ГОСТ Р 70917-2023/ISO/TS 19466:2017
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МОПЕДЫ И МОТОЦИКЛЫ С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ПРИВОДОМ
Метод испытаний для оценки эффективности систем рекуперативного торможения
Electrically propelled mopeds and motorcycles. Test method for evaluating performance of regenerative braking systems
ОКС 43.140
Дата введения 2023-12-01
Предисловие
1 ПОДГОТОВЛЕН Национальной ассоциацией производителей источников тока "РУСБАТ" (Ассоциация "РУСБАТ") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии документа, указанного в пункте 4, при участии Федерального государственного бюджетного учреждения "Российский институт стандартизации" (ФГБУ "Институт стандартизации")
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 044 "Аккумуляторы и батареи"
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 14 сентября 2023 г. N 836-ст
4 Настоящий стандарт идентичен международному документу ISO/TS 19466:2017* "Мопеды и мотоциклы с электрическим приводом. Метод испытаний для оценки эффективности систем рекуперативного торможения" (ISO/TS 19466:2017 "Electrically propelled mopeds and motorcycles - Test method for evaluating performance of regenerative braking systems", IDT).
При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА.
Дополнительные сноски в тексте стандарта, выделенные курсивом, приведены для пояснения текста оригинала
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на системы рекуперативного торможения электрических мопедов и мотоциклов, приводимых в движение тяговыми электродвигателями (ТЭД) с аккумуляторными батареями, и устанавливает метод испытаний для оценки эффективности. Эффективность системы рекуперативного торможения оценивают в рамках двух аспектов: во-первых, насколько система рекуперативного торможения может увеличить пробег мотоцикла или мопеда или снизить потребление энергии; во-вторых, насколько эффективна система ТЭД при работе в качестве генератора в режиме рекуперативного торможения.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты [для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных - последнее издание (включая все изменения)]:
ISO 13064-1:2012, Battery-electric mopeds and motorcycles - Performance - Part 1: Reference energy consumption and range (Мопеды и мотоциклы с электробатареями. Рабочие характеристики. Часть 1. Стандартное потребление и диапазон энергии)
ISO 13064-2:2012, Battery-electric mopeds and motorcycles - Performance - Part 2: Road operating characteristics (Мопеды и мотоциклы с электробатареями. Рабочие характеристики. Часть 2. Дорожные эксплуатационные показатели)
IEC 60034-1, Rotating electrical machines - Part 1: Rating and performance (Машины электрические вращающиеся. Часть 1. Номинальные значения параметров и эксплуатационные характеристики)
IEC 60034-2-1, Rotating electrical machines - Part 2-1: Standard methods for determining losses and efficiency from test (excluding machines for traction vehicles) [Машины электрические вращающиеся. Часть 2-1. Стандартные методы определения потерь и коэффициента полезного действия по испытаниям (за исключением машин для подвижного состава)]
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины по ИСО 13064-2, МЭК 60034-1, МЭК 60034-2-1, а также следующие термины с соответствующими определениями.
ИСО и МЭК ведут терминологические базы данных для использования в стандартизации по следующим адресам:
- Электропедия МЭК: доступна на http://www.electropedia.org/;
- платформа онлайн-просмотра ИСО: доступна на http://www.iso.org/obp.
3.1 нагрузочный электродвигатель (load motor): Электродвигатель, который предназначен для имитации дорожной нагрузки, а также тормозного момента при испытании системы электродвигателя (3.11) электрических мопедов и мотоциклов.
Примечание - Во время испытания скорость вращения и крутящий момент нагрузочного электродвигателя должны иметь возможность регулировки в пределах установленного диапазона.
3.2 система нагрузочного электродвигателя (load motor system): Комбинация нагрузочного электродвигателя (3.1) и инвертора.
3.3 контрольное потребление энергии (reference energy consumption): Количество электрической энергии от электросети, затраченное для зарядки тяговой батареи, деленное на расстояние, пройденное после прохождения электрического мотоцикла или мопеда через указанную последовательность испытаний.
Примечание - Контрольное потребление энергии, как правило, выражают в ватт-часах на километр (Вт·ч/км).
[ISO/TR 8713:2012, 2.62, изменено - термин "транспортное средство" заменен на термин "электрический мотоцикл или мопед"]
_______________
Примечание - Коэффициент положительный, если при использовании системы рекуперативного торможения контрольное потребление энергии снижается.
3.5 контрольный пробег (reference range): Расстояние, пройденное мотоциклом или мопедом с электрическим приводом по заданной последовательности испытаний на полностью заряженной тяговой батарее до конца последовательности испытаний по достижении установленных критериев ее завершения.
Примечание - Контрольный пробег, как правило, выражают в километрах, км.
[ISO/TR 8713:2012, 2.63, изменено - "транспортное средство" заменено на "мотоцикл или мопед"]
_______________
Примечание - Коэффициент изменения контрольного пробега является положительным, если при использовании системы рекуперативного торможения контрольный пробег увеличивается.
3.7 система рекуперативного торможения (regenerative braking system): Тормозная система, которая во время замедления транспортного средства обеспечивает преобразование кинетической энергии в электрическую энергию.
3.8 эффективность рекуперативного торможения системы тягового электродвигателя (regenerative braking efficiency of traction motor system): Эффективность системы тягового электродвигателя при работе в качестве генератора в режиме рекуперативного торможения, которая представляет собой отношение потребляемой механической мощности к выходной электрической мощности.
3.9 степень заряженности; СЗ (state of charge SOC): Фактическое количество электрической энергии батарейного блока или системы, указанное в процентах от нормированной емкости.
3.10 испытуемый электродвигатель (test motor): Электродвигатель, используемый при испытании в качестве основного тягового электродвигателя для электрических мопедов и мотоциклов, который генерирует тяговый крутящий момент, а также рекуперированную электрическую энергию во время торможения.
3.11 система испытуемого электродвигателя (test motor system): Комбинация испытуемого электродвигателя (3.10) и его инвертора.
4 Общие положения
На характеристики системы рекуперативного торможения влияют различные элементы и аспекты, такие как электродвигатель и инвертор, напряжение батареи, температура, стратегия управления тормозами, дорожная нагрузка, дорожная ситуация, поведение водителей за рулем и т.д.
Для оценки эффективности системы рекуперативного торможения с учетом этих факторов необходимо определить ее характеристики как в рамках функционирования транспортного средства (ТС), так и в рамках функционирования системы ТЭД. Характеристики системы рекуперативного торможения в рамках функционирования ТС - это коэффициент изменения контрольного пробега (см. 5.2) и коэффициент изменения контрольного потребления энергии (см. 5.3), в рамках функционирования системы ТЭД - эффективность системы ТЭД при ее работе в качестве генератора (см. раздел 6).
Примечание - Коэффициент изменения контрольного потребления энергии или коэффициент изменения контрольного пробега - показатели повышения характеристик ТС за счет системы рекуперативного торможения с точки зрения контрольного потребления энергии и контрольного пробега соответственно.
5 Определение коэффициентов изменения контрольного пробега и потребления энергии
5.1 Общие положения
Коэффициенты изменения контрольного пробега и изменения контрольного потребления энергии вычисляют по результатам определения контрольного пробега и контрольного энергопотребления по ИСО 13064-1. Метод испытаний для мопедов установлен в ИСО 13064-1:2012 (приложение A), для мотоциклов - в ИСО 13064-1:2012 (приложение B).
5.2 Коэффициент изменения контрольного пробега
Для определения коэффициента изменения контрольного пробега необходимо измерить контрольный пробег мотоцикла или мопеда по ИСО 13064-1 при включенной и выключенной системах рекуперативного торможения. Процедура испытания для определения коэффициента изменения контрольного пробега состоит из следующих этапов:
a) начальная зарядка тяговой батареи (см. ИСО 13064-1:2012, 7.4.2);
_______________
5.3 Коэффициент изменения контрольного потребления энергии
Для определения коэффициента изменения контрольного потребления энергии необходимо измерить контрольное потребление энергии мотоцикла или мопеда по ИСО 13064-1 при включенной и выключенной системах рекуперативного торможения. Процедура испытания для определения коэффициента изменения потребления энергии состоит из следующих этапов:
a) начальная зарядка тяговой батареи (ИСО 13064-1:2012, 7.4.2);
b) применение соответствующих последовательностей испытаний с выключенной системой рекуперативного торможения до тех пор, пока будет соблюдаться допустимое отклонение значения скорости, установленное в ИСО 13064-1:2012 (раздел 5) и произведена запись количества завершенных последовательностей испытаний для этапа по перечислению d).
Примечание - Если допустимое отклонение значения скорости, установленное в ИСО 13064-1:2012 (раздел 5) не соблюдается при проведении этапа последовательности с номером N + 1, то завершенное количество испытательных последовательностей равно N;
d) применение N соответствующих последовательностей испытаний, записанных на этапе по перечислению b) с включенной системой рекуперативного торможения;
6 Оценка эффективности системы рекуперативного торможения тягового электродвигателя
6.1 Подготовка к испытаниям
6.1.1 Общие положения
На рисунке 1 показан пример испытательной установки, состоящей из системы нагрузочного электродвигателя и системы испытуемого электродвигателя, которые механически соединены через коаксиальную муфту, из источника питания, датчиков измерения крутящего момента и скорости, из анализатора мощности и оборудования для обработки данных.
Когда испытуемый электродвигатель работает как ТЭД в режиме движения, нагрузочный электродвигатель должен быть способен имитировать любую заданную дорожную нагрузку с точки зрения угловой скорости и крутящего момента. Когда ТЭД работает как генератор в режиме рекуперативного торможения, нагрузочный электродвигатель должен быть способен генерировать тормозной момент при заданной скорости, установленной в процедуре испытания.
Испытание проводят в температурной камере для управления температурой испытуемого электродвигателя.
 |
Рисунок 1 - Пример испытательной установки
6.1.2 Система нагрузочного электродвигателя
Скорость вращения и крутящий момент системы нагрузочного электродвигателя должны быть регулируемыми. Максимальная частота вращения и крутящий момент должны не менее чем в 1,2 раза превышать значения для испытуемого электродвигателя, указанные в таблицах 1 и 2.
6.1.3 Датчики крутящего момента и скорости
Между системой испытуемого электродвигателя и системой нагрузочного электродвигателя должны быть установлены датчики крутящего момента и скорости вращения. Диапазон измерений датчиков крутящего момента и скорости вращения электродвигателя должен не менее чем в 1,2 раза превышать частоту вращения и крутящий момент системы испытуемого электродвигателя, указанные в таблицах 1 и 2.
Точность датчиков крутящего момента и скорости вращения должна находиться в пределах ±0,2% и ±0,1% максимального значения соответственно, как определено в МЭК 60034-2-1.
6.1.4 Источник питания постоянного тока
Для имитации зарядки и разрядки тяговой батареи ТС источник питания должен обеспечивать двунаправленный поток электрической энергии, подачу мощности для движения и поглощение мощности при рекуперативном торможении.
Точность измерения должна быть в пределах ±5% максимального напряжения и тока во время подачи и поглощения энергии.
Источник питания постоянного тока должен иметь минимальную мощность, в 1,5 раза превышающую входную мощность испытуемого электродвигателя, указанную в таблицах 1 и 2.
При использовании тяговой батареи ТС ее СЗ должна находиться в диапазоне 75%-90% емкости батареи.
6.1.5 Анализатор мощности
Анализатор мощности вычисляет эффективность системы испытуемого электродвигателя на основании механической мощности на входе в испытуемый электродвигатель и электрической мощности, отдаваемой системой испытуемого электродвигателя.
Анализатор мощности должен иметь точность в пределах ±0,2% максимального значения.
6.1.6 Измерение напряжения и тока
При измерении напряжения и тока, подаваемых на инвертор от батареи или источника постоянного тока, датчик напряжения и тока должен иметь полосу пропускания не менее 3 кГц и точность ±0,3% (см. МЭК 60034-2-1) максимального значения.
6.1.7 Измерение температуры
Измерительное оборудование для измерения температуры обмотки испытуемого электродвигателя должно иметь точность в пределах ±1°C.
6.2 Процедура испытания
6.2.1 Общие положения
Эффективность рекуперативного торможения системы испытуемого электродвигателя измеряют в установившемся режиме (см. 6.2.2) и в динамическом режиме (см. 6.2.3). В установившемся режиме эффективность измеряют при заданной постоянной скорости вращения и крутящем моменте, а в динамическом режиме эффективность измеряют при переменной скорости вращения и крутящем моменте в зависимости от времени.
6.2.2 Определение эффективности рекуперативного торможения в установившемся режиме
Эффективность рекуперативного торможения системы испытуемого электродвигателя измеряют при заданных установившихся скоростях вращения и крутящих моментах, которые охватывают диапазон конструктивных характеристик испытуемого электродвигателя.
Система нагрузочного электродвигателя обеспечивает механическую нагрузку для проверки системы испытуемого электродвигателя в заданных точках испытания на основе нормированного крутящего момента (см. таблицу 1 и рисунок 2) или нормированной мощности (см. таблицу 2 и рисунок 3).
Значения скорости и крутящего момента системы испытуемого электродвигателя, приведенные в таблице 1 и на рисунке 2, основаны на процентной доле нормированного крутящего момента; в таблице 2 и на рисунке 3 - на процентной доле нормированной мощности.
где P - электрическая мощность рекуперации, Вт;
n - скорость вращения испытуемого электродвигателя, об/мин;
T - крутящий момент испытуемого электродвигателя, Н·м.
Информацию об эффективности рекуперативного торможения в установившемся режиме фиксируют в протоколе, пример которого приведен в таблице А.1.
Таблица 1 - Точки измерения, основанные на нормированном крутящем моменте
Номер точки | Скорость, % | Крутящий момент, % | Мощность, % |
1 | 100 | 100 | 100 |
2 | 75 | 100 | 75 |
3 | 50 | 100 | 50 |
4 | 25 | 100 | 25 |
5 | 100 | 75 | 75 |
6 | 75 | 75 | 56 |
7 | 50 | 75 | 38 |
8 | 25 | 75 | 19 |
9 | 100 | 50 | 50 |
10 | 75 | 50 | 38 |
11 | 50 | 50 | 25 |
12 | 25 | 50 | 13 |
13 | 100 | 25 | 25 |
14 | 75 | 25 | 19 |
15 | 50 | 25 | 13 |
16 | 25 | 25 | 6 |
 |
X - % нормированной скорости; Y - % нормированного крутящего момента
Рисунок 2 - Точки измерения, основанные на нормированном крутящем моменте
Таблица 2 - Точки измерения, основанные на нормированной мощности
Номер точки | Скорость, % | Крутящий момент, % | Мощность, % |
1 | 100 | 100 | 100 |
2 | 200 | 50 | 100 |
3 | 300 | 33 | 100 |
4 | 400 | 25 | 100 |
5 | 100 | 75 | 75 |
6 | 200 | 38 | 75 |
7 | 300 | 25 | 75 |
8 | 400 | 19 | 75 |
9 | 100 | 50 | 50 |
10 | 200 | 25 | 50 |
11 | 300 | 17 | 50 |
12 | 400 | 13 | 50 |
13 | 100 | 25 | 25 |
14 | 200 | 13 | 25 |
15 | 300 | 8 | 25 |
16 | 400 | 6 | 25 |
 |
X - % нормированной скорости; Y - % нормированного крутящего момента
Рисунок 3 - Точки измерения, основанные на нормированной мощности
6.2.3 Определение эффективности рекуперативного торможения в динамическом режиме
 |
n - скорость; t - время; T - крутящий момент
Рисунок 4 - Скорость вращения электродвигателя и тормозной момент при рекуперативном торможении
Таблица 3 - Примеры скорости и крутящего момента для испытания в динамическом режиме
Сценарий | Процент от максимальной скорости вращения , % | Процент от максимальной скорости вращения , % | Длительность:  , с | Процент от максимального крутящего момента электродвигателя , % |
Торможение при низкой скорости движения | 40 | 10 | 8 | 10 |
Торможение при высокой скорости движения | 60 | 40 | 10 | 10 |
n - скорость вращения испытуемого электродвигателя, об/мин;
T - крутящий момент испытуемого электродвигателя, Н·м.
Информацию об эффективности динамического рекуперативного торможения фиксируют в протоколе, пример которого приведен в таблице А.2.
Приложение А
(справочное)
Протокол испытания
В протоколе испытания должны быть указаны измеренные и рассчитанные значения, включая всю информацию, содержащуюся в таблицах А.1 и А.2.
Таблица А.1 - Протокол испытаний эффективности рекуперативного торможения в установившемся режиме
Общая информация | |||||||||
Дата и время испытаний | Место испытаний | ||||||||
Испытатель | Лицо, ответственное за проведение испытания | ||||||||
Испытание на постоянный крутящий момент | |||||||||
Номер | Скорость, | Крутящий | Мощность, | Температура, °С | Эффективность | ||||
точки | % | момент, % | % | Электродвигатель | Инвертор |
| |||
1 | 100 | 100 | 100 | ||||||
2 | 75 | 100 | 75 | ||||||
3 | 50 | 100 | 50 | ||||||
4 | 25 | 100 | 25 | ||||||
5 | 100 | 75 | 75 | ||||||
6 | 75 | 75 | 56 | ||||||
7 | 50 | 75 | 38 | ||||||
8 | 25 | 75 | 19 | ||||||
9 | 100 | 50 | 50 | ||||||
10 | 75 | 50 | 38 | ||||||
11 | 50 | 50 | 25 | ||||||
12 | 25 | 50 | 13 | ||||||
13 | 100 | 25 | 25 | ||||||
14 | 75 | 25 | 19 | ||||||
15 | 50 | 25 | 13 | ||||||
16 | 25 | 25 | 6 | ||||||
1 | 100 | 100 | 100 | ||||||
2 | 200 | 50 | 100 | ||||||
3 | 300 | 33 | 100 | ||||||
4 | 400 | 25 | 100 | ||||||
5 | 100 | 75 | 75 | ||||||
6 | 200 | 38 | 75 | ||||||
7 | 300 | 25 | 75 | ||||||
8 | 400 | 19 | 75 | ||||||
9 | 100 | 50 | 50 | ||||||
10 | 200 | 25 | 50 | ||||||
11 | 300 | 17 | 50 | ||||||
12 | 400 | 13 | 50 | ||||||
13 | 100 | 25 | 25 | ||||||
14 | 200 | 13 | 25 | ||||||
15 | 300 | 8 | 25 | ||||||
16 | 400 | 6 | 25 | ||||||
Таблица А.2 - Протокол испытаний эффективности рекуперативного торможения в динамическом режиме
Общая информация | ||||||||
Дата и время испытаний | Место испытаний | |||||||
Испытатель | Лицо, ответственное за проведение испытания | |||||||
Сценарии измерений эффективности рекуперативного торможения | ||||||||
Сценарий | Скорость вращения в начале испытания ,% | Скорость вращения в конце испытания , % | Длительность: , с | Крутящий момент электро- двигателя , N-m | ||||
Торможение на низкой скорости движения | ||||||||
Торможение на высокой скорости движения | ||||||||
Эффективность | ||||||||
Механическая энергия, Вт·ч | ||||||||
Рекуперированная энергия, Вт·ч | ||||||||
Эффективность, % | ||||||||
Приложение ДА
(справочное)
Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов межгосударственным, национальным стандартам
Таблица ДА.1
Обозначение ссылочного международного стандарта | Степень соответствия | Обозначение и наименование соответствующего межгосударственного, национального стандарта |
ISO 13064-1:2012 | - | * |
ISO 13064-2:2012 | - | * |
IEC 60034-1 | IDT | ГОСТ IEC 60034-1-2014 "Машины электрические вращающиеся. Часть 1. Номинальные значения параметров и эксплуатационные характеристики" |
IEC 60034-2-1 | IDT | ГОСТ Р МЭК 60034-2-1-2017 "Машины электрические вращающиеся. Часть 2-1. Стандартные методы определения потерь и коэффициента полезного действия по испытаниям (за исключением машин для подвижного состава)" |
* Соответствующий национальный стандарт отсутствует. До его принятия рекомендуется использовать перевод на русский язык данного международного стандарта. Примечание - В настоящей таблице использовано следующее условное обозначение степени соответствия стандартов: - IDT - идентичные стандарты. | ||
Библиография
[1] | ISO 6460-2, Motorcycles - Measurement method for gaseous exhaust emissions and fuel consumption - Part 2: Test cycles and specific test conditions (Мотоциклы. Метод измерения выбросов выхлопных газов и потребления топлива. Часть 2. Циклы испытаний и специальные условия испытаний) |
[2] | ISO 6855-2, Mopeds - Measurement method for gaseous exhaust emissions and fuel consumption - Part 2: Test cycles and specific test conditions (Мопеды. Метод измерения выбросов отработавших газов и расхода топлива. Часть 2. Циклы тестирования и специфические условия испытаний) |
[3] | ISO/TR 8713:2012, Electrically propelled road vehicles - Vocabulary (Транспорт дорожный с электроприводом. Словарь) |
[4] | ISO 11486, Motorcycles - Methods for setting running resistance on a chassis dynamometer (Мотоциклы. Методы установления сопротивления движению на беговом барабане) |
[5] | ISO 28981, Mopeds - Methods for setting the running resistance on a chassis dynamometer (Мопеды. Методы установления сопротивления движению на беговом барабане) |
УДК 62.835:006.354 | ОКС 43.140 |
Ключевые слова: мотоциклы, мопеды, электрический привод, система рекуперативного торможения, оценка эффективности, метод испытаний | |
