文/童晓敏 沈剑平 缪文泉 李文军
电动摩托车和电动轻便摩托车最高车速试验方法研究
文/童晓敏 沈剑平 缪文泉 李文军
通过对电动摩托车相关标准中规定的最高车速试验方法与电动汽车标准中规定的最高车速试验方法相比较,并通过实际验证试验,对这两类车辆在电动机额定功率下的动力性能特征和差异进行了分析。笔者认为,建立10 min最高车速测试方法作为电摩动力性能指标测试方法更为科学。希望本研究的发现能够为相关标准制修订提供参考。
电动摩托车 动力性能 最高车速
电动摩托车和电动轻便摩托车(以下简称“电动摩托车”)最高车速指标是反映车辆动力性能的重要指标,因此,在GB/T 24156-2009《电动摩托车和电动轻便摩托车 动力性能 试验方法》标准中规定了最高车速的测试方法。笔者认为,按现有标准规定的测试方法测试出的最高车速,实际反映的是电动摩托车电机峰值功率时的最高车速,不能客观地反映电动摩托车在电机额定功率运行工况下能够持续行驶的实际最高车速。
由汽车原理可以知,发动机或车用电机的最大净功率的大小是决定车辆最高车速的关键要素,发动机的最大净功率是指发动全负荷下测得的最大输出功率。电机额定功率是指在额定条件下的输出功率;电机峰值功率是指在规定的连续时间内,电机充许的最大输出功率,持续时间一般为1~3 min。在峰值功率工况下,因电机散热能力不足,不能平衡热量,所以短时间内会将其温度超过电机材料和结构设计容许的安全限值,产生热失控。故企业设定的电机峰值功率一般持续在30 s~3 min的时间内。
本文对电动摩托车相关标准中规定的最高车速试验方法与电动汽车标准中规定的最高车速试验方法进行比较,并通过实际验证试验,对这两类车辆在电动机额定功率下的动力性能特征和差异进行分析。笔者认为,建立持续10 min最高车速测试方法作为电摩动力性能指标测试方法更为科学。希望本研究的发现能够为相关标准制修订提供参考。
目前,电动摩托车标准中涉及最高车速试验方法的标准有两项,分别是:GB/T 5359.2-2008《摩托车和轻便摩托车术语 第2部分:车辆性能》和GB/T 24156-2009。GB/T 5359.2-2008中规定了摩托车和轻便摩托车最高车速的定义(包含电动摩托车和电动轻便摩托车),即受试车辆以最短时间通过规定距离的速度。在GB/T 24156-2009中规定的测试方法为“在试验道路上设置测试区,测试区的长度为200 m,在此测试区的两端应有足够长的助行区域。试验时,车辆在助行区域完成加速行驶,当到达测试区前保持最高车速时,以最高车速通过测试区,测量通过测试区域的时间”(以下简称“200 m最高车速”)。
我国电动汽车标准涉及最高车速试验方法的也有两项,分别是GB/T 19596-2004《电动汽车术语》和GB/T 18385-2005《电动汽车动力性能试验方法》。国际标准ISO 8715 : 2001《电力道路车辆操作特性》和英国标准BS EN1821-1《电动道路车辆 道路运力测量纯电动车辆》也规定了用定时法来测量电动汽车的最高车速。
GB/T 19596-2004定义了2个最高车速指标,即,1 km最高车速和30 min最高车速。1 km最高车速为电动汽车能够往返行驶1 km以上距离的最高车速平均值,30 min最高车速为电动汽车行驶30 min以上的最高平均车速。
对此GB/T 18385-2005规定两种最高车速的测试方法为:
1 km最高车速测试方法:在直线跑道或环形跑道上将试验车辆加速,使汽车在驶入测试区之前能够达到最高稳定车速,并保持这个车速持续行驶1 km,记录持续行驶1 km的时间,随即再做一次反方向试验,并记录通过的时间,往返两次试验的平均值即为1 km最高车速。
30 min最高车速测试方法:车辆以30 min最高车速估计值±5%的车速行驶30 min,试验中车速如有变化,可以通过加速踏板来补偿,从而使车速符合30 min最高车速±5%的要求,最后记录并计算30 min的平均车速。
以上可以看出,电动摩托车200 m最高车速测试指标对应的是电动汽车1 km最高车速测试指标,反映的是电动摩托车电机峰值功率车速。但我国现行电动摩托车标准中还缺少有关电机额定功率工况下最高车速指标的定义和试验方法描述。
通过上文可以得知,GB/T 18385-2005使用“30 min最高车速”这一指标来描述电动汽车额定功率下的最高车速,那么电动摩托车是否也能直接使用这个指标和方法呢?以下我们对电动摩托车是否能够以最高车速行驶30 min进行验证试验。
试验在底盘测功机上进行。试验时电池状态应满足完全充电状态之90%~100%之间。按照GB/T 18385-2005中试验方法要求,车辆以30 min最高车速估计值±5%的车速行驶30 min,试验中车速如有变化,可以通过加速踏板来补偿,从而使车速符合30 min最高车速±5%的要求记录并计算30 min的平均车速。动力输出控制如有双模式或以上者,分别执行经济模式与最大动力模式(不含超车与爬坡等非正常使用模式)。试验终止模式为:由初始启动开始至残电警示报警为止。
表1 试验样车组成
测试车队由15辆锂电池电动轻便摩托车和电动摩托车组成(见表1)。验证试验连续进行3次,试验结果见图1。
图1 15辆电动摩托车试验结果
试验结果为:有1辆电动摩托车(或电动轻便摩托车)样车,在3次试验中,仅1次未超过10 min;有7辆电动摩托车(或电动轻便摩托车)样车,3次试验均未超过30 min,但大于10 min;有7辆车,电动摩托车(或电动轻便摩托车)3次试验均超过30 min。
由上述试验表明:电动摩托车和电动轻便摩托车续行能力各不相同,试验样车中46.7%能够以最高车速行驶30 min,53.3%不能够以最高车速行驶30 min;但100%样车能够以最高车速行驶10 min,电动摩托车和电动轻便摩托车不能简单地以电动汽车“30 min最高车速”的指标来描述电机额定功率下的最高车速。由于本次试验采用的测试方法是车辆以30 min最高车速估计值±5%的车速行驶30 min,但实际上,峰值功率不可能输出10 min,一般只有30 s~3 min左右,因此,在试验10 min的时间内,电机输出的应当是稳定的功率,相应的电机输出功率应当近似为额定功率。
综上所述,用“10 min最高车速”指标来描述电动摩托车电机额定功率工况下的最高车速更为科学。我国现行有效的电动摩托车和电动轻便摩托车最高车速试验方法标准为2009版GB/T 24156,此标准已到修订年限。建议作如下修订:
新增“10 min最高车速”定义。定义描述为电动摩托车或电动轻便摩托车行驶10 min的最高平均车速。
新增试验方法。使试验车辆以该车10 min最高车速估计值±5%的车速行驶10 min,试验中车速如有变化,可通过油门补偿,从而使车速符合10 min车速估计值±5%的要求;如果试验中车速达不到10 min最高车速估计值的95%,试验应重做,车速可以是上述10 min最高车速估计值或是制造厂重新估计10 min最高车速;测量车辆驶过的里程S1,单位为m,并按公式:V10= 3S1/500来计算平均10 min最高车速。
保留原来的200 m最高车速。与“30 min最高车速”一起描述电动摩托车和电动轻便摩托车的动力性。
(作者单位:上海机动车检测认证技术研究中心有限公司)
信息专递——
土地整治首部地方标准发布
9月7日,山东省质监局组织召开信息发布会,发布该省土地整治行业首部工程建设地方标准——《土地整治工程建设标准》。
该标准共分11章和5个附录,主要内容包括土地整治工程建设范围、目的及基本原则、基本术语、建设目标、建设条件、工程类型区和工程布局及土地平整工程、灌溉与排水工程、田间道路工程、农田防护与生态环境保持工程建设标准,全面涵盖山东省土地整治工程建设的各个方面。该标准的出台,将为山东省土地整治工程建设提供技术依据,合理确定建设工程类型及等级标准,提高项目决策的科学化水平,推动农业现代化和城乡统筹发展。
The article compares the test method of maximum speed between electric motorcycle standard and electric vehicle standard, and analyzes the dynamic performance characteristics of these two types of vehicle and their differences under rated power in actual tests. According to the author’s opinion, it is more scientific to use 10-minute maximum speed test method to measure the power performance of electric motorcycle. This research result is expected to be reference to relevant standard development.
Electric motorcycle; Dynamic performance; Maximum speed