电动摩托车续驶里程及残电指示试验方法研究

胡在双



电动摩托车续驶里程及残电指示试验方法研究

胡在双

（重庆车辆检测研究院有限公司，重庆 401122）

续驶里程、能量消耗率是评价电动摩托车经济性的重要指标,剩余电量指示装置是提示驾驶员电池电量不足的重要方式。GB/T 24157-2017《电动摩托车和电动轻便摩托车续驶里程及残电指示试验方法》是GB/T 24157-2009《电动摩托车和电动轻便摩托车能量消耗率和续驶里程试验方法》的替代标准。文章归纳了GB/T 24157-2017和GB/T 24157-2009主要差异，概述了GB/T 24157-2017主要内容，介绍了标准实施过程中遇到的问题。

电动摩托车；续驶里程；能量消耗率；剩余电量指示

前言

国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会于2018年9月17日发布GB/T 24158-2018《电动摩托车和电动轻便摩托车通用技术条件》[1]用于替代GB/T 24158-2009[2]，该标准将于2019年4月1日实施，其对电动摩托车续驶里程和能量消耗率要求及试验方法标准已经由GB/T 24157- 2009[3]替代为GB/T 24157-2017[4]；此外GB/T 24158-2018还增加电动摩托车需增加蓄电池剩余电能指示装置的要求，GB/T 24157-2017对剩余电能指示装置相关参数做了定义，规定了该装置需要符合的要求及试验方法。标准实施过程中，由于标准内容复杂且存在一些不完善和内容模糊的地方，为加强企业对标准的正确理解和对模糊问题的共同探讨，本文对GB/T 24157-2017和GB/T 24157-2009标准进行了对比分析，归纳了电动摩托车能量消耗率、续驶里程、剩余电量指示试验方法，对标准实施过程中遇到的问题和技术规范进行了分析和探讨。

1 标准的主要内容

GB/T 24157-2017标准规定了电动摩托车和电动轻便摩托车续驶里程、能量消耗率、剩余电量指示的试验方法。适用于以储能电池为唯一动力源的电动摩托车和电动轻便摩托车，混合动力摩托车纯电动驱动模式可参照执行。

1.1 GB/T 24157-2017与GB/T 24157-2009标准的主要差异

a）增加了“剩余电量指示”的相关定义和试验方法；

b）修改了试验终止条件，将“车速达不到最高车速70%并累计超过4S”修改为“车速达不到规定车速-2km/h并持续4S以上”；

c）修改了试验速度、时间公差，将“速度公差2km/h，时间公差±1s”修改为“速度公差1km/h，时间公差±0.5s”；

d）修改了试验结果的计算方法，取消了当量续驶里程和当量能量消耗率的折算，修改为分别记录工况法和等速法试验结果；

e）修改了电动轻便摩托车的循环工况，加速阶段加速度由“速度控制全开”修改为“≥0.56m/s2”。

1.2 主要试验条件

车辆条件：应装备剩余电量指示装置和剩余电量警示装置，并符合GB 24155-2009[5]的规定；电池一年以内生产，充放电不大于50次；试验前走合至少300km或满足企业要求；照明、信号及辅助装置应关闭；轮胎气压满足企业要求。

环境条件：室内试验：温度（25±5）℃；室外试验：温度（25±10）℃，平均风速≤3m/s 阵风最大风速≤5m/s，相对湿度≤95%。

1.3 主要仪器设备

GPS车辆性能综合测试仪、高精度数字功率计、底盘测功机、风速仪、数显温湿度计、空盒气压表、胎压表。

1.4 试验流程及内容

电动摩托车续驶里程、能量消耗率、残电指示参数试验流程如图1所示，试验前应先将摩托车磨合100km，按照GB/ T 24156-2009[6]进行最高车速试验，然后进行完全放电后再充电，充满电后进行工况法续驶里程试验，试验结束后再次充电，充满电后再进行等速法续驶里程试验，等速法试验过程中同步进行残余电量指示试验，最后进行试验结果计算。

图1 试验流程

1.4.1最高车速试验

进行最高车速试验的目的是为了计算等速法续驶里程70%的规定车速，按照标准GB/T 24156-2009中5.2条的方法进行最高车速试验，试验前蓄电池充满电，并以30km/h（最高车速达不到30km/h，则以最高车速进行）的车速首先行驶6km后进行试验，试验应选择在道路或底盘测功机上进行，不管哪种方法试验应进行三次，取三次结果的算术平均值，并保留到小数点后一位小数。

1.4.2动力蓄电池完全放电

初次充电前，试验车辆的动力蓄电池需经完全放电。放电方法应采用在道路上或底盘测功机上以最高车速的70%±5%车速稳定行驶，直至发生下列情况之一：

a）电池达到截止电压或管理系统切断动力；

b）车速达不到设计最高车速的65%。

1.4.3动力蓄电池完全充电

动力蓄电池应按制造商提供的充电程序进行完全充电，如果制造商未规定充电程序，则按 GB/T 18385-2005[7]中5.1的规定进行即：在环境温度为(20～30)℃下，使用车载充电器（如果已安装）为蓄电池充电，或采用车辆制造厂推荐的外部充电器（应记录充电器的型号、规格）给蓄电池充电，以12h的充电时间作为充电结束的标准；如果标准仪器发出明显的信号提示驾驶员蓄电池没有充满，在这种情况下，最长充电时间为：3×制造厂规定的蓄电池容量（kWh）/电网供电（kW）。

1.4.4工况法续驶里程试验

工况法续驶里程需在动力蓄电池完全充电结束后4h内进行。试验只在底盘测功机上进行，底盘测功机的道路阻力电动轻便摩托车按GB 18176-2016[8]进行设定，电动摩托车按GB 14622-2016[9]进行设定。试验循环按GB 24157-2017附录C规定的循环进行。试验过程应保持连续，当到达试验终止条件时立即停车结束试验，除有其他规定外，试验期间断电停车不超过3次，累计时间不超过15min。试验结束后应记录续驶里程D工况，同时记录所用的时间，以及试验期间车辆的最高车速，平均车速，停车次数和停车时间。

1.4.5动力蓄电池再次充满

工况法试验结束2h内，动力蓄电池应按本文1.4.3再次充满电，在电网和车载充电器之间连接能量测量装置，测量电网消耗的能量E工况，记录充电时间。

1.4.6等速法续驶里程及剩余电量指示试验

等速法续驶里程同样需在动力蓄电池完全充电结束后4h内进行。试验可以选择在道路或底盘测功机上进行，两种试验结论有分歧时以道路试验为准。在底盘测功机上进行时道路阻力按本文1.4.4条进行设定，按照最高车速的70%连续行驶，当到达试验终止条件时立即停车结束试验，除有其他规定外，试验期间断电停车不超过3次，累计时间不超过15min。试验结束后应记录续驶里程D等速，同时记录所用的时间，以及试验期间平均车速，停车次数和停车时间。试验过程中同步进行剩余电量指示试验，剩余电量指示每下降一个刻度或下降10%，记录当前已行驶的距离。当车辆发出剩余电量警示时，记录已行驶的距离D等速1。

1.4.7动力蓄电池再次充满

等速法试验结束2h内，动力蓄电池应按本文1.4.3再次充满电，测量电网消耗的能量E等速，记录充电时间。

1.4.8试验终止条件

续驶里程试验过程中当发生下列情况之一的，即需终止试验：

a）电池达到截止电压或管理系统切断动力；

b）实时车速达不到规定车速-2km/h，且持续4s以上。

1.4.9能量消耗率及剩余电量指示参数的计算

a）能量消耗率C

C工况=E工况/D工况C等速=E等速/D等速（1）

b）剩余电量指示参数计算

剩余电量警示里程DW

DW=D等速-D等速1（2）

剩余电量警示裕度M

M=（DW- R）/ D等速×100% （3）

式中：R为制造商标称的剩余电量警示里程

2 标准实施过程中遇到的问题探讨

2.1 最高车速

最高车速用于计算等速法续驶里程70%规定车速，GB/T 24157-2017标准并没有明确提出最高车速是由企业提供还是试验取得，只在5.6.2.3条规定最高车速系指额定功率条件下车辆能持续行驶的稳定最高车速。标准实施过程中，存在受检企业虚标最高车速或受检企业只提供整车不提供蓄电池，需要自行购买企业规定的相应规格型号以及容量的蓄电池自行安装的情况，由于蓄电池生产厂家不同无法保证最高车速与企业标称值一致，鉴于以上情况为得到真实的最高车速参数，应按照GB/T 24156-2009标准要求进行最高车速试验。

2.2 电动轻便摩托车工况法试验加速度

相对于老标准，新标准将电动轻便摩托车的循环工况加速阶段加速度由“速度控制全开”修改为“≥0.56m/s2”也就是说试验过程中只要加速度大于0.56m/s2都是允许的，标准实施过程中，很多车辆能够以大于0.56m/s2进行加速，为了验证不同加速度对续驶里程及能量消耗率的影响，选取了一台电动轻便摩托车，分别以0.56 m/s2和其能达到的最大加速度0.8 m/s2进行工况法续驶里程试验，该摩托车最高车速为30km/h，电池容量为32Ah，电池类型为铅酸电池，电机功率1200W，试验过程中每个循环实际车速如下所示。

为保证试验结果的准确性，两次试验电池都先完全放电后再充满电且充电时间相同，充电结束后开始试验的时间相同，试验过程中环境温度都控制在在（25±2）℃，试验结果为油门全开续驶里程为37.7km，从电网得到能量为2106.64 W·h，能量消耗率为55.9 W·h/km；按0.56 m/s2加速续驶里程为37.4km，电网得到能量为2141.13 W·h，能量消耗率为57.2 W·h/km，试验表明两者并无明显差别。

图2 油门全开车速曲线

图3 0.56m/s2加速度车速曲线

2.3 底盘测测功机的设定

GB/T 24157-2017标准5.4规定在底盘测功机上试验时，按照附录C的规定设定底盘测功机当量惯量及车辆道路模拟阻力，附录C 底盘测功机的设定引用了GB/T 24156-2009附录A。而GB/T 24157-2017标准5.6.1.1 和5.6.2.2规定电动轻便摩托车按GB 18176-2016电动摩托车按GB 14622-2016 的规定设置道路阻力，其基准质量对应的等效惯性质量与GB/T 24156-2009有差别，如下表所示。

表1 等效惯性质量

如此差别会导致在设定阻力时存在模糊，比如整备质量为128kg的摩托车其基准质量为203kg，按照GB/T 24156- 2009要求，则其等效惯性质量为190kg，则其道路阻力系数为a:16.7、b：0.0229；按照GB 18176-2016或GB 14622-2016标准要求，则其等效惯性质量为200kg，则其道路阻力系数为a:17.6、b：0.0230；等效惯量和阻力的不同，必然会影响试验结果。查阅标准GB/T 24156-2009实际上已经被2018年9月17日发布的GB/T 24156-2018[10]替代，GB/T 24156-2018对底盘测功机设定的规定，明确要求需符合GB 18176-2016或GB 14622-2016标准。

2.4 剩余电量警示里程

为计算剩余电量警示裕度M，需要知道试验计算得到的剩余电量警示里程DW以及制造商标称的剩余电量警示里程R。对于DW标准明确了计算方法为DW=D等速-D等速1。对于R的理解存在模糊的地方，对应到DW的理解方式R应为企业根据自身测试的D等速和D等速1差值报给检测机构的剩余电量警示里程。而标准3.8定义的“剩余电量警示里程”为剩余电量警示发出后，车辆仍能正常行驶的距离，且没有解释怎样的车速行驶才算正常行驶；同时标准4.1.1条对剩余电量指示装置和警示装置的要求需符合GB 24155-2009的规定，而GB 24155-2009标准4.3.2.3条对剩余电量警示装置的规定为：剩余电量的最低值由电动摩托车制造厂规定，并能够使电动摩托车通过其自身驱动系统使其行驶至少3km；由此导致企业将R理解为：剩余电量警示发出后车辆能够行驶到管理系统切断动力时所行驶的距离，企业报给检测机构的R值实际上不准确，从而导致剩余电量警示裕度计算不准确。

3 结束语

随着GB/T 24158-2018今年实施，必然会促进电动摩托车生产企业按照GB/T 24157-2017对自身产品续驶里程、能量消耗率、剩余电量指示装置的评测更规范、更统一、更标准，对提高企业产品质量、管理水平及科研能力有重要的推动意义。同时由于引用标准的更替以及首次对剩余电量指示装置进行规范，标准难免存在不完善的地方。随着国家对电动摩托车越来越重视，检测机构检测能力的加强，企业科研能力的提高，试验方法将进一步规范和完善，标准也会更加科学合理。

[1] GB/T 24158-2018,电动摩托车和电动轻便摩托车通用技术条件[S].

[2] GB/T 24158-2009,电动摩托车和电动轻便摩托车通用技术条件[S].

[3] GB/T 24157-2009,电动摩托车和电动轻便摩托车能量消耗率和续驶里程试验方法[S].

[4] GB/T 24157-2017,电动摩托车和电动轻便摩托车续驶里程及残电指示试验方法[S].

[5] GB/T 24155-2009,电动摩托车和电动轻便摩托车安全要求[S].

[6] 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[S].

[7] GB/T 18385-2005,电动汽车动力性能试验方法[S].

[8] GB/T 18176-2016,轻便摩托车污染物排放限值及测量方法（中国第四阶段）[S].

[9] GB/T 14622-2016,摩托车污染物排放限值及测量方法（中国第四阶段）[S].

[10] GB/T 24156-2018,电动摩托车和电动轻便摩托车动力性能试验方法[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

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胡在双，硕士研究生，工程师，就职于重庆车辆检测研究院有限公司。研究方向：摩托车与小型内燃机测试技术。