電動摩托車及電動輕便摩托車用電機最大連續輸出功率測試方法

鐘偉 張立鵬 吳廣順

（1-中國質量認證中心廣州分中心廣東廣州5106202-天津摩托車質量監督檢驗所）

電動摩托車及電動輕便摩托車用電機最大連續輸出功率測試方法

鐘偉1張立鵬2吳廣順2

（1-中國質量認證中心廣州分中心廣東廣州5106202-天津摩托車質量監督檢驗所）

介紹了電動摩托車的電動機功率的概念，針對國內外不同標準分析了電動機功率的測試方法，給出了國內電動摩托車及電動輕便摩托車用電機最大連續輸出功率測試方法。

電動摩托車凈功率最大連續輸出功率

引言

在全社會注重節能減排，保護環境的背景下，新能源車自然而然地被視為未來保持可持續發展的支撐點。電動摩托車由于其節能環保，結構簡單，使用維修方便等優勢，在我國取得了飛速的發展，我國目前已成為全球最大的電動摩托車生產和消費國。電動摩托車采用電動機驅動，蓄電池為動力源。車輛行駛時由蓄電池輸出電能，通過控制器驅動電動機運轉，將電能轉化為機械能。電動機是電動摩托車完成啟動、加速、行走等功能的關鍵部件。電動機、控制器和蓄電池是電動摩托車的3大核心部件。而且電動機功率是電動摩托車和電動輕便摩托車的主要性能指標之一，也是進行車輛類型劃分的主要依據之一[1]。

1 電動機功率在不同標準法規內的描述

電動機功率表征著電機輸出機械能的能力，是電動摩托車的主要性能參數之一，也是區分電動摩托車和電動輕便摩托車的主要參數之一。

GB 7258-2012《機動車安全運行技術條件》中，第3.5.1條描述：普通摩托車無論采用何種驅動方式，其最大設計車速大于50 km/h，或如使用內燃機，其排量大于50 mL，或如使用電驅動，其電動機最大輸出功率總和大于4 kW的摩托車，包括兩輪普通摩托車、邊三輪摩托車和正三輪摩托車[2]。

而在CNCA—02C—024：2008《機動車輛類強制性認證實施規則》（摩托車產品）中摩托車的表述有所不同。其摩托車定義為：無論采用何種驅動方式，其最高設計車速大于50 km/h，或若使用內燃機，其排量大于50 mL的兩輪機動車輛和若使用電動機，最大連續額定功率大于4 kW的兩輪電驅動車輛（電動摩托車）或整車整備質量不超過400 kg的三輪機動車輛。

在QC/T 792-2007《電動摩托車和電動輕便摩托車用電機及控制器技術條件》中，對額定功率進行了定義：在額定電壓、額定轉矩工況下電機的輸出功率。

在GB/T 19596-2004《電動汽車術語》中，對峰值功率進行了定義：在規定的持續時間內，電機允許的最大輸出功率。

在這四個標準中，分別出現了電動機最大輸出功率總和、最大連續額定功率、額定功率及峰值功率的定義，實際上最大輸出功率、最大連續額定功率和峰值功率的含義基本上是一致的，但有別于額定功率。

2 兩種功率定義的解釋

2.1 最大連續額定功率（maximum continuous rated power）

在EU 2013/168歐盟摩托車新的框架法規中，最大連續額定功率定義為電動機輸出軸輸出的30 min最大功率。在UNECE No.85法規中，30 min最大功率描述為電機驅動系統在30 min的周期內輸出功率的平均值[3]。

在電動摩托車動力設計過程中，電機驅動系統輸出動力特性應滿足設計指標需求：加速、爬坡、最高車速行駛。電機驅動系統區別于傳統內燃機具有一定的過載能力，一般采用峰值工作特性進行描述，它表征了電動摩托車行駛的后備功率，與電動摩托車的加速性能和爬坡性能密切相關[4]。

2.2 額定功率

電機驅動系統的額定功率是指電機在溫升允許范圍內達到熱平衡并能夠長時間連續穩定輸出的功率值。額定功率是電機設計參數，額定功率值決定了電機的尺寸、重量和成本。在整車設計過程中，額定功率與連續行駛的最高車速有一定關系，即可以連續長時間騎行的最大功率。

電機額定功率值遠遠低于最大連續額定功率值。受電機自身特性的限制，峰值轉矩和額定轉矩的比值即轉矩過載系數一般在2~4之間。一般情況下滿足加速性能要求的電機連續輸出功率的一半均大于電機額定功率的下限值。

3 電動驅動系統最大連續額定功率測量方法

電動摩托車的電機功率是對電動摩托車和電動輕便摩托車進行車輛類型劃分的主要依據之一。因此，明確“最大輸出功率”和“最大連續額定功率”的定義和檢驗方法是非常重要的。但目前國內還沒有明確的檢驗方法標準。在此我們引入了國內外標準法規的測試方法。

目前，歐盟發布的EU 2013/168《關于兩輪或三輪車輛和四輪車輛核準和市場監管》中規定：電動摩托車電動機最大連續額定功率按照UNECE No.85法規所規定的30 min最大功率測試方法執行。

3.1 基本試驗條件

如果功率測量時驅動系必須與變速箱或減速機相連接，一定要考慮傳動效率。在試驗期間，電機驅動系統的附屬零部件（表1所列）應該按照在車輛上的實際位置安裝。

表1 電機驅動系統的附屬零部件

3.2 凈功率測量方法

試驗應該按照制造商推薦的方法進行，進行凈功率試驗時，應使加速控制裝置設定在最大位置。測試用直流電源在測試過程中的最大電壓降應小于5%（測試周期初的10 s內除外）。測試電壓應由制造商提供。

電機和其整套系統應在25℃±5℃的環境下靜置2小時以上；靜置完成后，電機應在80%最大功率及制造商建議的轉速下進行3 min的預熱。

凈功率的測試試驗應在使用完備控制器的條件下進行一個循環測試。試驗應測取足夠多的測試點，以便在電機轉速從零至制造商提供的最大轉速點之間定義正確的功率曲線。整個試驗應在5 min內完成。

3.3 最大30 min功率測試方法

電機和其整套系統應在25℃±5℃的環境下靜置最少4 h。

電機驅動裝置應在制造商提供的30 min最大功率下運轉。同時轉速也應由制造商提供，但是運轉的轉速應處于使電機驅動裝置輸出的凈功率大于90%最大功率。

試驗過程中，應對電機驅動裝置的轉速和功率進行記錄。功率的變化不能超過試驗開始功率的± 5%。最大30 min功率應該是30 min內測量功率的平均值。

4 結論

1）GB 7258-2012《機動車安全運行技術條件》中所用的電動機最大輸出功率和CNCA—02C—024：2008《機動車輛類強制性認證實施規則》（摩托車產品）所使用的最大連續額定功率的含義是基本一致的，可以等同使用EU 2013/168歐盟摩托車新的框架法規中的有關定義；

2）最大連續額定功率的測試方法可以使用UNECE R85《用于驅動M類和N類汽車的內燃機凈功率或電力驅動機構30 min最大功率測量認證的統一規定》中規定的方法進行；

3）對于車用電機，由于其使用范圍較寬，一般不宜用額定功率進行描述，而以使用最大連續額定功率的概念進行評價為優。

1徐萍萍，宋建國，沈光地.電動汽車電機驅動系統特性研究[J].微電機，2007，40（11）：43~45，50

2中國國家標準化管理委員會.GB7258—2012機動車運行安全技術條件[S].北京：中國標準出版社，2012

3UNECE No.85關于批準由內燃機或電機驅動的M類和N類車輛，最大凈功率和電力驅動裝置的30 min最大功率的測試方法的統一規定[EB/OL].http://www.cmvic. com/gb/m_aboutus/content.asp?id=160&pid=107，2012-05-25

4何洪文，余曉江，孫逢春，等.電動汽車電機驅動系統動力特性分析[J].中國電機工程學報，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）

鐘偉（1976-），男，工程師，主要研究方向為機動車電氣電子設備測試。