电动摩托车驱动系统特性研究

付俊俊

（中检西部检测有限公司）

1 研究电动摩托车速度响应特性的意义

电动摩托车速度响应特性是指车辆行驶过程中驾驶员调节调速单元，使车辆速度随之变化的能力，即驾驶员根据行驶的路况调节电动摩托车调速单元的开度，期望车速跟随调速单元开度的变化按一定比例变化。燃油摩托车因内燃机本身的特性，在加速过程中车速变化与调速单元开度基本呈线性比例关系，其速度响应特性使车辆具有良好的操控性。而电动摩托车与燃油摩托车的速度响应特性存在明显的差异，电动摩托车在加速过程中，当调速单元开度等比例增大时，车速并非等比例上升。

虽然目前大部分电动摩托车的驱动电机功率普遍小于燃油摩托车的发动机功率，加速性能存在较大差距，但速度响应特性是反应车辆控制系统对车速精准控制的能力，本质上与加速性能无关。本文通过研究如何量化表达速度响应特性，进一步研究电动摩托车和燃油摩托车的差异，对提升电动摩托车的操控性和安全性具有一定意义。

2 研究思路和方法

a）选取一款具有代表性的踏板式两轮摩托车和两款典型的电动两轮摩托车作为测试样车。

b）使用底盘测功机模拟道路行驶阻力，用自动驾驶仪实现对测试样车调速单元开度的控制。

c）在底盘测功机控制系统软件的基础上，匹配专用的数据采集系统和软件，实现车速、时间、调速单元开度等数据的采集和分析。

d）对采集的车速、时间、调速单元开度等数据采用最小二乘法拟合曲线等方法进行比对分析。

3 主要测试设备介绍

主要测试设备如表1 所示。

4 测试过程

4.1 测试样车

样车信息如表2 所示。

4.2 测试方案

表1 主要测试设备

表2 样车信息

a）按照《GB 14622—2016 摩托车排气污染物排放及测量方法（中国第四阶段）》标准设定底盘测功机阻力。

b）加速过程速度响应特性测试：调速单元开度间隔10s 增大10%，为一个测点。

c）调速单元至最大开度时，测试结束。

d）记录测试过程中每个测点的调速单元开度和车速。

4.3 测试结果统计

测试结果如表3 所示。

表3 测试结果

5 数据分析

基于以上数据，利用EXCEL 软件生成调速单元开度与车速的对应关系曲线，如图1～3 所示。

5.1 三辆测试样车速度响应特性曲线

XX125T-12 速度响应特性曲线、XX1500DT-6 速度响应特性曲线和XX1500DT-3 速度响应特性曲线如图1～3所示。

5.2 对比分析

图1 样车1（燃油踏板式两轮摩托车）

图2 样车2（中置式皮带传动电动两轮摩托车）

图3 样车3（一体轮毂式电动两轮摩托车）

通过对比以上3 个样车速度响应特性曲线，可得出以下结论：

a）在车辆起步阶段，样车1 在调速单元开度为40%时开始起动，而样车2 和样车3 均在调速单元开度为30%时起动，调速单元空行程相差10%。

b）在车辆加速阶段，样车1 的车速基本随调速单元开度的增大等比例上升，车速曲线平滑，笔者认为此为理想的速度响应特性。样车2 和样车3 在初始加速阶段（调速单元开度为30%～50%），车速等比例上升。但在加速中期阶段（调速单元开度为50%～90%），车速上升比例明显下降。

c）在车辆加速最终阶段（调速单元开度为90%～100%），样车1 车速上升比例下降，此时车辆已即将达到最高车速。样车2 和样车3 的车速上升比例较加速中期阶段有明显回升。

d）样车2 和样车3 加速全过程呈现出明显的三段式曲线。

6 结论及建议

a）燃油摩托车与电动摩托车调速单元空行程存在明显差异。笔者认为，调速单元空行程太小，容易导致驾驶人员无意识的操作车辆起动，且电动摩托车起步转矩大、起步加速快，安全性不高。所以笔者建议电动摩托车行业统一标准，适当增大调速单元空行程。

b）基于本文样车2 和样车3 的速度响应特性曲线，建议通过抑制电动摩托车起步转矩，降低起步初期加速性能，使其初始加速性能与中期加速性能接近。

c）理想的速度响应特性是车速随调速单元开度等比例变化，驾驶人员可对车辆车速精准控制，有助于提升车辆的安全性和驾乘舒适性。