電動摩托車驅動系統特性研究

付俊俊

（中檢西部檢測有限公司）

1 研究電動摩托車速度響應特性的意義

電動摩托車速度響應特性是指車輛行駛過程中駕駛員調節調速單元，使車輛速度隨之變化的能力，即駕駛員根據行駛的路況調節電動摩托車調速單元的開度，期望車速跟隨調速單元開度的變化按一定比例變化。燃油摩托車因內燃機本身的特性，在加速過程中車速變化與調速單元開度基本呈線性比例關系，其速度響應特性使車輛具有良好的操控性。而電動摩托車與燃油摩托車的速度響應特性存在明顯的差異，電動摩托車在加速過程中，當調速單元開度等比例增大時，車速并非等比例上升。

雖然目前大部分電動摩托車的驅動電機功率普遍小于燃油摩托車的發動機功率，加速性能存在較大差距，但速度響應特性是反應車輛控制系統對車速精準控制的能力，本質上與加速性能無關。本文通過研究如何量化表達速度響應特性，進一步研究電動摩托車和燃油摩托車的差異，對提升電動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兩輪摩托車作為測試樣車。

b）使用底盤測功機模擬道路行駛阻力，用自動駕駛儀實現對測試樣車調速單元開度的控制。

c）在底盤測功機控制系統軟件的基礎上，匹配專用的數據采集系統和軟件，實現車速、時間、調速單元開度等數據的采集和分析。

d）對采集的車速、時間、調速單元開度等數據采用最小二乘法擬合曲線等方法進行比對分析。

3 主要測試設備介紹

主要測試設備如表1 所示。

4 測試過程

4.1 測試樣車

樣車信息如表2 所示。

4.2 測試方案

表1 主要測試設備

表2 樣車信息

a）按照《GB 14622—2016 摩托車排氣污染物排放及測量方法（中國第四階段）》標準設定底盤測功機阻力。

b）加速過程速度響應特性測試：調速單元開度間隔10s 增大10%，為一個測點。

c）調速單元至最大開度時，測試結束。

d）記錄測試過程中每個測點的調速單元開度和車速。

4.3 測試結果統計

測試結果如表3 所示。

表3 測試結果

5 數據分析

基于以上數據，利用EXCEL 軟件生成調速單元開度與車速的對應關系曲線，如圖1～3 所示。

5.1 三輛測試樣車速度響應特性曲線

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

5.2 對比分析

圖1 樣車1（燃油踏板式兩輪摩托車）

圖2 樣車2（中置式皮帶傳動電動兩輪摩托車）

圖3 樣車3（一體輪轂式電動兩輪摩托車）

通過對比以上3 個樣車速度響應特性曲線，可得出以下結論：

a）在車輛起步階段，樣車1 在調速單元開度為40%時開始起動，而樣車2 和樣車3 均在調速單元開度為30%時起動，調速單元空行程相差10%。

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

c）在車輛加速最終階段（調速單元開度為90%～100%），樣車1 車速上升比例下降，此時車輛已即將達到最高車速。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 加速全過程呈現出明顯的三段式曲線。

6 結論及建議

a）燃油摩托車與電動摩托車調速單元空行程存在明顯差異。筆者認為，調速單元空行程太小，容易導致駕駛人員無意識的操作車輛起動，且電動摩托車起步轉矩大、起步加速快，安全性不高。所以筆者建議電動摩托車行業統一標準，適當增大調速單元空行程。

b）基于本文樣車2 和樣車3 的速度響應特性曲線，建議通過抑制電動摩托車起步轉矩，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）理想的速度響應特性是車速隨調速單元開度等比例變化，駕駛人員可對車輛車速精準控制，有助于提升車輛的安全性和駕乘舒適性。