摘要：随着我国电动自行车的普及，我国对电动车的管理也越来越严格，并出台了一系类的管制措施，并对不符合要求的产品，进行了一定的惩处。电机是电动自行车的重要部分，其功率的大小决定了电动车的速度。所以在对电动自行车进行检验时，对功率的检验更是重中之重。本文主要分析对电动自行车功率检测产生差异的原因，包括热平衡、直流电源纹波因数、电动机装夹、测功机性能等，并分别给出了降低误差的建议。
关键词：电动自行车；电机功率；检测方法
随着我国经济的飞速发展，人们的衣、食、住、行等各方面条件都有了大幅度提高。而随着国家建设环境友好型社会理念的宣传，人们越来越青睐于自行车、电自行动车。公交车等环保节能的绿色交通工具。因此，由于人们对电动自行车需求，使得电动自行车的的数量日益增多，而电动自行车的种类也变得丰富多样，同时，电动自行车的最关键的组成部分，电机的种类也逐渐增多。而在对电机功率进行检验时，往往会与厂家标注出现差异，下面将从热平衡、直流电源纹波因数、电动机装夹、测功机性能等方面对电机功率检验出现的差异进行探讨。
一、热平衡
是否在热平衡环境下进行电动自行车功率的测试，结果可能会产生差异。我国对电动自行车最大功率测试方法是将电机放在测功机上，连通电机、控制器、转把，控制器接通电源，转把调到最大，使得电机在额定工作电压下运行，测功机要慢慢加大转矩，一直到额定转矩，并测量此时转速，再计算出输出功率，则为最大额定功率[1]。而欧洲最大额定功率的测量要在热平衡的条件之下，热平衡指的是电动自行车电机内部部件的温度变化不超过2k/小时。在电机运行过程中，出现一定的耗损，有空载损耗、铜耗、机械损耗、铁耗等，这些耗损不会凭空消失，它们转变成了另一种能量形态，就是热量，热量使得电机整体温度升高，随着温度的升高，电阻会随温度的升高而增大，随之电流减少，磁通量也会下降；在输出转矩不变的情况下，电机转速减慢，输出功率变小。
下面就使用一台48V 350W的电机进行试验，比较温度对功率造成的影响。此时的温度为19．2℃，将电机放在测功机上，使转矩达到最大值，记下十组电机的功率，计算后得到平均功率为331．7W。在此功率不变的情况下，过了2．5小时后，达到热平衡后(温度约上升30K)，再测十组电机的效率，此时得到平均功率为330．3W，比之前的功率降低了1．4W。由此可以的得到功率随温度的升高而降低的结论。因此，根据检测结果，电动自行车的电动机要一直连续工作，所以对电机功率的测定需要在热平衡下进行。
二、直流电源纹波因数
直流电源纹波因数是直流电源的一个参数，代表着直流电源的好坏。纹波的形成是因为直流电源是由交流电源经过整流稳压等过程后形成，其中会出现一些交流成分，而交流成分就是纹波[2]。电动自行车使用蓄电池供电，所以不存在纹波问题。而在检验功率时，往往采用直流电供电，其中会存在一定的纹波，纹波会对控制器产生一定的影响，进而影响电机的转速。
在实验时，采用两种不同文波的直流电源进行对比，其中1号电源的纹波峰值电压为1OOmV(对应纹波因数为0．12％)，2号电源的纹波峰值电压为250mV(对应纹波因数为0．30％)。使用这两台电源分别给48V 700W电机供电，测功机加载到15．06N．m时，得到由1号的输出功率为700．0W，2号的输出功率为697．8W，相差2．2W。由此可见，不同品质的直流电源对电机功率会产生不同的影响。所以，在进行电动自行车电机功率的检验时，要选择纹波因数小的直流电源，来缩小误差。
三、电动机装夹
电动机上没有专门设置进行相关测量的位置，所以就需要测试人员进行装夹。一般情况下测功机的一端固定在电机的工艺孔上，另一端则固定在螺纹端上。如果装夹出现问题，测功机测量中心与电机中心线产生偏差，造成电机振动，测试数据就会出现差异[3]。使用同一台36V 240W的直流电机来进行对比，模式一：电机与测功机中心对准，模式二：电机与测功机中心稍有偏离；
结果显示，模式一电动机输出功率变动很小可以不计；而模式二出现了0．2％的变化，同时模式一与模式二的平均输出功率也有差距。由此得出，电机与测功机没有完全对准，会使得结果出现较大的误差。然而这种误差与热平衡和直流电源纹波因数所产生的差异不同，这种误差是可以避免的，这就需要提高检测人员的操作能力，进行相关的职业培训，可以达到避免误差的效果。
四、测功机性能
电动自行车车速在总体使用上来说虽比自行车要快很多，但相比较来说还是属于低速，而使用的也是低速电机，低速电机存在转矩脉动大的问题，并导致电动机输出功率呈周期性变化。转矩脉动是由齿槽转矩脉动和换相转矩脉动组成，其中定子铁芯上的开口槽和齿是转矩脉动的主要原因：而相绕组电感的存在，使电动机换相时相电流上升、下降速率不一致产生了换相转矩脉动。电机制造企业都在研究如何去掉这些脉动，但至今没有找到解决办法；比如，现在控制器使用方波来控制电机，并使其换相，也没有研究出去掉这些脉动的有效方法。为了更准确的了解转矩的变化，精准描绘出电机的运行状况，可以通过测功机来采集电机每秒内100次参数。这次试验使用了48V 250W的电机，采用10Nm转矩进行测试，选取其中在1．1秒内采集的110个连续数据，并显示输出功率在263．9～268．6W之间波动。
由此可知，电机的实时输出功率是呈周期性波动的，最高电圧与最低电压之间的差值有4．7W，这将导致检测结果出现一定的差异。目前在实际检验过程中，往往是通过采用取平均值的方法来取得相对精准的功率数值。现在的测功机中在采集了一定的数值后，通过算法来对各个数据进行一定的运算，这样能够在一定程度上弱化功率周期性波动的影响，这时得到的输出功率也更加准确。所以，好的算法对测功机来说也是至关重要的，所以在进行测功机的选择上，处理要保证精度外，还要进行相关的试验，来保证其算法的精确性。
总结：综上，通过进行一系列的对比，并找出产生差异的原因，可以发现热平衡、直流电源纹波因数、电动机装夹、测功机性能等功率检测结果出现差异的重要因素，最后对如何减小差异给出建议。
参考文献：
[1]李旺.电动自行车的发展与管理思考——以佛山市顺德区为例[J].交通科技与经济,2019,21(04):21-25+53.
[2]刘回春.纯电动车未必是最终目标增程式是电动汽车未来的主力[J].中国质量万里行,2019(08):24-25.
[3]王汉丰,唐春森,左志平,吴新刚,许巍.电动车无线供电系统多负载模式分析及导轨结构优化设计[J].电气技术,2019,20(08):6-10+44.