝置，測(cè)量電網(wǎng)消耗的能量E工況，記錄充電時(shí)間。

1.4.6等速法續(xù)駛里程及剩余電量指示試驗(yàn)

等速法續(xù)駛里程同樣需在動(dòng)力蓄電池完全充電結(jié)束后4h內(nèi)進(jìn)行。試驗(yàn)可以選擇在道路或底盤測(cè)功機(jī)上進(jìn)行，兩種試驗(yàn)結(jié)論有分歧時(shí)以道路試驗(yàn)為準(zhǔn)。在底盤測(cè)功機(jī)上進(jìn)行時(shí)道路阻力按本文1.4.4條進(jìn)行設(shè)定，按照最高車速的70%連續(xù)行駛，當(dāng)?shù)竭_(dá)試驗(yàn)終止條件時(shí)立即停車結(jié)束試驗(yàn)，除有其他規(guī)定外，試驗(yàn)期間斷電停車不超過3次，累計(jì)時(shí)間不超過15min。試驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)記錄續(xù)駛里程D等速，同時(shí)記錄所用的時(shí)間，以及試驗(yàn)期間平均車速，停車次數(shù)和停車時(shí)間。試驗(yàn)過程中同步進(jìn)行剩余電量指示試驗(yàn)，剩余電量指示每下降一個(gè)刻度或下降10%，記錄當(dāng)前已行駛的距離。當(dāng)車輛發(fā)出剩余電量警示時(shí)，記錄已行駛的距離D等速1。

1.4.7動(dòng)力蓄電池再次充滿

等速法試驗(yàn)結(jié)束2h內(nèi)，動(dòng)力蓄電池應(yīng)按本文1.4.3再次充滿電，測(cè)量電網(wǎng)消耗的能量E等速，記錄充電時(shí)間。

1.4.8試驗(yàn)終止條件

續(xù)駛里程試驗(yàn)過程中當(dāng)發(fā)生下列情況之一的，即需終止試驗(yàn)：

a）電池達(dá)到截止電壓或管理系統(tǒng)切斷動(dòng)力；

b）實(shí)時(shí)車速達(dá)不到規(guī)定車速-2km/h，且持續(xù)4s以上。

1.4.9能量消耗率及剩余電量指示參數(shù)的計(jì)算

a）能量消耗率C

C工況=E工況/D工況C等速=E等速/D等速（1）

b）剩余電量指示參數(shù)計(jì)算

剩余電量警示里程DW

DW=D等速-D等速1（2）

剩余電量警示裕度M

M=（DW- R）/ D等速×100% （3）

式中：R為制造商標(biāo)稱的剩余電量警示里程

2 標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施過程中遇到的問題探討

2.1 最高車速

最高車速用于計(jì)算等速法續(xù)駛里程70%規(guī)定車速，GB/T 24157-2017標(biāo)準(zhǔn)并沒有明確提出最高車速是由企業(yè)提供還是試驗(yàn)取得，只在5.6.2.3條規(guī)定最高車速系指額定功率條件下車輛能持續(xù)行駛的穩(wěn)定最高車速。標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施過程中，存在受檢企業(yè)虛標(biāo)最高車速或受檢企業(yè)只提供整車不提供蓄電池，需要自行購買企業(yè)規(guī)定的相應(yīng)規(guī)格型號(hào)以及容量的蓄電池自行安裝的情況，由于蓄電池生產(chǎn)廠家不同無法保證最高車速與企業(yè)標(biāo)稱值一致，鑒于以上情況為得到真實(shí)的最高車速參數(shù)，應(yīng)按照GB/T 24156-2009標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行最高車速試驗(yàn)。

2.2 電動(dòng)輕便摩托車工況法試驗(yàn)加速度

相對(duì)于老標(biāo)準(zhǔn)，新標(biāo)準(zhǔn)將電動(dòng)輕便摩托車的循環(huán)工況加速階段加速度由“速度控制全開”修改為“≥0.56m/s2”也就是說試驗(yàn)過程中只要加速度大于0.56m/s2都是允許的，標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施過程中，很多車輛能夠以大于0.56m/s2進(jìn)行加速，為了驗(yàn)證不同加速度對(duì)續(xù)駛里程及能量消耗率的影響，選取了一臺(tái)電動(dòng)輕便摩托車，分別以0.56 m/s2和其能達(dá)到的最大加速度0.8 m/s2進(jìn)行工況法續(xù)駛里程試驗(yàn)，該摩托車最高車速為30km/h，電池容量為32Ah，電池類型為鉛酸電池，電機(jī)功率1200W，試驗(yàn)過程中每個(gè)循環(huán)實(shí)際車速如下所示。

為保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，兩次試驗(yàn)電池都先完全放電后再充滿電且充電時(shí)間相同，充電結(jié)束后開始試驗(yàn)的時(shí)間相同，試驗(yàn)過程中環(huán)境溫度都控制在在（25±2）℃，試驗(yàn)結(jié)果為油門全開續(xù)駛里程為37.7km，從電網(wǎng)得到能量為2106.64 W·h，能量消耗率為55.9 W·h/km；按0.56 m/s2加速續(xù)駛里程為37.4km，電網(wǎng)得到能量為2141.13 W·h，能量消耗率為57.2 W·h/km，試驗(yàn)表明兩者并無明顯差別。

圖2 油門全開車速曲線

圖3 0.56m/s2加速度車速曲線

2.3 底盤測(cè)測(cè)功機(jī)的設(shè)定

GB/T 24157-2017標(biāo)準(zhǔn)5.4規(guī)定在底盤測(cè)功機(jī)上試驗(yàn)時(shí)，按照附錄C的規(guī)定設(shè)定底盤測(cè)功機(jī)當(dāng)量慣量及車輛道路模擬阻力，附錄C 底盤測(cè)功機(jī)的設(shè)定引用了GB/T 24156-2009附錄A。而GB/T 24157-2017標(biāo)準(zhǔn)5.6.1.1 和5.6.2.2規(guī)定電動(dòng)輕便摩托車按GB 18176-2016電動(dòng)摩托車按GB 14622-2016 的規(guī)定設(shè)置道路阻力，其基準(zhǔn)質(zhì)量對(duì)應(yīng)的等效慣性質(zhì)量與GB/T 24156-2009有差別，如下表所示。

表1 等效慣性質(zhì)量

如此差別會(huì)導(dǎo)致在設(shè)定阻力時(shí)存在模糊，比如整備質(zhì)量為128kg的摩托車其基準(zhǔn)質(zhì)量為203kg，按照GB/T 24156- 2009要求，則其等效慣性質(zhì)量為190kg，則其道路阻力系數(shù)為a:16.7、b：0.0229；按照GB 18176-2016或GB 14622-2016標(biāo)準(zhǔn)要求，則其等效慣性質(zhì)量為200kg，則其道路阻力系數(shù)為a:17.6、b：0.0230；等效慣量和阻力的不同，必然會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果。查閱標(biāo)準(zhǔn)GB/T 24156-2009實(shí)際上已經(jīng)被2018年9月17日發(fā)布的GB/T 24156-2018[10]替代，GB/T 24156-2018對(duì)底盤測(cè)功機(jī)設(shè)定的規(guī)定，明確要求需符合GB 18176-2016或GB 14622-2016標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 剩余電量警示里程

為計(jì)算剩余電量警示裕度M，需要知道試驗(yàn)計(jì)算得到的剩余電量警示里程DW以及制造商標(biāo)稱的剩余電量警示里程R。對(duì)于DW標(biāo)準(zhǔn)明確了計(jì)算方法為DW=D等速-D等速1。對(duì)于R的理解存在模糊的地方，對(duì)應(yīng)到DW的理解方式R應(yīng)為企業(yè)根據(jù)自身測(cè)試的D等速和D等速1差值報(bào)給檢測(cè)機(jī)構(gòu)的剩余電量警示里程。而標(biāo)準(zhǔn)3.8定義的“剩余電量警示里程”為剩余電量警示發(fā)出后，車輛仍能正常行駛的距離，且沒有解釋怎樣的車速行駛才算正常行駛；同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)4.1.1條對(duì)剩余電量指示裝置和警示裝置的要求需符合GB 24155-2009的規(guī)定，而GB 24155-2009標(biāo)準(zhǔn)4.3.2.3條對(duì)剩余電量警示裝置的規(guī)定為：剩余電量的最低值由電動(dòng)摩托車制造廠規(guī)定，并能夠使電動(dòng)摩托車通過其自身驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使其行駛至少3km；由此導(dǎo)致企業(yè)將R理解為：剩余電量警示發(fā)出后車輛能夠行駛到管理系統(tǒng)切斷動(dòng)力時(shí)所行駛的距離，企業(yè)報(bào)給檢測(cè)機(jī)構(gòu)的R值實(shí)際上不準(zhǔn)確，從而導(dǎo)致剩余電量警示裕度計(jì)算不準(zhǔn)確。

3 結(jié)束語

隨著GB/T 24158-2018今年實(shí)施，必然會(huì)促進(jìn)電動(dòng)摩托車生產(chǎn)企業(yè)按照GB/T 24157-2017對(duì)自身產(chǎn)品續(xù)駛里程、能量消耗率、剩余電量指示裝置的評(píng)測(cè)更規(guī)范、更統(tǒng)一、更標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)提高企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量、管理水平及科研能力有重要的推動(dòng)意義。同時(shí)由于引用標(biāo)準(zhǔn)的更替以及首次對(duì)剩余電量指示裝置進(jìn)行規(guī)范，標(biāo)準(zhǔn)難免存在不完善的地方。隨著國家對(duì)電動(dòng)摩托車越來越重視，檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)能力的加強(qiáng)，企業(yè)科研能力的提高，試驗(yàn)方法將進(jìn)一步規(guī)范和完善，標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)更加科學(xué)合理。

[1] GB/T 24158-2018,電動(dòng)摩托車和電動(dòng)輕便摩托車通用技術(shù)條件[S].

[2] GB/T 24158-2009,電動(dòng)摩托車和電動(dòng)輕便摩托車通用技術(shù)條件[S].

[3] GB/T 24157-2009,電動(dòng)摩托車和電動(dòng)輕便摩托車能量消耗率和續(xù)駛里程試驗(yàn)方法[S].

[4] GB/T 24157-2017,電動(dòng)摩托車和電動(dòng)輕便摩托車?yán)m(xù)駛里程及殘電指示試驗(yàn)方法[S].

[5] GB/T 24155-2009,電動(dòng)摩托車和電動(dòng)輕便摩托車安全要求[S].

[6] GB/T 24156-2009,電動(dòng)摩托車和電動(dòng)輕便摩托車動(dòng)力性能試驗(yàn)方法[S].

[7] GB/T 18385-2005,電動(dòng)汽車動(dòng)力性能試驗(yàn)方法[S].

[8] GB/T 18176-2016,輕便摩托車污染物排放限值及測(cè)量方法（中國第四階段）[S].

[9] GB/T 14622-2016,摩托車污染物排放限值及測(cè)量方法（中國第四階段）[S].

[10] GB/T 24156-2018,電動(dòng)摩托車和電動(dòng)輕便摩托車動(dòng)力性能試驗(yàn)方法[S].

Research on test methods of range and indication for the state of charge for electric motorcycles and electric mopeds

Hu Zaishuang

( Chongqing Vehicle Test＆Research Institute Co., Ltd., Chongqing 401122 )

Rang and energy consumption are very important economic indicators of electric motorcycles , Indication for the state of charge is a very important way to alert the driver of low battery.GB/T 24157-2017 Test methods of range and indication for the state of charge for electric motorcycles and electric mopeds is substitution standard of GB/T 24157-2009 Electric motorcycles and electric mopeds-Energy consumption and range-Test procedures. This article summarized the main differences between GB/T 24157-2017 and GB/T 24157-2009, summarized the main contents of GB/T 24157-2017, introduced the problems encountered in the implementation of standards.

Electric motorcycles; Rang; Energy consumption; Indication for the state of charge

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.10.005

U467

A

1671-7988(2019)10-14-04

U467

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1671-7988(2019)10-14-04

胡在雙，碩士研究生，工程師，就職于重慶車輛檢測(cè)研究院有限公司。研究方向：摩托車與小型內(nèi)燃機(jī)測(cè)試技術(shù)。