電動摩托車續駛里程及殘電指示試驗方法研究

胡在雙

?

電動摩托車續駛里程及殘電指示試驗方法研究

胡在雙

（重慶車輛檢測研究院有限公司，重慶 401122）

續駛里程、能量消耗率是評價電動摩托車經濟性的重要指標,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《電動摩托車和電動輕便摩托車續駛里程及殘電指示試驗方法》是GB/T 24157-2009《電動摩托車和電動輕便摩托車能量消耗率和續駛里程試驗方法》的替代標準。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主要內容，介紹了標準實施過程中遇到的問題。

電動摩托車；續駛里程；能量消耗率；剩余電量指示

前言

國家市場監督管理總局、中國國家標準化管理委員會于2018年9月17日發布GB/T 24158-2018《電動摩托車和電動輕便摩托車通用技術條件》[1]用于替代GB/T 24158-2009[2]，該標準將于2019年4月1日實施，其對電動摩托車續駛里程和能量消耗率要求及試驗方法標準已經由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對剩余電能指示裝置相關參數做了定義，規定了該裝置需要符合的要求及試驗方法。標準實施過程中，由于標準內容復雜且存在一些不完善和內容模糊的地方，為加強企業對標準的正確理解和對模糊問題的共同探討，本文對GB/T 24157-2017和GB/T 24157-2009標準進行了對比分析，歸納了電動摩托車能量消耗率、續駛里程、剩余電量指示試驗方法，對標準實施過程中遇到的問題和技術規范進行了分析和探討。

1 標準的主要內容

GB/T 24157-2017標準規定了電動摩托車和電動輕便摩托車續駛里程、能量消耗率、剩余電量指示的試驗方法。適用于以儲能電池為唯一動力源的電動摩托車和電動輕便摩托車，混合動力摩托車純電動驅動模式可參照執行。

1.1 GB/T 24157-2017與GB/T 24157-2009標準的主要差異

a）增加了“剩余電量指示”的相關定義和試驗方法；

b）修改了試驗終止條件，將“車速達不到最高車速70%并累計超過4S”修改為“車速達不到規定車速-2km/h并持續4S以上”；

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

d）修改了試驗結果的計算方法，取消了當量續駛里程和當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結果；

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

1.2 主要試驗條件

車輛條件：應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]的規定；電池一年以內生產，充放電不大于50次；試驗前走合至少300km或滿足企業要求；照明、信號及輔助裝置應關閉；輪胎氣壓滿足企業要求。

環境條件：室內試驗：溫度（25±5）℃；室外試驗：溫度（25±10）℃，平均風速≤3m/s 陣風最大風速≤5m/s，相對濕度≤95%。

1.3 主要儀器設備

GPS車輛性能綜合測試儀、高精度數字功率計、底盤測功機、風速儀、數顯溫濕度計、空盒氣壓表、胎壓表。

1.4 試驗流程及內容

電動摩托車續駛里程、能量消耗率、殘電指示參數試驗流程如圖1所示，試驗前應先將摩托車磨合100km，按照GB/ T 24156-2009[6]進行最高車速試驗，然后進行完全放電后再充電，充滿電后進行工況法續駛里程試驗，試驗結束后再次充電，充滿電后再進行等速法續駛里程試驗，等速法試驗過程中同步進行殘余電量指示試驗，最后進行試驗結果計算。

圖1 試驗流程

1.4.1最高車速試驗

進行最高車速試驗的目的是為了計算等速法續駛里程70%的規定車速，按照標準GB/T 24156-2009中5.2條的方法進行最高車速試驗，試驗前蓄電池充滿電，并以30km/h（最高車速達不到30km/h，則以最高車速進行）的車速首先行駛6km后進行試驗，試驗應選擇在道路或底盤測功機上進行，不管哪種方法試驗應進行三次，取三次結果的算術平均值，并保留到小數點后一位小數。

1.4.2動力蓄電池完全放電

初次充電前，試驗車輛的動力蓄電池需經完全放電。放電方法應采用在道路上或底盤測功機上以最高車速的70%±5%車速穩定行駛，直至發生下列情況之一：

a）電池達到截止電壓或管理系統切斷動力；

b）車速達不到設計最高車速的65%。

1.4.3動力蓄電池完全充電

動力蓄電池應按制造商提供的充電程序進行完全充電，如果制造商未規定充電程序，則按 GB/T 18385-2005[7]中5.1的規定進行即：在環境溫度為(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（應記錄充電器的型號、規格）給蓄電池充電，以12h的充電時間作為充電結束的標準；如果標準儀器發出明顯的信號提示駕駛員蓄電池沒有充滿，在這種情況下，最長充電時間為：3×制造廠規定的蓄電池容量（kWh）/電網供電（kW）。

1.4.4工況法續駛里程試驗

工況法續駛里程需在動力蓄電池完全充電結束后4h內進行。試驗只在底盤測功機上進行，底盤測功機的道路阻力電動輕便摩托車按GB 18176-2016[8]進行設定，電動摩托車按GB 14622-2016[9]進行設定。試驗循環按GB 24157-2017附錄C規定的循環進行。試驗過程應保持連續，當到達試驗終止條件時立即停車結束試驗，除有其他規定外，試驗期間斷電停車不超過3次，累計時間不超過15min。試驗結束后應記錄續駛里程D工況，同時記錄所用的時間，以及試驗期間車輛的最高車速，平均車速，停車次數和停車時間。

1.4.5動力蓄電池再次充滿

工況法試驗結束2h內，動力蓄電池應按本文1.4.3再次充滿電，在電網和車載充電器之間連接能量測量裝置，測量電網消耗的能量E工況，記錄充電時間。

1.4.6等速法續駛里程及剩余電量指示試驗

等速法續駛里程同樣需在動力蓄電池完全充電結束后4h內進行。試驗可以選擇在道路或底盤測功機上進行，兩種試驗結論有分歧時以道路試驗為準。在底盤測功機上進行時道路阻力按本文1.4.4條進行設定，按照最高車速的70%連續行駛，當到達試驗終止條件時立即停車結束試驗，除有其他規定外，試驗期間斷電停車不超過3次，累計時間不超過15min。試驗結束后應記錄續駛里程D等速，同時記錄所用的時間，以及試驗期間平均車速，停車次數和停車時間。試驗過程中同步進行剩余電量指示試驗，剩余電量指示每下降一個刻度或下降10%，記錄當前已行駛的距離。當車輛發出剩余電量警示時，記錄已行駛的距離D等速1。

1.4.7動力蓄電池再次充滿

等速法試驗結束2h內，動力蓄電池應按本文1.4.3再次充滿電，測量電網消耗的能量E等速，記錄充電時間。

1.4.8試驗終止條件

續駛里程試驗過程中當發生下列情況之一的，即需終止試驗：

a）電池達到截止電壓或管理系統切斷動力；

b）實時車速達不到規定車速-2km/h，且持續4s以上。

1.4.9能量消耗率及剩余電量指示參數的計算

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）剩余電量指示參數計算

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為制造商標稱的剩余電量警示里程

2 標準實施過程中遇到的問題探討

2.1 最高車速

最高車速用于計算等速法續駛里程70%規定車速，GB/T 24157-2017標準并沒有明確提出最高車速是由企業提供還是試驗取得，只在5.6.2.3條規定最高車速系指額定功率條件下車輛能持續行駛的穩定最高車速。標準實施過程中，存在受檢企業虛標最高車速或受檢企業只提供整車不提供蓄電池，需要自行購買企業規定的相應規格型號以及容量的蓄電池自行安裝的情況，由于蓄電池生產廠家不同無法保證最高車速與企業標稱值一致，鑒于以上情況為得到真實的最高車速參數，應按照GB/T 24156-2009標準要求進行最高車速試驗。

2.2 電動輕便摩托車工況法試驗加速度

相對于老標準，新標準將電動輕便摩托車的循環工況加速階段加速度由“速度控制全開”修改為“≥0.56m/s2”也就是說試驗過程中只要加速度大于0.56m/s2都是允許的，標準實施過程中，很多車輛能夠以大于0.56m/s2進行加速，為了驗證不同加速度對續駛里程及能量消耗率的影響，選取了一臺電動輕便摩托車，分別以0.56 m/s2和其能達到的最大加速度0.8 m/s2進行工況法續駛里程試驗，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，電機功率1200W，試驗過程中每個循環實際車速如下所示。

為保證試驗結果的準確性，兩次試驗電池都先完全放電后再充滿電且充電時間相同，充電結束后開始試驗的時間相同，試驗過程中環境溫度都控制在在（25±2）℃，試驗結果為油門全開續駛里程為37.7km，從電網得到能量為2106.64 W·h，能量消耗率為55.9 W·h/km；按0.56 m/s2加速續駛里程為37.4km，電網得到能量為2141.13 W·h，能量消耗率為57.2 W·h/km，試驗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 底盤測測功機的設定

GB/T 24157-2017標準5.4規定在底盤測功機上試驗時，按照附錄C的規定設定底盤測功機當量慣量及車輛道路模擬阻力，附錄C 底盤測功機的設定引用了GB/T 24156-2009附錄A。而GB/T 24157-2017標準5.6.1.1 和5.6.2.2規定電動輕便摩托車按GB 18176-2016電動摩托車按GB 14622-2016 的規定設置道路阻力，其基準質量對應的等效慣性質量與GB/T 24156-2009有差別，如下表所示。

表1 等效慣性質量

如此差別會導致在設定阻力時存在模糊，比如整備質量為128kg的摩托車其基準質量為203kg，按照GB/T 24156- 2009要求，則其等效慣性質量為190kg，則其道路阻力系數為a:16.7、b：0.0229；按照GB 18176-2016或GB 14622-2016標準要求，則其等效慣性質量為200kg，則其道路阻力系數為a:17.6、b：0.0230；等效慣量和阻力的不同，必然會影響試驗結果。查閱標準GB/T 24156-2009實際上已經被2018年9月17日發布的GB/T 24156-2018[10]替代，GB/T 24156-2018對底盤測功機設定的規定，明確要求需符合GB 18176-2016或GB 14622-2016標準。

2.4 剩余電量警示里程

為計算剩余電量警示裕度M，需要知道試驗計算得到的剩余電量警示里程DW以及制造商標稱的剩余電量警示里程R。對于DW標準明確了計算方法為DW=D等速-D等速1。對于R的理解存在模糊的地方，對應到DW的理解方式R應為企業根據自身測試的D等速和D等速1差值報給檢測機構的剩余電量警示里程。而標準3.8定義的“剩余電量警示里程”為剩余電量警示發出后，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；同時標準4.1.1條對剩余電量指示裝置和警示裝置的要求需符合GB 24155-2009的規定，而GB 24155-2009標準4.3.2.3條對剩余電量警示裝置的規定為：剩余電量的最低值由電動摩托車制造廠規定，并能夠使電動摩托車通過其自身驅動系統使其行駛至少3km；由此導致企業將R理解為：剩余電量警示發出后車輛能夠行駛到管理系統切斷動力時所行駛的距離，企業報給檢測機構的R值實際上不準確，從而導致剩余電量警示裕度計算不準確。

3 結束語

隨著GB/T 24158-2018今年實施，必然會促進電動摩托車生產企業按照GB/T 24157-2017對自身產品續駛里程、能量消耗率、剩余電量指示裝置的評測更規范、更統一、更標準，對提高企業產品質量、管理水平及科研能力有重要的推動意義。同時由于引用標準的更替以及首次對剩余電量指示裝置進行規范，標準難免存在不完善的地方。隨著國家對電動摩托車越來越重視，檢測機構檢測能力的加強，企業科研能力的提高，試驗方法將進一步規范和完善，標準也會更加科學合理。

[1] GB/T 24158-2018,電動摩托車和電動輕便摩托車通用技術條件[S].

[2] GB/T 24158-2009,電動摩托車和電動輕便摩托車通用技術條件[S].

[3] GB/T 24157-2009,電動摩托車和電動輕便摩托車能量消耗率和續駛里程試驗方法[S].

[4] GB/T 24157-2017,電動摩托車和電動輕便摩托車續駛里程及殘電指示試驗方法[S].

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

[6] GB/T 24156-2009,電動摩托車和電動輕便摩托車動力性能試驗方法[S].

[7] GB/T 18385-2005,電動汽車動力性能試驗方法[S].

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

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

[10] GB/T 24156-2018,電動摩托車和電動輕便摩托車動力性能試驗方法[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

A

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研究院有限公司。研究方向：摩托車與小型內燃機測試技術。