GB/T 34667關于電動平衡車續航能力的測試方法研究

周汝派，余曉斌

（1.工業和信息化部電子第五研究所，廣州 510000；2.智能產品質量評價與可靠性保障技術工業和信息化部重點實驗室，廣州 510000）

0 引言

電動平衡車作為近幾年一種新興行駛工具，越來越多的人開始選擇這種出行方式，大多數人在選車、購車時都會格外的關注車子的續航能力和產品質量，其中超強續航甚至成了一部分人購車的標配。

關于電動平衡車的續航能力，目前國內有整車標準GB/T 34667-2017《電動平衡車通用技術條件》[1]和GB/T 34668-2017《電動平衡車安全要求及測試方法》[2]，對電動平衡車零部件有電池標準SJ/T 11685-2017《平衡車用鋰離子電池和電池組規范》[3]。

圖2 硬件測試環境Fig.2 Hardware test environment

GB/T 34668-2017是對電動平衡車的安全和環境可靠性的試驗方法要求的標準，并沒有對續航能力描述；SJ/T 11685-2017雖有對電動平衡車的充放電方法有詳細的試驗方法描述，但里面提到的“模擬工況循環壽命”沒有考慮電動平衡車的實際使用環境因素，僅是單獨對電池規定通用的壽命試驗。GB/T 34667-2017有對電動平衡車的“額定續行里程”定義：在室溫下，駕駛者駕駛充滿電的電動平衡車，在試驗道路上以制造商規定的最高車速的60%勻速行駛；當電量低，無法滿足該速度時，以其能達到的最高車速繼續行駛，直到該平衡車低電量無法繼續行駛為止的累計行駛里程。同時GB/T 34667-2017對試驗條件和環境做了詳細的規定：在平整且有良好附著系數的路面上進行，路況的縱向坡度不允許超過0.5%，橫向坡度不允許超過3%，試驗平均風速不大于3m/s，瞬時風速不大于5m/s。總的來說，GB/T 34667-2017對電動平衡車的續航能力測試場地較為嚴格，實現起來也有一定難度，而對電動平衡車用的電池測試續航能力則較為容易實現，只要電池放電的工況是整車的實際工況，則電池的續航能力就能接近評估整車的續航能力。本文基于GB/T 34668-2017標準，結合電動平衡車的實際工況，對電動平衡車用的鋰電池進行放電研究及數據分析，實現對電動平衡車續航能力的測試。

表1 電動平衡車的性能參數Table 1 Performance parameters of electric balancing vehicle

表2 實測勻速和爬坡狀態下的功率Table 2 Power measured at uniform and climbing states

表3 1#～3#樣機在不同速度時的兩階段續航時間Table 3 Two-stage life of the 1#～3# prototype at different speeds

表4 4#～6#樣機在不同速度時的兩階段續航時間Table 4 Two-stage life of the 4#～6# prototype at different speeds

1 測試方案

本次在市場上購買某品牌3臺大功率和3臺小功率的電動平衡車，如圖1所示。電動平衡車使用的動力電池是鋰離子電池，整車和電池的性能參數見表1。

測試方案分兩步進行：①常溫下，配重至75kg的駕駛人以6km/h，15km/h，25km/h的勻速狀態在平直的較新鋪裝路面和以最大速度在爬坡度為15°左右的斜坡上爬坡行駛，通過手機的APP分別實時讀取電動平衡車瞬時的電池功率值，為消除誤差，可多次測試并取平均值；②將第1步測得的勻速狀態與爬坡狀態的功率進行一定比例的組合以此模擬實際工況，然后拆下平衡車中的電池，充滿電，在溫箱25℃下按照實際工況進行恒功率放電。

2 測試的實現及分析

本次搭建圖2的硬件測試環境：

根據測試方案的第1步，常溫下，分別對6個樣品測試其勻速和爬坡時的電池功率，由于樣品個體差異，不同樣品、不同速度所測得的電池功率都不同。因此，多次正反方向測試并取平均值來排除實際風速和橫、縱向坡度的影響。6個樣品3種速度，共構成18種不同測試工況，測試數據見表2。

根據GB/T34667-2017給出的“額定續航里程”定義，易知標準是分兩個階段行駛，第1階段是勻速行駛；第2階段是電量低時以能達到最高的速度行駛直至無法再行駛為止。因此，可將電池進行兩階段的恒功率放電，第1階段使用100s循環的恒功率放電至截止電壓，第2階段繼續以勻速時電池功率放電（此勻速時電池功率同第1階段），再至截止電壓。

在第1階段的電池放電中，其中前95s是將表2測得的勻速時電池功率值取平均值，后5s的放電因考慮到電動平衡車大多數是在城市道路使用，難免會在行駛過程中遇到路面顛簸或微小坡度等情況，可用短時間的大功率輸出來模擬此種情況。因此，后5s使用整車允許的最大輸出功率進行放電，而整車允許的最大輸出功率由GB/T34667-2017的附錄A中關系可得，即取電機最大輸出功率與電池組最大輸出功率的最小值。

電池兩階段放電的測試數據見表3和表4。

從表3和表4的數據來看，電池的續航時間主要是集中在第1階段的電池放電時間，第2階段的續航時間均較短，這也對應了GB/T 34667-2017的“額定續航里程”主要體現在第1階段，第2階段的續航里程較短。GB/T 34667-2017評估續航里程的車速是最高速度的60%，對應表3和表4的15km/h，則使用15km/h對應的電池兩階段續航時間之和可用來接近估計整車的續航時間，而當被測樣品數足夠多時，根據概率論統計相關理論，在同一速度下的電池續航時間將趨于一定值，此定值則可用來評估整車的續航時間。

3 總結

在實際生活中，不同駕駛者的駕駛習慣也會影響電動平衡車的續航能力，例如：頻繁地剎車，導致動能將直接轉化為熱能釋放掉，使得電量損耗較大，進而影響續航里程[4]。因此，實際的試驗環境因素對電動平衡車的續航能力的影響不能忽視。GB/T34667-2017對電動平衡車續航能力只提供了一個測試框架，定義的“額定續行里程”僅作為一種參考，本文通過電池放電方式來實現GB/T34667-2017對電動平衡車的額定續航里程測試方法，并在電池放電過程中考慮整車的實際工況，是一種接近整車測試結果且易實現的方法，這為產品檢測人員提供了一定的理論和工程指導。