电动自行车整车综合试验台的研发和应用前景分析

2021-12-08李明元张彤

中国自行车 2021年6期

李明元张彤

摘要：近年来，各领域内使用的电动自行车事故频发，其主要原因有：整车结构强度设计不合理、行驶速度设计不合理、电气部件匹配不合理、整车个别部件性能不稳定造成的工况突变等。为满足生产企业及检验机构日益增多对此类测试的需求，此文介绍了一种能够满足各类电动自行车工况测试，又符合GB17761—2018《电动自行车安全技术规范》的相关测试的整车综合试验台，其基于PLC控制总成结构，采用高精度伺服电机结合软件控制，可满足电动自行车各种助力模式及各种工况的工作条件。

关键词：滚筒动平衡;PLC控制驱动;产品理念创新;触摸屏

0 引言

国家有关部门组织专家进行了国家标准GB17761—2018《电动自行车安全技术规范》的制订[1]，并将电动自行车产品纳入3C强制认证管理。但随着互联网信息技术飞速发展以及自行车产业技术升级，自行车的产品款式、用途和标准也逐渐形成向多元化发展的趋势，如自行车团体标准T/CUPTA 005.1—2020《共享电动助力车通用技术规范》[2]的正式颁布和实施就是这个趋势的缩影。而电动自行车整车性能测试项目又被多个标准所引用，但具体试验要求又不尽相同，所以研制一款既能符合相关自行车认证测试要求，又能满足生产企业和用户按照不同标准要求进行测试的整车试验台，已经刻不容缓。试验台可以按照用户需求，通过植入不同功能模块实时检测电动自行车整车寿命、电压和电流波动、控制器工况、电机温升、速度、刹车距离、模拟地面阻力等功能[3]，不仅可以提升各级质检机构检测能力，还可以伴随科技水平不断发展，为企业开发新型电动自行车提供检测技术支撑。

1 研究现状及动态分析

由于我国是全世界自行车产能最大国家，产品款型多样，应用领域广泛，同时，国内外对电动自行车产品的理解和使用方面存在较多差异，所以目前尚没有能够满足我国测试需求多样性的同类试验台。[4]从技术的角度看，我们立足自主创新，加大研发投入，开发符合我国国情的试验台，同时吸收先进标准的测试要求，尽快将其引入自行车行业的全产业链，加速了产业技术升级和产品理念创新。

2 研究内容及关键技术分析

2.1 研究内容

2.1.1 尽可能借鉴先进标准中的应用技术指标要求和各方面的测试需求[5]，立足于检验的同时兼顾自行车产品研发创新。

2.1.2 采取前、后两组滚筒总成结构可使两组滚筒同步，从而可测试前置电机、中置电机、后置电机驱动下的助力模式。

2.1.3 采用前轮快速夹紧龙门结构可快速夹紧被测试车辆前轮，并可使前轮越过滚筒挡块来模拟骑行时的上下颤动。

2.1.4 能兼容测试GB17761—2018第6.3.1.2 短路保护、6.3.2.1制动断电功能、6.3.2.2过流保护功，可模拟测试7.2.1.1中的a）、b）、c）项车速限值。

2.2 拟解决的关键技术问题

2.2.1 技术关鍵

2.2.1.1 模拟人体骑行加压结构：采用伺服电机驱动、PLC控制驱动，模拟人的体重加载砝码结构，既能按鞍座高度上下调节，又可随测试车颤动，从而真正达到模拟人在骑行的效果，质量（重量）精度≤0.1%。

2.2.1.2 采用伺服电机、PLC控制系统可提高设备精度，设备电控系统精度≤0.1%。

2.2.1.3 采用中轴伺服电机驱动、PLC控制总成结构，可进行霍尔传感器、扭矩传感器、压力传感器和纯电动模式工况测试，满足所有模式传感器的测试要求。

2.2.1.4 引入滚筒动平衡技术，避免测试过程中车辆的共振发生。