T-CHINABICYCLE 3-2021 電助力自行車用電動機及控制器

ICS43.140CCSY14電助力自行車用電動機及控制器中國自行車協會發布IT/CHINABICYCLE3—2021前言 Ⅲ 12規范性引用文件 13術語和定義 14產品外形和安裝尺寸 1 35.1通則 35.2產品功能 45.3電氣性能 55.4中置電動機軸伸徑向圓跳動 65.5控制器跌落 65.6控制器高低溫循環 6 65.8外觀 65.9說明書 66試驗方法 76.1試驗條件 76.2產品功能試驗 76.3電氣性能試驗 96.4中置電動機軸伸徑向圓跳動測量 6.5控制器跌落試驗 6.6控制器高低溫循環試驗 6.7防水試驗 6.8外觀 6.9說明書 7檢驗規則 7.1通則 7.2出廠檢驗 7.3周期檢驗 7.4型式檢驗 8標志、包裝、運輸和貯存 8.1標志 8.2包裝 8.3運輸 8.4貯存 附錄A(資料性)電動機轉速推薦 T/CHINABICYCLE3—2021Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發布機構不承擔識別專利的責任。本文件由中國自行車協會提出并歸口。本文件起草單位：八方電氣(蘇州)股份有限公司、天津金輪自行車集團有限公司、無錫圣達車業科技有限公司、捷安特電動車(昆山)有限公司、雅迪科技集團有限公司、浙江綠源電動車有限公司、深圳市喜德盛自行車股份有限公司、寧波興隆巨創機電科技有限公司、寶島(天津)智能科技有限公司、愛瑪科技集團股份有限公司、深圳猛犸電動科技有限公司、安乃達驅動技術(上海)股份有限公司、蘇州盛億電機有限公司、南京溧水電子研究所有限公司、海固科技(蘇州)有限公司、南京懂玫驅動技術有限公司、浙江藍點動力有限公司、天津柯迪斯科技有限公司、建德市五星車業有限公司、無錫賽盈動力科技有限公司、晟盟(蘆臺)電機制造有限公司、大澳電器(江蘇)有限公司、昆山海關綜合技術服務中心、國家輕型電動車及電池產品質量檢驗檢測中心、上海協典科技服務有限公司。本文件主要起草人：王清華、張蘇北、婁自成、李鑫、張陽、曹俊、邵志寧、曹巍、杜磊、陳文勝、唐明喜、趙帆、李鋼、阮賜朋、王偉、趙德培、李少亮、朱忠儀、袁興啟、陳波、施金、李方宏。T/CHINABICYCLE3—20211電助力自行車用電動機及控制器本文件規定了電助力自行車用電動機(包括含減速器的電動機)及控制器的產品分類、要求、試驗方法、檢驗規則及標志、包裝、運輸和貯存。本文件適用于電助力自行車用電動機及控制器研制、生產和檢驗。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T2423.7—2018環境試驗第2部分：試驗方法試驗Ec:粗率操作造成的沖擊(主要用于設備型樣品)GB/T2423.22環境試驗第2部分：試驗方法試驗N:溫度變化GB/T2828.1—2012計數抽樣檢驗程序第1部分：按接收質量限(AQL)檢索的逐批檢驗抽樣計劃GB/T2829—2002周期檢驗計數抽樣程序及表(適用于對過程穩定性的檢驗)GB/T4208—2017外殼防護等級(IP代碼)GB/T10069.1旋轉電機噪聲測定方法及限值第1部分：旋轉電機噪聲測定方法GB/T12742自行車檢測設備和器具技術條件GB17761—2018電動自行車安全技術規范QB/T1802自行車輪輞QB/T2946—2020電動自行車用電動機及控制器3術語和定義本文件沒有需要界定的術語和定義。4產品外形和安裝尺寸4.1輻條孔輪轂電動機的外形和安裝尺寸輻條孔輪轂電動機的外形和安裝尺寸見圖1和表1。2T/CHINABICYCLE3—2021輻條孔輪轂電動機外形圖表1輻條孔輪轂電動機安裝尺寸S錯開半個孔間距)2.8或3.0或32%4.2一體輪輪轂電動機的外形和安裝尺寸一體輪輪轂電動機的外形和安裝尺寸見圖2和表2圖2一體輪輪轂電動機外形圖T/CHINABICYCLE3—20213表2一體輪輪轂電動機安裝尺寸D/mmS100或135或142或160或190406或559M12×1.25-6g或M14×1.5-6g或3/8-26UNF-2A4.3中置電動機的外形和安裝尺寸中置電動機的外形和安裝尺寸見圖3。標引序號說明：圖3中置電動機外形圖電助力自行車用電動機及控制器的最大輸入電壓、最高助力行駛速度、控制器非金屬外殼的防火阻燃、無線電騷擾特性應符合GB17761—2018的相關要求；引出線及接插件、電動機軸向間隙、一體輪輪轂電動機徑向圓跳動和端面圓跳動、電動機空載電流、控制器最大輸入電流、控制器額定輸入電流、控制器效率、欠壓保護、限流保護、堵轉保護、相間短路保護、電動機輻條孔拉伸強度、振動、沖擊、電動機超速、電動機短時過載、電動機溫升、低溫、高溫、恒定濕熱、高低溫循環、控制器老化、電動機壽命應符合QB/T2946—2020中相應的要求；一體輪輪轂電動機的輪輞性能和強度應符合QB/T1802中相應的T/CHINABICYCLE3—202145.2產品功能具有一鍵開關機功能的控制器，其應能根據設定時間準時自動關機。具有一鍵開關機功能的控制器，在開機狀態下，儀表應能獲得控制器或蓄電池的供電。5.2.3車前燈和車后燈的控制控制器應有開啟和關閉車前燈和車后燈的功能。控制器開啟車前燈和車后燈時，其電壓值應符合產品明示值。5.2.4制動燈高亮提示應有制動燈高亮提示的功能。在制動燈開啟狀態下，閘把工作前和工作時制動燈的電壓值應符合產品明示值。控制器宜有撥鏈降速的功能。當控制器檢測到撥鏈信號時，電動機轉速應降幅大于100r/min;撥鏈結束后，在調節信號和負載不變的狀況下，電動機轉速應回到起始狀態。控制器應有過壓保護的功能。控制器過壓保護值應符合產品明示值。當控制器的輸入電壓上升至過壓保護規定值時，應自動切斷電動機驅動電源。5.2.7相線開路保護控制器應有相線開路保護的功能。當電動機任意相線發生開路，控制器應能在開機過程中自動檢測故障，自動切斷電動機驅動電源。5.2.8助力傳感器通信故障自檢控制器應有助力傳感器通信故障自檢的功能。當助力傳感器通信信號消失時，控制器應停止工作，儀表等設備應有故障顯示。5.2.9助力傳感器掉線故障自檢控制器應有助力傳感器掉線故障自檢的功能。當控制器檢測到助力傳感器掉線后，其應停止工作，儀表等設備應有故障顯示。5.2.10電動機霍爾故障自檢控制器應有電動機霍爾故障自檢的功能。對于有電動機霍爾信號處理功能的控制器，當電動機任意霍爾線發生開路、短路時，其應能自檢出來，并反饋故障。如果產品明示電動機霍爾故障需保護時，其應自動切斷電動機驅動電源，儀表等設備應有故障顯示。T/CHINABICYCLE3—20215按6.2.11所述的方法進行試驗，控制器助力停止的響應時間不應大于500ms。在額定工況下，按6.2.12所述的方法進行試驗，人力施加功率(Pa)與電動機輸出功率(Pm)之比(助力比)不應大于1:3。電動機在額定電壓下，空載運行時的噪聲平均聲功率級不應大于55dB。切斷儀表、大燈等非電動機驅動部件的連接，電動機霍爾、助力傳感器等電動機驅動所需部件保持連接狀態，開機狀態控制器靜態電流應小于50mA。在額定電壓和轉矩的工況下，電動機的輸出功率和轉速應在企業明示的偏差范圍內。注：在額定電壓、額定轉矩工況下，推薦電動機的輸出功率和轉速見附錄A。按6.3.4所述的方法進行帶控制器的電動機效率試驗，其應符合表3的要求。表3帶控制器的電動機效率值電動機轉矩/(%額定轉矩)帶控制器的電動機效率/%最低電壓+1V中值點最高電壓-1V≥80,<150°≥150,<200注：控制器最低電壓和最高電壓為企業產品明示。不包含100%額定轉矩。按6.3.5所述的方法進行絕緣電阻測量，電動機和控制器的絕緣電阻值應符合表4的要求。T/CHINABICYCLE3—20216表4絕緣電阻值控制器電源負極與機殼或散熱器之間按6.3.6所述的方法進行電氣強度試驗，電動機和控制器應無擊穿或閃絡現象。5.4中置電動機軸伸徑向圓跳動中置電動機軸伸徑向圓跳動不應大于表5的規定。表5徑向圓跳動軸伸直徑6≤d≤1010<d≤1818<d≤3030<d≤35徑向圓跳動值0.0300.0350.0500.0805.5控制器跌落按6.5所述的方法進行跌落試驗后，控制器應能正常工作。5.6控制器高低溫循環按6.6所述的方法進行高低溫試驗后，控制器應無變形、開裂等現象，通電后各項功能應正常。按6.7.1所述的方法進行防水試驗后，控制器應能正常工作，絕緣電阻應符合5.3.5的要求。按6.7.2所述的方法進行防水試驗后，電動機應能正常工作，絕緣電阻應符合5.3.5的要求。電動機和控制器的外表面應無銹蝕、碰傷、裂痕、涂覆層剝落，引出線應完整無損，銘牌字跡和內容應清晰無誤，且不易脫落。5.9說明書出廠電動機和控制器應附有說明書(提供同一客戶、同一批次電動機和控制器產品可以只供一份說明書)。說明書印刷應規范，且應包含下列內容：T/CHINABICYCLE3—20217a)產品的生產廠家、生產日期和型號；b)產品的外形及安裝尺寸、接口及接線定義、正確接線方法；c)生產廠商有關“質量三包”承諾的具體內容；d)生產廠需要說明的其他事項。6試驗方法6.1試驗條件電助力自行車用電動機和控制器的試驗條件如下：a)環境溫度5℃~30℃;b)相對濕度45%～75%;大氣壓力86kPa～106kPa;c)除另有規定外，檢測設備和器具符合GB/T12742等相關標準的規定；d)檢測電氣裝置的儀表(除耐電壓測試儀、兆歐表外)準確度等級不低于1級，直流電源紋波系數e)試驗用的車載蓄電池容量不小于額定容量的90%。6.2產品功能試驗將控制器的輸入端與直流穩壓電源連接，輸出端與適配儀表連接，通電后調節直流穩壓電源的輸出電壓為控制器的額定電壓值，設置儀表自動關機時間后，系統保持在無按鍵操作和無速度扭矩指令信息的狀態下，用秒表計時。當控制器自動關機后停止秒表計時，并記錄此時間，對比儀表自動關機時間。按6.2.1所述的方法進行控制器開機或關機試驗，目檢儀表通電情況。6.2.3車前燈和車后燈的控制將控制器的輸入端與直流穩壓電源連接，輸出端與適配的燈光系統連接，并在車前燈和車后燈處分別并聯一個直流電壓表，通電后調節直流穩壓電源的輸出電壓為控制器的額定電壓值，之后長按大燈開關按鍵，目檢車前燈和車后燈的開啟情況，分別記錄開啟時車前燈和車后燈的電壓值。6.2.4制動燈高亮提示將控制器的輸入端與直流穩壓電源連接，輸出端與適配的燈光系統和閘把連接，在制動燈上并聯一個直流電壓表，通電后調節直流穩壓電源的輸出電壓為控制器的額定電壓值，在制動燈開啟的狀態下，閘把工作，目檢制動燈高亮情況，分別記錄閘把在工作前和工作中制動燈的電壓。將電動機安裝在測功機上，控制器分別與電動機和直流穩壓電源連接，通電后調節直流穩壓電源的輸出電壓為控制器的額定電壓值，將電動機空載轉速調節到最高轉速，按照產品明示，設置一個撥鏈信號，并維持3s。撥鏈信號消失后電動機繼續運轉1min,記錄試驗過程中電動機轉速的變化。8T/CHINABICYCLE3—2021將控制器分別與電動機和直流穩壓電源連接，通電后調節直流穩壓電源的輸出電壓為控制器的額定電壓值，將電動機空載轉速調節到最高轉速；上調穩壓電源的輸出電壓值至電動機自動斷電不工作，記錄此電壓值，對比產品明示值。如產品明示過壓保護值僅為一個數值，則測試值在產品明示值±0.5V的范圍內為符合。6.2.7相線開路保護將控制器與電動機和直流穩壓電源連接，斷開電動機的任意一相或幾相相線。通電后調節查流穩壓電源輸出電壓為控制器的額定電壓值；調節腳蹬信號，觀察電動機運行情況。6.2.8助力傳感器通信故障自檢將控制器與助力傳感器、儀表和直流穩壓電源連接。通電后調節直流穩壓電源輸出電壓為控制器的額定電壓值，短接助力傳感器和控制器之間的通信線，檢查控制器工作情況，并目檢儀表等設備故障顯示情況。6.2.9助力傳感器掉線故障自檢將控制器與助力傳感器、儀表和直流穩壓電源連接。通電后調節直流穩壓電源輸出電壓為控制器的額定電壓值，斷開控制器與助力傳感器的供電連接線，檢查控制器工作情況，并目檢儀表等設備故障顯示情況。6.2.10電動機霍爾故障自檢將有電動機霍爾信號處理功能的控制器與有霍爾的電動機以及儀表和直流穩壓源連接，將電動機霍爾線的任意一根或幾根開路或短路，通電后調節直流穩壓電源輸出電壓為控制器的額定電壓值，調節腳蹬信號，目檢儀表等設備故障顯示和電動機運行的情況。6.2.11控制器助力響應時間將裝有控制器和傳感器(可以是模擬器)的試驗車固定在試驗架上，通電后在額定電壓下，對助力傳感器施加適當的負載，使其輸出力矩或速度信號。使用示波器識別傳感器的力矩或速度輸出信號和控制器的電動機工作電流，當傳感器負載為零后，觀察并記錄力矩或速度信號歸零點和控制器的電動機工作電流趨于零值的時間差T.(助力響應時間),見圖4。圖4助力響應時間T/CHINABICYCLE3—20219將電動機安裝在測功機上，控制器輸出端與適配電動機連接，輸入端與直流穩壓電源連接，采用拖動設備驅動力矩傳感器中軸，模擬人力騎行，待電動機運行平穩后，測量中軸上的輸入功率P(人力施加功率)和電動機的輸出功率Pm,通過公式(1)計算助力比。β=Pa/Pm…………(1)Pa——人力施加功率，單位為瓦特(W);Pm——電動機輸出功率，單位為瓦特(W)。將控制器與適配電動機和直流穩壓電源連接，通電后調節直流穩壓電源的輸出電壓為控制器的額定電壓值，驅動電動機空載運行，之后按GB/T10069.1所述的方法進行試驗。將控制器的輸出端與適配電動機連接，其他信號線分別與對應部件連接，輸入端經過一個預充電和電流檢測電路(μA級別)與直流穩壓電源連接，如圖5所示。將直流穩壓電源調至控制額定電壓并通電，其他信號保持不變。先合上預充電路S1,待電源線電壓平穩后，再合上電流表開關S2,斷開預充開關S1。等待電流表讀數穩定后，記錄此時的電流值。++AR專圖5靜態電流檢測電路在圖5的基礎上，將電流表更換成mA級別，合上開關S1,斷開開關S2。對于由電門鎖開機的控制器，將電門鎖打開；對于按鍵開機的控制器，按照6.2.1所述的方法進行開機。待預充電和電流檢測電路電壓平穩后，再合上電流表開關S2,斷開預充開關S1。等待電流表讀數穩定后，記錄此時的電流值。按QB/T2946—2020中6.2.1所述的方法進行電動機額定輸出功率和額定轉速測試。按QB/T2946—2020中6.2.2.3所述的方法進行帶控制器的電動機效率試驗。在最低電壓+1V的試驗電壓、中間值(最低電壓和最高電壓的平均值)、最高電壓1V的試驗電壓下運行測試，計算對應轉矩和電壓下帶控制器的電動機效率。T/CHINABICYCLE3—2021電動機的外殼或控制器的散熱器，測量其絕緣電阻。將耐壓測試儀的正極分別與電動機和控制器的相線連接，負極分別與電動機和控制器的外殼連接，設置試驗電壓為600V,頻率為50Hz,跳閘電流(I?)為5mA,時間為1min,目檢電動機和控制器的擊穿或閃絡情況。6.4中置電動機軸伸徑向圓跳動測量將中置電動機的外殼固定，百分表測量頭置于其軸伸頂端并與軸線垂直(見圖6),緩慢地轉動輸出軸一周，測得最大值和最小值，計算軸伸徑向圓跳動。圖6中置電動機軸伸徑向圓跳動測量6.5控制器跌落試驗按GB/T2423.7—2018中所述的方法，在控制器距地面1000mm處，對其最脆弱的部位進行反復3次跌落試驗。之后，控制器通電，目檢其各項功能和工作狀況。6.6控制器高低溫循環試驗控制器按GB/T2423.22所述的方法進行高低溫循環試驗。按圖7所示，分別在溫度—20℃和60℃下保持1h;溫度變化速率(降低或升高)不小于1K/min,但不大于10K/min,循環試驗25次。試驗后，取出試件恢復至室溫，目檢控制器外觀；控制器通電，目檢其各項功能和工作情況。箱內溫度/℃60℃-20℃第一循環第二循環圖7控制器高低溫循環試驗T/CHINABICYCLE3—20216.7防水試驗將控制器處于非通電狀態，按GB/T4208—2017中IPX6所述的方法進行防水試驗。之后，控制器通電檢測其各項功能和工作狀況；按6.3.5所述的方法測量絕緣電阻值。6.7.2電動機防水將電動機處于非通電狀態，按GB/T4208—2017中IPX5所述的方法進行防水試驗。在試驗過程中，電動機引出線向下，對引出線增設防水保護試驗后，電動機通電，檢測其各項功能和工作狀況；按6.3.5所述的方法測量絕緣電阻值。采用目檢法檢查。6.9說明書目檢出廠產品所附的說明書內容，與產品核對一致性7檢驗規則產品應經生產企業質量檢驗部目檢驗合格并附有合格證才能出產品檢驗分出廠檢驗、周期檢驗和型或檢驗。7.2.1檢驗方案按照GB/T2828.1—2012的規定，采用二次抽樣方案，在出廠連續系列批的成品中抽取樣本進行逐批檢驗。檢驗項目、檢驗水平(IL)、不合格分類、接收質量限(AQL)等內容見表6。批中的單位產品：只。提交檢驗批的質量水平，以不合格品百分數表示。T/CHINABICYCLE3—2021表6出廠檢驗抽樣方案產品檢驗項目ⅡCBC過壓保護ⅡBC檢驗批用于供需雙方交貨驗收時，可以在合同中對本文件7.2規定的要求另作約定。7.3周期檢驗按照GB/T2829—2002的規定，采用一次抽樣方案，從逐批檢驗合格的某個批或若干批中抽取樣本進行檢驗。檢驗項目、判別水平(DL)、不合格分類、不合格質量水平(RQL)、樣本大小(n)、判定數組等內容見表7。批中的單位產品：只。提交檢驗批的質量水平，以不合格品百分數表示。周期檢驗3個月為一個檢驗周期；也可在訂貨合同中針對不同試驗組規定不同的檢驗周期。T/CHINABICYCLE3—2021表7周期檢驗抽樣方案產品檢驗項目本文件條款DL不合格分類RQLn判定數組要求試驗方法電動機電氣強度5.3.66.3.6ⅡBn=2A=0R=1電動機防水5.7.26.7.2控制器自動關機5.2.16.2.1B=2A=0R=1儀表通電5.2.26.2.2車前燈和車后燈的控制5.2.36.2.3制動燈高亮提示5.2.46.2.4撥鏈降速5.2.56.2.5相線開路保護5.2.76.2.7助力傳感器通信故障自檢5.2.86.2.8助力傳感器掉線故障自檢5.2.96.2.9電動機霍爾故障自檢5.2.106.2106.2.11控制器助力相應時間2控制器助力比例2.12控制器關機靜態電流5.3.16.3.1控制器開機靜態電流5.3.26.3.2電氣強度3.6控制器跌落56.5控制器高低溫循環66.71控制器防水說明書5.96.9在無特殊要求時，進行型式檢驗的產品，應從出廠檢驗合格的產品中按周期檢驗所需的樣本數量隨機抽取。先對抽取的所有樣本按出廠檢驗項目進行檢驗，合格后再按周期檢驗規定的試驗組別、檢驗項目及檢驗順序進行檢驗。型式檢驗12個月為一個檢驗周期。當發生下列情況之一時，應進行型式檢驗：a)新產品鑒定或產品改型，設計、結構、工藝、材料有較大變動后的生產定型檢驗時；T/CHINABICYC