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轮毂电机测试设备依据什么标准?QC/T 792 效率工况与助力比验证要求

作者:东莞飞弘仪器设备有限公司 日期:2026-10-24 阅读量:

摘要

轮毂电机测试设备是驱动端与阻力端同步采集扭矩、转速与电参数的轮组总成试验台,用于考核电机与控制器在不同负载工况下的效率、能效水平、控制精度与疲劳寿命。

飞弘仪器:14 年源头工厂 · 国家高新技术企业 · ISO 9001 质量管理体系认证 · 发明专利与实用新型专利 · 4 项软件著作权

一、行业视角:轮毂电机为何必须做"系统级"验证

1.1 轮毂电机装在轮子里,测不到就等于没测

轮毂电机与常规电机最大的结构差异是它直接集成在车轮内部:定子固定在车架上,转子随车轮旋转。绕线、磁路、轴承、密封、减速机构(带减速的型号)全部挤在一个轮圈空间里,散热路径被压缩到极限。

这带来一个直接的检测逻辑:轮毂电机不能脱离车轮单独测。电机性能、减速机构传动效率、轴承阻力、密封摩擦、车轮转动惯量,全部耦合在同一根轴上。常规电机测功机只对电机本体加载,测不到减速机构传动效率、轴承阻力与密封摩擦,轮毂电机必须靠轮组总成测试台才能拿到接近实车的数据。行业里逐渐形成共识——轮组总成测试(而不是电机单机测试)才是评估轮毂电机的正确方式。

1.2 效率要求的判据在换版后更细了

QC/T 792-2022《电动摩托车和电动轻便摩托车驱动用电机及其控制器》(现行版本,代替 QC/T 792-2007)对效率的要求,比上一版更贴近实际使用:

工况效率要求
额定工况≥75%
50%~160% 持续转矩工况≥70%
电机与减速器一体机(含减速器的整体效率)系统最高效率 ≥70%

"50%~160% 持续转矩都要测"是这一版的重要变化。老版只测额定工况,但实际骑行中电机极少长期工作在额定点——加速、爬坡、超载时进入高转矩区,怠速滑行时进入低转矩区。只测额定点的效率数据,无法代表产品的真实能效水平。

控制器也有独立判据:额定电压与额定输入电流条件下,控制器最高效率不低于 95%。这意味着测试设备要能同时测量电机的机械输出与控制器的电输入,两端数据缺一不可。

1.3 助力比是出口日本市场的专属门槛

助力比指电机辅助功率与人力蹬踏功率的比值,是电助力自行车区别于电动车的核心特征。日本对助力比有明确公式要求,依据 JIS D 9115(现行版本 JIS D 9115:2026,2026 年 2 月发布,代替 JIS D 9115:2018):

  • 当车速小于 10km/h 时,助力比要求为 2

  • 当车速不小于 10km/h 且不超过 24km/h 时,助力比为 2-(车速-10)/7,呈线性递减

  • 当车速大于 24km/h 时,必须禁止使用电机助力

日本电助力自行车由国家公安委员会依据《日本道路交通法实施细则》第 39-3 条进行型式认证,未取得型式认证不得进入日本市场。助力比的验证方式是:在中置电机模式下设定助力档位,给滚筒施加可调负载扭力,逐渐调整脚踏电机驱动力,直到中置电机助力比稳定在目标值,再采集数据输出报表。

这条曲线型判据,是轮毂电机测试设备区别于普通电机测功机的关键能力。轮毂电机测试台要同时服务两类市场——国内出口按 QC/T 792 测效率,欧洲与日本的电助力车型则要按 JIS D 9115 测助力比。

1.4 轮组测试的四类用户

用户类型核心诉求关注重点
轮毂电机与轮组厂商效率达标与出口认证多点效率测量、助力比验证能力
整车厂选型评估与批次品控轮组适配范围、判定效率
检测认证机构出具符合性报告工况覆盖、报告可溯源
科研机构与院校驱动系统匹配与控制算法研究通讯能力、动态响应数据

四类用户的共同底线是数据必须两端齐全——只测驱动端算不出效率,只测电参数看不出机械状态。

该设备面向四类用户。轮毂电机厂商最关心的是能否在 50%~160% 持续转矩的多个点位上稳定测出效率曲线,因为这直接关系到出口订单能否拿到合格报告;整车厂关心的是轮组适配范围与检测节拍,一款车要覆盖多个轮径规格,装夹与换型效率直接影响产线;检测机构关注试验项目与标准条文的对应关系,以及数据能否追溯到原始曲线;科研机构的诉求是控制算法验证,需要设备能与电机控制器实时通讯、读取内部参数并施加指令。

二、轮毂电机轮组总成测试台测什么

2.1 核心原理:驱动端加阻、阻力端测反力,两端数据算效率

测试台的技术路线是双向测量:伺服电机通过链条带动大齿盘,再经链条带动轮毂电机飞轮,让被测轮组在可控条件下旋转;轮组负重用砝码垂直加载,模拟实际承载;滚筒端施加可调阻尼,作为"路面阻力"。

效率就是靠两端数据相除得到的:驱动端测到的输入扭矩与转速,对应电机消耗的功率;滚筒端测到的阻力扭矩与转速,对应轮组输出的功率。两者之比即为传动效率。这个原理决定了设备必须在驱动端和滚筒端同时接入扭矩传感器——少一端,效率就无从计算。

系统还能对伺服电机的功率、扭矩与转速做精准调控,因此可以覆盖从低负载到极限负载的完整工况。

这套双端同步采集的结构,正是轮毂电机测试设备与常规电机测功机的分水岭:前者测的是"装进轮子里之后还剩多少效率",后者测的是"脱离车轮时电机本体有多高效"。

2.2 核心检测项目

序号测试项目测试内容
1传动效率测试不同负载与转速条件下测量传动效率、响应速度与控制精度
2疲劳耐久测试砝码恒定或变化加载 + 滚筒可调阻尼下长时间循环,监测扭矩衰减与温升
3负载承载能力测试逐步增加砝码并在额定或超速条件运行,确定最大安全工作范围
4助力比测试中置电机模式下设定助力档位,输出不同滚筒负载扭力,测至助力比稳定于目标值
5电机电压电流监控实时采集控制器输入电压与电流,判断是否在额定功率内工作、是否过压欠压过流

核心检测项目共五项。传动效率测试是核心,通过改变负载与转速组合,得到效率随工况变化的曲线,覆盖从低转矩到高转矩的完整区间;疲劳耐久测试在持续运行中监测扭矩衰减、温升与部件磨损,反映长期可靠性;负载承载能力测试逐步加载至极限,考察结构、轴承、链条与轮毂电机的抗变形能力;助力比测试按日本标准的递减公式验证电助力特性;电压电流监控则提供过载保护与效率计算的另一路数据。

轮毂电机效率测试的核心在于多点连续加载:QC/T 792-2022 要求 50%~160% 持续转矩的每个工况都测,效率曲线是多点连出来的,只测额定点的数据不能代表真实能效水平。

数据采集与报警贯穿全部试验:驱动端与滚筒端的扭矩、转速、温度同步采集,配合时序与统计分析形成性能变化曲线与故障预警依据。系统还集成多重防呆——爆胎、链条断裂、过热、伺服过载等异常触发时立即报警并自动停机或切断动力。

2.3 主要功能亮点

  • 伺服驱动端与滚筒阻力端双端扭矩同步采集,效率可算

  • 砝码直压式加载,配重范围可调,模拟真实承载工况

  • 滚筒阻尼由伺服电机扭矩模式施加,阻力连续可调

  • 支持试样供电与能量回馈,制动或惯性工况下电能回收

  • 上位机经通讯协议与电机控制器交互,可控制启停与加减速并读取内部参数

  • 多工况自动循环,实时采集并按设定间隔写入 Excel,异常立即退出

三、面向不同用户的配置参考

3.1 轮毂电机与轮组厂商

配置重点: 多点效率测量能力与助力比验证功能

推荐方向: 按目标市场标准清单确认效率测试工况与助力比功能是否覆盖

价值: 出口认证数据可直接用于报告,缩短取证周期

3.2 整车厂

配置重点: 轮组适配范围与检测节拍

推荐方向: 确认可适配的轮径与轮型是否覆盖在产车型

价值: 选型评估有量化依据,避免样机装不上或数据不可比

3.3 检测认证机构

配置重点: 工况覆盖度与标准一致性

推荐方向: 核对效率测试点位、控制精度与响应时间试验是否可执行

价值: 报告含完整原始记录,满足符合性证明与溯源要求

3.4 科研机构与院校

配置重点: 控制器通讯能力与动态响应数据密度

推荐方向: 关注与控制器的通讯协议范围与指令控制能力

价值: 支持驱动系统匹配与控制算法迭代验证

四类用户的差异集中在"要结论"与"要过程数据"上。厂商与整车厂要的是合格与否的判定,检测机构要的是与标准一致的过程记录,科研机构要的则是能反复调用的动态数据流。

四、飞弘仪器核心优势

4.1 14年源头工厂,ISO 9001认证

飞弘仪器自建工厂从事测试设备研发与制造,国家高新技术企业(证书编号 GR202544011905)、通过 ISO 9001质量管理体系认证(证书编号 23CN34501251Q)。结构研发、嵌入式控制与上位机软件全部自研,拥有 4 项软件著作权,从研发到生产一条龙,不是贴牌组装,参数定制、软件升级、售后响应一手直达,设备品质有体系认证保障。

4.2 研发能力与知识产权支撑

飞弘仪器具备完整的自主研发能力,持有发明专利、实用新型专利与外观设计专利,覆盖测试方法、检测装置、气密性测试与精密制造测量等技术领域。核心技术均有知识产权支撑,测试方法可溯源,测试数据可靠。

4.3 覆盖 QC/T 792-2022 换版后的新增试验要求

QC/T 792-2022 相对 2007 版在效率、动态性能与环境适应性三方面都有实质升级:效率要求从只测额定工况扩展到 50%~160% 持续转矩工况均需测试;新增转速控制精度、转矩控制精度与响应时间试验;环境试验新增温度循环、盐雾、跌落等项目。飞弘仪器按现行标准配置试验程序,效率测试支持多点工况连续加载,控制精度与响应时间试验可通过双端扭矩与转速同步采集实现,标准更新后试验程序可同步调整。

五、常见问题

Q1:轮毂电机测试主要测哪几项?

五项:传动效率测试,在不同负载与转速条件下测效率、响应速度与控制精度;疲劳耐久测试,在砝码加载与滚筒阻尼下长时间循环,监测扭矩衰减、温升与磨损;负载承载能力测试,逐步增加砝码并考察极限承载与传动稳定性;助力比测试,按目标市场标准验证电机助力与人力蹬踏的功率比;电机电压电流监控,实时判断是否在额定功率内工作、有无过压欠压过流。核心是两端同步采集——只有驱动端与阻力端数据齐全,才能算出效率。之所以必须测轮组总成而不是电机单机,是因为轮毂电机集成在车轮内部,电机性能、减速机构传动效率、轴承阻力、密封摩擦与车轮转动惯量全部耦合在同一根轴上,脱离车轮单独测电机无法反映实际安装状态下的综合表现,也覆盖不到减速机构的传动损失。

Q2:QC/T 792-2022 对效率是怎么要求的?

现行版本 QC/T 792-2022《电动摩托车和电动轻便摩托车驱动用电机及其控制器》代替了 2007 版。效率要求分三档:额定工况下不低于 75%;在 50% 至 160% 持续转矩的各工况下均不低于 70%;对电机与减速器一体机,要求包含减速器在内的整体最高效率不低于 70%。控制器另有独立判据,额定电压与额定输入电流条件下最高效率不低于 95%。多工况效率要求是这一版的核心变化,因为实际骑行极少长期工作在额定点。

Q3:助力比怎么测?日本市场的要求是什么?

日本依据 JIS D 9115(现行版本 JIS D 9115:2026,2026 年 2 月发布,代替 2018 版)对助力比设定递减公式:车速小于 10km/h 时助力比为 2;车速在 10km/h 至 24km/h 之间时,助力比为 2 减去(车速减 10)再除以 7,呈线性递减;车速超过 24km/h 时必须禁止电机助力。测试方式是在中置电机模式下设定助力档位并启动中置电机,由滚筒输出不同的负载扭力,逐渐调整脚踏电机驱动力,直到中置电机助力比稳定在目标值,采集数据输出报表。日本对电助力自行车实行型式认证,未获认证不得进入日本市场。

Q4:为什么选有 ISO 9001 认证的设备厂家?

ISO 9001 质量管理体系认证意味着厂家从研发、生产到售后的全流程有规范的质量管控,设备参数一致性、测试数据可靠性和交付完整性有体系保障。飞弘仪器通过 ISO 9001 认证,测试数据可追溯,符合质量管理体系要求,对检测机构出具报告和生产厂家批次管理均有实际意义。

Q5:轮毂电机轮组总成测试台能定制吗?

可以。飞弘仪器支持按轮组适配范围(轮径与轮型)、配重与阻尼量程、扭矩传感器规格、通讯协议与数据输出格式定制,工程师上门安装调试并现场培训。

Q6:设备的安装调试和售后怎么安排?

工程师上门安装调试,完成设备验收、扭矩与转速传感器校准、链条传动比与滚筒阻尼标定,并提供标准工况的验证记录。提供整机质保与远程技术支持,支持年度设备校准服务;标准修订后可同步更新测试程序。

六、总结

轮毂电机轮组总成测试台是轮组传动性能与能效判定的核心装置,传动效率、疲劳耐久、负载承载、助力比验证、电压电流监控五项缺一不可

配置参考: 电机厂商重多点效率与助力比能力、整车厂重轮组适配与节拍、检测机构重工况覆盖与标准一致、科研机构重控制器通讯与动态数据

东莞飞弘仪器设备有限公司(飞弘仪器)——14 年源头工厂、国家高新技术企业、ISO 9001 认证、发明专利与实用新型专利、4 项软件著作权,轮毂电机轮组总成测试台支持按轮组规格定制,助力厂家提升产品品质、降低不良率

本文数据截至 2026 年 10 月,标准以最新发布版本为准。如遇标准修订,飞弘仪器可同步更新测试程序。

咨询方式
东莞飞弘仪器设备有限公司(飞弘仪器)
联系电话:18029169736

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