電動輪椅車耗電量和理論行駛距離的測試

劉鵬舉，鄧振進（通信作者），周宇，彭再明，彭明霞

湖南省醫(yī)療器械檢驗檢測所 （湖南長沙 410011）

電動輪椅車是一種以蓄電池為能源，使用者通過電子控制裝置自行驅(qū)動行進的比較理想的康復和代步工具，適用于年老體弱、高位截癱、偏癱及下肢功能障礙者。隨著我國醫(yī)療器械行業(yè)的發(fā)展及人們生活水平的提高，社會對老年人和肢體傷殘等弱勢群體的關(guān)注度日漸加強；隨著我國人口老齡化趨勢的加劇，電動輪椅車發(fā)展達到巔峰時期。目前，我國生產(chǎn)的電動輪椅車分為室內(nèi)型（N）、室外型（W）和道路型（L）三類，一般都具有調(diào)速、翻越簡單路障和防傾倒等功能。

為了改變我國電動輪椅車的現(xiàn)狀，幫助殘疾人和老年人提高自己的生活自理能力和工作能力，更好地融入社會，設(shè)計一款電能利用率高的電動輪椅車非常必要。因耗電量和理論行駛距離是電動輪椅車關(guān)鍵的性能指標，控制好以上參數(shù)可以保證上市產(chǎn)品安全、有效。目前，國內(nèi) 僅 有GB/T 12996-2012[1]、GB/T 18029.4-2009[2]、GB/T 18029.11-2008[3]三個關(guān)于電動輪椅車的標準，但這些標準均未明確介紹電動輪椅車耗電量和理論行駛距離測試的試驗方法，基于此，本研究從試驗環(huán)境、測試設(shè)備、試驗前準備、試驗要求、試驗數(shù)據(jù)幾方面進行重點介紹。

1 試驗環(huán)境

試驗環(huán)境溫度為18～25 ℃，不通風；試驗地面為生產(chǎn)或室內(nèi)休閑運動用的普通較大建筑樓的地面，如水泥、瀝青或木質(zhì)地面均可；試驗軌道寬2 m，中心線長50～100 m，長側(cè)邊應(yīng)足夠長，以便輪椅車可達最高速度，見圖1；此外，為了消除水平方向的微小偏差，通過順時針方向行駛10圈、逆時針方向行駛10圈后的試驗反向抵消，且要求試驗于軌道的相同位置起動、停止[2]。

圖1 矩形試驗軌道

2 測試設(shè)備

能耗儀，精度為±5%，自身耗電量不足電動輪椅車耗電量的0.5%；數(shù)顯式測距輪，分度值為0.1 m；溫濕度儀，溫度分度值為0.1 ℃，濕度分度值為1%；測試用假人/配重用沙袋或類似物品。

3 試驗前準備

將制造商提供的扶手、擱腳板等附件調(diào)整到試驗最不利位置；當配有充氣輪胎時，將輪胎壓力充到制造商建議的壓力，若是給定的壓力范圍，則將輪胎壓力充到最大壓力值；根據(jù)制造商的建議，定位可調(diào)零部件，若制造商未給出可調(diào)零部件的建議，由于調(diào)整零部件時，通常會出現(xiàn)調(diào)整其中某一個零部件的同時其他零部件也會出現(xiàn)變動的情況，如調(diào)整輪子位置即會改變車座角度，所以有必要對一些零部件多次重復調(diào)整來彌補其他零部件的相互作用；建議按表1的優(yōu)先次序分別試驗。

表1 可調(diào)零部件試驗的先后順序

4 試驗要求

電動輪椅車的能耗受環(huán)境溫度、使用者體質(zhì)量、地形、路面、輪胎和電池等因素的影響，要求在18～25 ℃環(huán)境溫度下，對電動輪椅車的預處理不少于8 h，且應(yīng)在該環(huán)境溫度下給電池充滿電。本次用數(shù)顯式測距輪測試軌道中心線長度D，根據(jù)制造商規(guī)定的使用者最大體質(zhì)量，駕駛員負載要求[3]見表2。

表2 駕駛員負載要求

具體試驗程序為：根據(jù)制造商的建議定位可調(diào)零部件，若制造商未給出可調(diào)零部件的建議，則按照表1順序分別調(diào)整；沿試驗軌道駕駛電動輪椅車行駛10圈，預熱其驅(qū)動系統(tǒng)；確保試驗軌道的長側(cè)邊足夠長，以最高可能速度沿試驗軌道行駛電動輪椅車，并使其保持在軌道內(nèi)；順時針方向行駛電動輪椅車10圈，逆時針方向行駛10圈，并于同一位置啟動和停止電動輪椅車；采用能耗儀測試電動輪椅車的耗電量E（耗電量不允許超過制造商規(guī)定指標的15%[1]），注意電動輪椅車放電不應(yīng)放到制造商建議的電量以下。電動輪椅車的理論行駛距離可根據(jù)公式（1）計算：

其中，R為理論行駛距離，單位為km；C為電池制造商聲明的5 h 放電率電池容量，單位為A·h；D為試驗軌道中心線長度的20倍，單位為m；E為試驗中的耗電量，單位為A·h。

5 試驗數(shù)據(jù)

為了保證本次數(shù)據(jù)的復現(xiàn)性，記錄試驗中所有可調(diào)零部件的位置；可調(diào)零部件的姿態(tài)及耗電量試驗數(shù)據(jù)具體見表3。

表3 可調(diào)零部件的姿態(tài)描述及耗電量試驗數(shù)據(jù)

6 小結(jié)

電動輪椅車的耗電量和理論行駛距離不符合標準要求，往往是由于電池容量過小引起的，在試驗軌道及耗電量一定的情況下，理論行駛距離取決于電池容量的大小[5]。因此，對電動輪椅車進行有效的質(zhì)量控制具有重要的意義，相關(guān)管理部門應(yīng)加強對制造商的標準宣貫，普及標準理解，加強市場監(jiān)督抽驗力度，督促其加強質(zhì)量管理，切實保障廣大人民群眾的用械安全。