电动摩托车及电动轻便摩托车用电机最大连续输出功率测试方法

钟伟 张立鹏 吴广顺

（1-中国质量认证中心广州分中心广东广州5106202-天津摩托车质量监督检验所）

电动摩托车及电动轻便摩托车用电机最大连续输出功率测试方法

钟伟1张立鹏2吴广顺2

（1-中国质量认证中心广州分中心广东广州5106202-天津摩托车质量监督检验所）

介绍了电动摩托车的电动机功率的概念，针对国内外不同标准分析了电动机功率的测试方法，给出了国内电动摩托车及电动轻便摩托车用电机最大连续输出功率测试方法。

电动摩托车净功率最大连续输出功率

引言

在全社会注重节能减排，保护环境的背景下，新能源车自然而然地被视为未来保持可持续发展的支撑点。电动摩托车由于其节能环保，结构简单，使用维修方便等优势，在我国取得了飞速的发展，我国目前已成为全球最大的电动摩托车生产和消费国。电动摩托车采用电动机驱动，蓄电池为动力源。车辆行驶时由蓄电池输出电能，通过控制器驱动电动机运转，将电能转化为机械能。电动机是电动摩托车完成启动、加速、行走等功能的关键部件。电动机、控制器和蓄电池是电动摩托车的3大核心部件。而且电动机功率是电动摩托车和电动轻便摩托车的主要性能指标之一，也是进行车辆类型划分的主要依据之一[1]。

1 电动机功率在不同标准法规内的描述

电动机功率表征着电机输出机械能的能力，是电动摩托车的主要性能参数之一，也是区分电动摩托车和电动轻便摩托车的主要参数之一。

GB 7258-2012《机动车安全运行技术条件》中，第3.5.1条描述：普通摩托车无论采用何种驱动方式，其最大设计车速大于50 km/h，或如使用内燃机，其排量大于50 mL，或如使用电驱动，其电动机最大输出功率总和大于4 kW的摩托车，包括两轮普通摩托车、边三轮摩托车和正三轮摩托车[2]。

而在CNCA—02C—024：2008《机动车辆类强制性认证实施规则》（摩托车产品）中摩托车的表述有所不同。其摩托车定义为：无论采用何种驱动方式，其最高设计车速大于50 km/h，或若使用内燃机，其排量大于50 mL的两轮机动车辆和若使用电动机，最大连续额定功率大于4 kW的两轮电驱动车辆（电动摩托车）或整车整备质量不超过400 kg的三轮机动车辆。

在QC/T 792-2007《电动摩托车和电动轻便摩托车用电机及控制器技术条件》中，对额定功率进行了定义：在额定电压、额定转矩工况下电机的输出功率。

在GB/T 19596-2004《电动汽车术语》中，对峰值功率进行了定义：在规定的持续时间内，电机允许的最大输出功率。

在这四个标准中，分别出现了电动机最大输出功率总和、最大连续额定功率、额定功率及峰值功率的定义，实际上最大输出功率、最大连续额定功率和峰值功率的含义基本上是一致的，但有别于额定功率。

2 两种功率定义的解释

2.1 最大连续额定功率（maximum continuous rated power）

在EU 2013/168欧盟摩托车新的框架法规中，最大连续额定功率定义为电动机输出轴输出的30 min最大功率。在UNECE No.85法规中，30 min最大功率描述为电机驱动系统在30 min的周期内输出功率的平均值[3]。

在电动摩托车动力设计过程中，电机驱动系统输出动力特性应满足设计指标需求：加速、爬坡、最高车速行驶。电机驱动系统区别于传统内燃机具有一定的过载能力，一般采用峰值工作特性进行描述，它表征了电动摩托车行驶的后备功率，与电动摩托车的加速性能和爬坡性能密切相关[4]。

2.2 额定功率

电机驱动系统的额定功率是指电机在温升允许范围内达到热平衡并能够长时间连续稳定输出的功率值。额定功率是电机设计参数，额定功率值决定了电机的尺寸、重量和成本。在整车设计过程中，额定功率与连续行驶的最高车速有一定关系，即可以连续长时间骑行的最大功率。

电机额定功率值远远低于最大连续额定功率值。受电机自身特性的限制，峰值转矩和额定转矩的比值即转矩过载系数一般在2~4之间。一般情况下满足加速性能要求的电机连续输出功率的一半均大于电机额定功率的下限值。

3 电动驱动系统最大连续额定功率测量方法

电动摩托车的电机功率是对电动摩托车和电动轻便摩托车进行车辆类型划分的主要依据之一。因此，明确“最大输出功率”和“最大连续额定功率”的定义和检验方法是非常重要的。但目前国内还没有明确的检验方法标准。在此我们引入了国内外标准法规的测试方法。

目前，欧盟发布的EU 2013/168《关于两轮或三轮车辆和四轮车辆核准和市场监管》中规定：电动摩托车电动机最大连续额定功率按照UNECE No.85法规所规定的30 min最大功率测试方法执行。

3.1 基本试验条件

如果功率测量时驱动系必须与变速箱或减速机相连接，一定要考虑传动效率。在试验期间，电机驱动系统的附属零部件（表1所列）应该按照在车辆上的实际位置安装。

表1 电机驱动系统的附属零部件

3.2 净功率测量方法

试验应该按照制造商推荐的方法进行，进行净功率试验时，应使加速控制装置设定在最大位置。测试用直流电源在测试过程中的最大电压降应小于5%（测试周期初的10 s内除外）。测试电压应由制造商提供。

电机和其整套系统应在25℃±5℃的环境下静置2小时以上；静置完成后，电机应在80%最大功率及制造商建议的转速下进行3 min的预热。

净功率的测试试验应在使用完备控制器的条件下进行一个循环测试。试验应测取足够多的测试点，以便在电机转速从零至制造商提供的最大转速点之间定义正确的功率曲线。整个试验应在5 min内完成。

3.3 最大30 min功率测试方法

电机和其整套系统应在25℃±5℃的环境下静置最少4 h。

电机驱动装置应在制造商提供的30 min最大功率下运转。同时转速也应由制造商提供，但是运转的转速应处于使电机驱动装置输出的净功率大于90%最大功率。

试验过程中，应对电机驱动装置的转速和功率进行记录。功率的变化不能超过试验开始功率的± 5%。最大30 min功率应该是30 min内测量功率的平均值。

4 结论

1）GB 7258-2012《机动车安全运行技术条件》中所用的电动机最大输出功率和CNCA—02C—024：2008《机动车辆类强制性认证实施规则》（摩托车产品）所使用的最大连续额定功率的含义是基本一致的，可以等同使用EU 2013/168欧盟摩托车新的框架法规中的有关定义；

2）最大连续额定功率的测试方法可以使用UNECE R85《用于驱动M类和N类汽车的内燃机净功率或电力驱动机构30 min最大功率测量认证的统一规定》中规定的方法进行；

3）对于车用电机，由于其使用范围较宽，一般不宜用额定功率进行描述，而以使用最大连续额定功率的概念进行评价为优。

1徐萍萍，宋建国，沈光地.电动汽车电机驱动系统特性研究[J].微电机，2007，40（11）：43~45，50

2中国国家标准化管理委员会.GB7258—2012机动车运行安全技术条件[S].北京：中国标准出版社，2012

3UNECE No.85关于批准由内燃机或电机驱动的M类和N类车辆，最大净功率和电力驱动装置的30 min最大功率的测试方法的统一规定[EB/OL].http://www.cmvic. com/gb/m_aboutus/content.asp?id=160&pid=107，2012-05-25

4何洪文，余晓江，孙逢春，等.电动汽车电机驱动系统动力特性分析[J].中国电机工程学报，2006，26（6）：136～140

Testing Methods of the Maximum Continuous Output Power of Electric Motors For Electric Motorcycles and Electric Mopeds

Zhong Wei1,Zhang Lipeng2,Wu Guangshun2
1-China Quality Certification,Canton Branch(Guangzhou,Guangzhou,510620,China) 2-Tianjin Motorcycle Quality Supervisory and Testing Institute）

The concept of electric motor power for electric motorcycles is introduced.Testing methods of electric motor power are analyzed under both domestic and foreign standards.Testing methods of the maximum continuous output power of electric motors for electric motorcycles and electric mopeds are put forward.

Electric motorcycle,Net power,Maximum continuous output power

U483

A

2095-8234（2014）06-0048-03

2014-11-12）

钟伟（1976-），男，工程师，主要研究方向为机动车电气电子设备测试。