Prüfung von Elektromotorrädern: Spitzendrehmoment, Kontinuierliche Leistung & Einhaltung des GB-Standards

Die wachsende Nachfrage nach der Validierung von Elektromotoren für Motorräder

Elektrische Zweiräder sind eines der am schnellsten wachsenden Segmente des globalen Elektrofahrzeugmarktes. Von leistungsstarken E-Motorrädern, die mit 125- bis 600-cm³-Benzinmotorrädern konkurrieren, bis hin zu leichten Elektromopeds, die Motorroller in Südostasien und im Nahen Osten ersetzen, Die Bandbreite der Spezifikationen für Antriebsmotoren ist enorm – und damit auch die Prüfanforderungen.

Im Gegensatz zu Pkw-Elektrofahrzeugmotoren, Antriebsmotoren für Elektromotorräder stehen vor besonderen Herausforderungen: hohe Spitzen-Dauerdrehmoment-Verhältnisse (Der Fahrer erwartet eine sofortige Gasannahme), Umgebungen mit starken Vibrationen, und die Notwendigkeit, vor dem Verkauf nationale Typgenehmigungstests zu bestehen. In China, das bedeutet Einhaltung Gb/t 7258 und der motorspezifischen Norm Gb/t 36979. Für Exportmärkte, IEC 60034 Es gelten die regionalen Vorschriften.

Wie sich ein elektrischer Motorradmotor von einem Industriemotor unterscheidet

Motorprüfingenieure, die von Industrie- zu E-Moto-Anwendungen wechseln, stoßen schnell auf mehrere Unterschiede:

• Hohes Spitzen-zu-Nenn-Verhältnis: E-Moto-Motoren liefern typischerweise 30–60 Sekunden lang das 3–5-fache Nenndrehmoment – ​​viel mehr als industrielle Servomotoren
• Controller-Integration: Der Motor wird immer mit seiner speziellen Steuerung getestet; Leistung ist eine Systemeigenschaft, Keine rein motorisierte Unterkunft
• CAN-Bus-Kommunikation: Moderne E-Moto-Controller kommunizieren über CAN – der Prüfstand muss mit dem CAN-Netzwerk verbunden sein, um Diagnosedaten des Controllers auszulesen
• Großer Geschwindigkeitsbereich: Nabenmotoren für Mopeds arbeiten mit 200–1.000 U/min; Mittelantriebsmotoren für Performance-Bikes erreichen vor dem Untersetzungsgetriebe 5.000–10.000 U/min
• Thermische Empfindlichkeit: Kompakte Motorpakete haben eine begrenzte Kühlung – thermische Tests sind wichtiger als bei größeren Industriemotoren

Testelemente pro GB/T 36979 und gb/t 7258

1. Kontinuierlicher Drehmomenttest

Motor und Steuerung laufen mit Nennspannung und steigendem Drehmoment, bis das Nenndauerdrehmoment erreicht ist. Das System muss das Nenndauerdrehmoment aufrechterhalten 30 Minuten mit einem Temperaturanstieg, der den angegebenen Grenzwert für die Isolationsklasse des Motors nicht überschreitet.

Warum es wichtig ist: Das Dauerdrehmoment bestimmt die rechtliche Klassifizierung – Fahrräder, die das Nenndrehmoment nicht aufrechterhalten können 30 Minuten können als Fahrzeuge mit geringerer Leistung umklassifiziert werden, Auswirkungen auf die Versicherungs- und Lizenzanforderungen in vielen Märkten.

2. Kontinuierlicher Leistungstest

Ähnlich dem Dauerdrehmomenttest, Die Last ist jedoch auf Dauernennleistung eingestellt (Drehmoment × Drehzahl = konstante Leistung). Die 30-minütige Sustain-Anforderung gilt gleichermaßen.

3. Spitzendrehmomenttest

Der Motor wird mit Nennspannung betrieben, mit Belastung bis zum Spitzendrehmoment (in der technischen Produktakte angegeben) erreicht ist. Anforderungen an die Dauer:

• Elektromotorrad (Motorrad): Spitzendrehmoment wird aufrechterhalten 60 Sekunden
• Elektrisches Moped / leichtes Motorrad (Moped): Spitzendrehmoment wird aufrechterhalten 30 Sekunden

Der Temperaturanstieg darf am Ende des Tests die Grenzwerte nicht überschreiten. Dieser Test ist der thermisch anspruchsvollste in der Validierungssequenz.

4. Spitzenleistungstest

Gleiche Anforderungen an die Dauer wie beim Spitzendrehmomenttest. Die Spitzenleistung beträgt bei leistungsstarken E-Motos typischerweise das Zwei- bis Vierfache der Dauerleistung. Der Prüfstand muss in der Lage sein, die erforderliche Last innerhalb von 1–2 Sekunden nach Beginn des Zeitintervalls aufzubringen.

5. Test der maximalen Arbeitsgeschwindigkeit

Bei angelegter Nennspannung, Der Controller befiehlt die maximale Geschwindigkeit. Es wird eine Last angewendet, die mindestens dem in den technischen Unterlagen des Produkts angegebenen Mindestmaß entspricht. Der Motor muss bei maximaler Arbeitsgeschwindigkeit einen stabilen Betrieb gewährleisten nicht weniger als 3 Minuten.

6. Bewerteter Geschwindigkeitstest

Der Motor läuft mit Nennspannung und zunehmender Last, bis das Nenndrehmoment erreicht ist. Damit ist S1 etabliert (kontinuierlich) Nenngeschwindigkeit unter Volllastbedingungen – der Bezugspunkt für die T-N-Kurve und Effizienztests.

7. Externe Kennlinie (T-N-Kurve)

Die vollständige Drehmoment-Drehzahl-Kurve von der Drehzahl Null bis zur Höchstdrehzahl bei Nennspannung des Reglers. Wie bei allen T-N-Kurven für Servo-/Fahrmotoren, Dies bildet den kontinuierlichen Betriebsbereich ab. Für E-Moto-Anwendungen, Die Kurve ist besonders wichtig, da die gesetzliche Höchstgeschwindigkeit aus dieser Kurve unter Last abgeleitet wird – und nicht aus der Leerlaufgeschwindigkeit im Leerlauf.

8. Effizienztest

Der Wirkungsgrad wird an fünf Drehmomentpunkten als Bruchteil des Nenndrehmoments gemessen:

Testpunkt	% des Nenndrehmoments	Typisches Effizienzziel
Leichte Belastung	50%	>75%
Teillast	80%	>82%
Nennlast	100%	>85%
Hohe Belastung	150%	>82%
Spitzenlast	200%	>75%

Das Testverfahren: Motor mit Nennspannung und Nenndrehzahl, ins thermische Gleichgewicht gebracht (S1-Zoll pro GB/T 755-2019), dann schritt das Drehmoment durch jeden Messpunkt. Systemwirkungsgrad = mechanische Ausgangsleistung / elektrische Eingangsleistung (gemessen am DC-Eingang des Controllers).

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Testsoftware-Effizienzdiagramm mit fünf Messpunkten, aufgetragen auf der Effizienz-Drehmoment-Achse mit GB/T-Konformitätsmarkierungen

Prüfstandskonfiguration für elektrische Motorradmotoren

Systemkomponenten

Komponente	Spezifikation	Notizen
Belastungsprüfstand	AC-Servo, 15–50 kW, 0–10.000 U/min	Vierquadranten zur Regenerationssimulation
Drehmoment-Geschwindigkeitssensor	0–500 N·m, ±0,1 % FS	Auf maximales Drehmoment ausgelegt, kein Nenndrehmoment
Leistungsanalysator	4-Kanal, 600V / 500A	DC-Eingang + 3-Phase AC-Ausgang des Controllers
Motorleistungsanalysator	WH-Serie, 0.2% Genauigkeit	Gleichzeitige elektrische + mechanische Erfassung
CAN-Kommunikationskarte	CAN 2.0A/B	Liest Controller-Fehlercodes und Parameter
Datenlogger	16-Kanal-Thermoelement	Wicklung, Lager, Gehäusetemperaturen
Bidirektionale Gleichstromversorgung	0–120V / 0–500 A typisch	Simuliert die Spannung des Akkupacks
Umweltkammer	-20°C bis +60°C (optional)	Kaltstart- und Hochtemperaturtests
Sicherheitsschutz	Vollständiges Gehäuse, Verriegelung	Erforderlich für Hochgeschwindigkeitswelle

CAN-Schnittstelle: Warum es wichtig ist

Moderne E-Moto-Controller kommunizieren Motorgeschwindigkeitsbefehle, Drehmomentgrenzen, und Fehlerzustände über CAN-Bus. Ohne CAN-Schnittstellenkarte im Prüfstand, Ingenieure können das nicht:

• Lesen Sie die tatsächliche Motorgeschwindigkeit vom Encoder der Steuerung ab (im Vergleich zur Geschwindigkeitsmessung am Prüfstand)
• Überwachen Sie Controller-Fehlercodes während des Tests in Echtzeit
• Steuern Sie Geschwindigkeit/Drehmoment über das native Protokoll des Controllers (Für einige OEM-Abnahmetests erforderlich)
• Protokollieren Sie Temperatur- und Stromgrenzdaten des Controllers sowie Labormessungen

Dyno-Größe: Das Spitzendrehmoment ist der Designtreiber

Ein kritischer Fehler bei der Dimensionierung ist die Auswahl des Lastprüfstands anhand der Nennleistung (kontinuierlich) Drehmoment statt Spitzendrehmoment. Wenn das Spitzendrehmoment des Motors das Dreifache des Nenndrehmoments beträgt, Der Prüfstand muss so dimensioniert sein, dass er das 3-fache Nenndrehmoment aufnehmen kann – auch wenn dieser Zustand nur anhält 60 Sekunden. Eine Unterdimensionierung des Leistungsprüfstands bedeutet, dass dieser in den thermischen Schutz übergeht, bevor der Spitzendrehmomenttest des Motors abgeschlossen ist, das Testergebnis ungültig machen.

Häufige Herausforderungen und Lösungen beim Testen

Herausforderung: Ein hohes Spitzendrehmoment erfordert enorme Vorrichtungslasten

Lösung: Sowohl der Motor als auch das Dynamometer müssen auf einem starren Gleitschienensystem montiert werden, damit das Reaktionsdrehmoment bei Spitzendrehmomenttests von der Vorrichtung absorbiert wird, nicht die Wellenkupplung. Die Kupplungsausrichtung muss bei betriebswarmem Motor eingestellt werden – thermische Ausdehnung verändert die Wellenausrichtung und kann zu falschen Drehmomentwerten führen.

Herausforderung: Controller vs. Trennung der Motoreffizienz

Lösung: Installieren Sie die Gleichspannungs- und Strommessung des Leistungsanalysators an den Batterie-/Versorgungsklemmen (Controller-Eingang). Die 3-Phasen-Wechselstrommessung erfolgt am Reglerausgang (Motoreingang). Daraus ergeben sich drei Effizienzkennzahlen: Controller-Effizienz, Motoreffizienz, und Gesamtsystemeffizienz – alles aus einem einzigen Testlauf.

Herausforderung: Temperaturmessung in Kompaktmotoren

Lösung: Für kompakte Nabenmotoren ohne zugängliche Wicklungsköpfe, Oberflächenthermistoren, die mit dem Außendurchmesser des Stators verbunden sind, werden als Indikator für die Wicklungstemperatur verwendet. Eine Kalibrierungskurve (Oberflächentemperatur vs. Wicklungstemperatur) muss während R festgelegt werden&D-Test.

Häufig gestellte Fragen

Was ist der Unterschied zwischen GB/T 36979 und gb/t 7258 für die Prüfung von Elektromotorrädern?

Gb/t 36979 ist die motorspezifische Norm, die Leistungstestmethoden für elektrische Motorrad- und Moped-Antriebsmotoren abdeckt (Drehmoment, Leistung, Effizienz, thermische Tests). Gb/t 7258 ist der umfassendere Fahrzeugstandard für Motorräder und Mopeds – er bezieht sich auf GB/T 36979 für Motortestmethoden und fügt Anforderungen auf Fahrzeugebene für das Bremsen hinzu, Beleuchtung, und Sicherheitssysteme.

Muss ein Prüfstand für Elektromotorräder ein regeneratives Bremsen simulieren??

Zur vollständigen Systemvalidierung, Ja. Viele leistungsstarke E-Moto-Controller verfügen über eine regenerative Bremsfunktion. Um die Regenerationseffizienz zu testen, ist ein Vierquadranten-Dynamometer erforderlich, das die Motorwelle antreiben kann (Simulation des Rades, das den Motor während der Verzögerung antreibt). Für grundlegende Typgenehmigungsprüfungen, Eine Regeneration ist normalerweise nicht erforderlich.

Welche Mindestgenauigkeit ist für die Prüfung von E-Moto-Motoren erforderlich??

Gb/t 36979 erfordert eine Messunsicherheit von ≤0,5 % für das Drehmoment, ≤0,2 % für Geschwindigkeit, und ≤0,5 % für elektrische Leistung. Diese Anforderungen bestimmen die Gerätespezifikationen für den Prüfstand – insbesondere den Drehmomentsensor (±0,1 % FS mindestens) und Leistungsanalysator (Genauigkeitsklasse ±0,05 % bis ±0,2 %).

Kann derselbe Prüfstand sowohl Nabenmotoren als auch Mittelantriebsmotoren testen??

Ja, mit entsprechenden Kupplungsadaptern. Nabenmotoren benötigen einen Adapter, um den Radnabenflansch mit dem Drehmomentsensor zu verbinden. Mittelantriebsmotoren werden direkt über eine Standard-Motorwellenkupplung angeschlossen. Der Wechsel zwischen den Konfigurationen dauert bei mechanischer Neukonfiguration normalerweise 30–60 Minuten.

Abschluss

Für die Prüfung von Elektromotorrädern ist ein Prüfstand erforderlich, der hohe Spitzendrehmomente verarbeiten kann, Schnittstelle zum CAN-Bus des Controllers, und führen Sie den vollständigen GB/T aus 36979 Prüfablauf automatisch. Wenn Sie es vor der Einreichung der Typgenehmigung richtig machen, sparen Sie wochenlange Nacharbeit und vermeiden kostspielige Nachprüfungen.

Die Prüfstände für E-Moto-Motoren von EconoTest umfassen Motoren von 1 kW zu 100 kW kontinuierlich, mit Spitzendrehmomentfähigkeit bis zum 5-fachen Nennwert, Vollständige CAN-Schnittstelle, und automatisiertes GB/T 36979 konforme Prüfberichte.

→ Fordern Sie eine Konfiguration an abgestimmt auf Ihre Motor- und Steuerungsspezifikationen.

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