電動(dòng)摩托車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)特性研究

付俊俊

（中檢西部檢測(cè)有限公司）

1 研究電動(dòng)摩托車速度響應(yīng)特性的意義

電動(dòng)摩托車速度響應(yīng)特性是指車輛行駛過(guò)程中駕駛員調(diào)節(jié)調(diào)速單元，使車輛速度隨之變化的能力，即駕駛員根據(jù)行駛的路況調(diào)節(jié)電動(dòng)摩托車調(diào)速單元的開(kāi)度，期望車速跟隨調(diào)速單元開(kāi)度的變化按一定比例變化。燃油摩托車因內(nèi)燃機(jī)本身的特性，在加速過(guò)程中車速變化與調(diào)速單元開(kāi)度基本呈線性比例關(guān)系，其速度響應(yīng)特性使車輛具有良好的操控性。而電動(dòng)摩托車與燃油摩托車的速度響應(yīng)特性存在明顯的差異，電動(dòng)摩托車在加速過(guò)程中，當(dāng)調(diào)速單元開(kāi)度等比例增大時(shí)，車速并非等比例上升。

雖然目前大部分電動(dòng)摩托車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率普遍小于燃油摩托車的發(fā)動(dòng)機(jī)功率，加速性能存在較大差距，但速度響應(yīng)特性是反應(yīng)車輛控制系統(tǒng)對(duì)車速精準(zhǔn)控制的能力，本質(zhì)上與加速性能無(wú)關(guān)。本文通過(guò)研究如何量化表達(dá)速度響應(yīng)特性，進(jìn)一步研究電動(dòng)摩托車和燃油摩托車的差異，對(duì)提升電動(dòng)摩托車的操控性和安全性具有一定意義。

2 研究思路和方法

a）選取一款具有代表性的踏板式兩輪摩托車和兩款典型的電動(dòng)兩輪摩托車作為測(cè)試樣車。

b）使用底盤測(cè)功機(jī)模擬道路行駛阻力，用自動(dòng)駕駛儀實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)試樣車調(diào)速單元開(kāi)度的控制。

c）在底盤測(cè)功機(jī)控制系統(tǒng)軟件的基礎(chǔ)上，匹配專用的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和軟件，實(shí)現(xiàn)車速、時(shí)間、調(diào)速單元開(kāi)度等數(shù)據(jù)的采集和分析。

d）對(duì)采集的車速、時(shí)間、調(diào)速單元開(kāi)度等數(shù)據(jù)采用最小二乘法擬合曲線等方法進(jìn)行比對(duì)分析。

3 主要測(cè)試設(shè)備介紹

主要測(cè)試設(shè)備如表1 所示。

4 測(cè)試過(guò)程

4.1 測(cè)試樣車

樣車信息如表2 所示。

4.2 測(cè)試方案

表1 主要測(cè)試設(shè)備

表2 樣車信息

a）按照《GB 14622—2016 摩托車排氣污染物排放及測(cè)量方法（中國(guó)第四階段）》標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定底盤測(cè)功機(jī)阻力。

b）加速過(guò)程速度響應(yīng)特性測(cè)試：調(diào)速單元開(kāi)度間隔10s 增大10%，為一個(gè)測(cè)點(diǎn)。

c）調(diào)速單元至最大開(kāi)度時(shí)，測(cè)試結(jié)束。

d）記錄測(cè)試過(guò)程中每個(gè)測(cè)點(diǎn)的調(diào)速單元開(kāi)度和車速。

4.3 測(cè)試結(jié)果統(tǒng)計(jì)

測(cè)試結(jié)果如表3 所示。

表3 測(cè)試結(jié)果

5 數(shù)據(jù)分析

基于以上數(shù)據(jù)，利用EXCEL 軟件生成調(diào)速單元開(kāi)度與車速的對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線，如圖1～3 所示。

5.1 三輛測(cè)試樣車速度響應(yīng)特性曲線

XX125T-12 速度響應(yīng)特性曲線、XX1500DT-6 速度響應(yīng)特性曲線和XX1500DT-3 速度響應(yīng)特性曲線如圖1～3所示。

5.2 對(duì)比分析

圖1 樣車1（燃油踏板式兩輪摩托車）

圖2 樣車2（中置式皮帶傳動(dòng)電動(dòng)兩輪摩托車）

圖3 樣車3（一體輪轂式電動(dòng)兩輪摩托車）

通過(guò)對(duì)比以上3 個(gè)樣車速度響應(yīng)特性曲線，可得出以下結(jié)論：

a）在車輛起步階段，樣車1 在調(diào)速單元開(kāi)度為40%時(shí)開(kāi)始起動(dòng)，而樣車2 和樣車3 均在調(diào)速單元開(kāi)度為30%時(shí)起動(dòng)，調(diào)速單元空行程相差10%。

b）在車輛加速階段，樣車1 的車速基本隨調(diào)速單元開(kāi)度的增大等比例上升，車速曲線平滑，筆者認(rèn)為此為理想的速度響應(yīng)特性。樣車2 和樣車3 在初始加速階段（調(diào)速單元開(kāi)度為30%～50%），車速等比例上升。但在加速中期階段（調(diào)速單元開(kāi)度為50%～90%），車速上升比例明顯下降。

c）在車輛加速最終階段（調(diào)速單元開(kāi)度為90%～100%），樣車1 車速上升比例下降，此時(shí)車輛已即將達(dá)到最高車速。樣車2 和樣車3 的車速上升比例較加速中期階段有明顯回升。

d）樣車2 和樣車3 加速全過(guò)程呈現(xiàn)出明顯的三段式曲線。

6 結(jié)論及建議

a）燃油摩托車與電動(dòng)摩托車調(diào)速單元空行程存在明顯差異。筆者認(rèn)為，調(diào)速單元空行程太小，容易導(dǎo)致駕駛?cè)藛T無(wú)意識(shí)的操作車輛起動(dòng)，且電動(dòng)摩托車起步轉(zhuǎn)矩大、起步加速快，安全性不高。所以筆者建議電動(dòng)摩托車行業(yè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，適當(dāng)增大調(diào)速單元空行程。

b）基于本文樣車2 和樣車3 的速度響應(yīng)特性曲線，建議通過(guò)抑制電動(dòng)摩托車起步轉(zhuǎn)矩，降低起步初期加速性能，使其初始加速性能與中期加速性能接近。

c）理想的速度響應(yīng)特性是車速隨調(diào)速單元開(kāi)度等比例變化，駕駛?cè)藛T可對(duì)車輛車速精準(zhǔn)控制，有助于提升車輛的安全性和駕乘舒適性。