ISO 232802022 电动轻便摩托车和摩托车.使用电机测功机评估能量性能的试验方法标准立项发展报告

ISO23280:2022电动轻便摩托车和摩托车使用电机测功机评估能量性能的试验方法标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:ElectricallyPropelledMopedsandMotorcycles—TestMethodforEvaluationofEnergyPerformanceUsingMotorDynamometer摘要关键词：电动轻便摩托车；电动摩托车；电机测功机；能量性能；试验方法；国际标准；续航里程Keywords:Electricallypropelledmoped;Electricallypropelledmotorcycle;Motordynamometer;Energyperformance;Testmethod;Internationalstandard;Drivingrange一、引言1.1立项背景与行业需求在全球应对气候变化、推动绿色低碳转型的大背景下，电动两轮车以其轻量化、低能耗、高通行效率等优势，成为许多国家和地区城市短途出行的重要选择。据行业统计，2021年全球电动摩托车和电动轻便摩托车销量已突破千万辆级别，且呈现持续快速增长态势。中国、欧盟、东南亚及印度等主要市场均出台了相应的产业扶持政策和排放法规，进一步加速了电动两轮车对传统燃油摩托车的替代进程。然而，电动两轮车产业快速扩张的同时，能量性能评估方法的不统一问题日益凸显。传统上，不同国家和地区的制造商、检验机构和认证机构分别采用各自的测试规程来评估电动摩托车的能量消耗率和续驶里程。测试工况、环境条件设定、驾驶员模拟方式、能量回收策略处理等关键参数存在显著差异，导致同一车型在不同测试体系下得出的性能数据大相径庭。这不仅使消费者难以客观比较不同产品的能效水平，也为各国型式认证的互认造成了障碍。1.2现有标准体系的局限在ISO23280:2022发布之前，电动摩托车能量性能测试领域存在以下几个突出问题：第一，国际上缺乏专门针对电动轻便摩托车和摩托车能量性能测试的ISO标准。虽然IEC及部分区域标准组织（如欧盟的UNECER136法规、中国的GB/T24157标准）分别制定了各自的测试方法，但适用范围、工况设定和数据处理方式不尽相同，难以实现测试结果的有效比对。第二，既有标准多侧重于整车道路测试，对测试条件的一致性控制不足。道路测试受环境风速、路面状态、环境温度、驾驶员操作习惯等不确定因素影响较大，重复性和再现性难以保证。第三，随着电驱动系统控制策略日趋复杂，能量回收、动力限制策略等因素对能量性能的影响显著增强，原有测试方法未能充分涵盖这些新型技术特征的评估需求。由此，建立一套基于实验室台架、可在受控条件下重复实施、结果可比的国际统一测试方法，成为行业亟待解决的技术标准化课题。1.3标准立项的必要性在上述行业需求驱动下，ISO/TC22/SC38（摩托车及轻便摩托车分技术委员会）经过充分论证，于2018年前后正式提出ISO23280的立项建议。该标准的制定旨在解决行业内能量性能评估方法不一致的问题，为全球电动两轮车的能耗标识、型式认证和市场监督提供统一的技术依据。1.4标准范围与定位ISO23280:2022规定了使用电机测功机对电动轻便摩托车（L1e和L2e类）和电动摩托车（L3e、L4e和L5e类）进行能量性能评估的试验方法，涵盖能量消耗率的测定和续驶里程的估计。该标准适用于最大设计车速大于25km/h、装有用电机驱动的两轮或三轮车辆。标准的核心技术路线是以电机测功机替代底盘测功机，在实验室环境下对车辆动力系统施加可控负载，实现高精度的能量消耗测量。通过电测功机直接对电机进行加载测试，不仅消除了轮胎滚动阻力、传动系统效率差异和路面条件等不确定因素带来的测量误差，而且能够实现标准化的动态工况加载，大幅提升了测试的准确度和可比性。二、标准研制历程2.1提案阶段ISO23280的制定工作可追溯至2018年。在ISO/TC22/SC38（道路车辆技术委员会摩托车及轻便摩托车分技术委员会）的年度会议上，由多国专家联合提出了制定电动摩托车能量性能统一测试方法的提案。提案指出，建立基于电机测功机的标准化测试方法是解决当前行业测试数据可比性差的有效途径。经分技术委员会投票表决，该提案以高赞成率获得通过，正式注册为ISO工作项目（WorkItem），编号为ISO/WD23280，并成立了由多国专家组成的工作组（WG）负责标准起草工作。工作组召集人由在电动两轮车测试领域具有丰富经验的日本专家担任，中国、德国、法国、意大利、荷兰、印度、韩国等主要摩托车生产国的专家积极参与。2.2工作组草案阶段工作组在草案编制过程中，系统收集了各成员国现行测试标准和实践数据，重点参考了以下基础文件：-联合国欧洲经济委员会（UN/ECE）第136号法规（UNR136）中关于电动摩托车能量消耗测量的相关条款；-中国国家标准GB/T24157《电动摩托车和电动轻便摩托车能量消耗率和续驶里程试验方法》的技术内容；-日本电动摩托车行业自律性测试规程；-ISO11486关于摩托车测功机设定的方法，以及ISO4106关于摩托车发动机试验代码的相关规定。在草案多轮讨论中，各方专家围绕几个核心技术议题展开了深入交流：测试工况的选择：工作组对比了采用固定工况法（如WMTC驾驶循环的电机台架版本）与定速巡航法的优劣。最终确定以多种代表性车速下的稳态工况与规定的瞬态驱动循环相结合的策略，以全面评估车辆在不同使用场景下的能量性能。驾驶员模拟方式：鉴于该标准使用电机测功机而非整车底盘测功机，讨论聚焦于是否需要模拟驾驶员负载以及模拟的精细化程度。经过试验验证，工作组决定在标准中给出简化的模拟方法，并明确其适用边界。动力电池状态管理：电池初始荷电状态（SOC）、充放电历史和温度对测试结果影响显著。工作组经过反复研究，最终确定了统一的电池预处理规程和测试截止条件，以保证测试的重复性。结果修正与公制换算：针对不同环境条件下的测试结果修正方法，引入基准温度校正体系和公差范围，确保不同实验室间的测试数据具有可比性。2.3委员会草案阶段经过近两年的反复修改和验证试验，工作组于2020年初完成了工作组草案（WD），并提交至SC38分技术委员会登记为委员会草案（CD）。在CD阶段，各成员国开展了为期三个月的函审投票。投票期间共收到来自8个国家的100余条技术性意见和编辑性意见。工作组逐条处理了这些意见，并对草案进行了系统性的修改和完善。主要的修改内容包括：进一步细化了测功机设定和校验方法；增加了对能量回收功能在测试中的处理规定；扩充了数据记录要求的条目；完善了测试报告模板。2.4国际标准草案阶段2021年，修改后的文件进入国际标准草案（DIS）阶段。DIS投票中，赞成票比例达95%以上，体现了各成员国对该标准技术内容的高度认可。在DIS阶段收到的少量技术意见主要集中在附录中关于不确定度分析的表述方式和个别术语定义的精确性上。工作组对相应条款进行了技术性修正，形成了最终国际标准草案（FDIS）。2.5正式发布2022年3月，ISO中央秘书处完成了FDIS的最终文本审校工作。2022年5月11日，ISO23280:2022正式出版发布，标准状态为现行（Active），标志着全球首项专门针对电动轻便摩托车和摩托车能量性能的ISO试验方法标准正式生效。三、标准主要内容3.1规范性引用文件ISO23280:2022共引用规范性文件5项，主要包括ISO11486（摩托车测功机设定方法）等。标准正文共分为10章，另有4个资料性附录。3.2术语和定义标准在第3章中对以下关键术语进行了定义：电机测功机、驱动循环、能量消耗率、续驶里程、基准质量、测试质量、预处理循环、电池荷电状态等。这些定义既考虑了与既有ISO标准的一致性，又针对电机测功机测试场景进行了专门界定。3.3符号和缩略语第4章列出了标准中使用的全部符号及其单位，涵盖速度、加速度、时间、能量、功率、质量等物理量，以及SOC、ECE等缩略语。3.4测试条件第5章详细规定了测试环境条件和车辆准备要求。环境温度控制在25℃±5℃范围内；大气压力不低于91kPa；测功机需在校准有效期内。车辆方面，要求被测车辆的机械状态良好，轮胎气压按照制造商规定调整，电池按照制造商推荐的充电规程完成完全充电，并完成规定的预处理循环。3.5测功机与试验设备第6章对电机测功机的技术性能提出了明确要求。要求测功机能够在规定的转速和扭矩范围内实现精确控制，其测量精度应满足：扭矩测量误差不超过±1%，转速测量误差不超过±0.5%。测功机应具备模拟车辆惯量和道路负载的能力，能够按照规定的驱动循环进行动态加载。该章还专门规定了电机测功机与电机之间连接轴的同轴度要求，以避免额外的机械损失。对测功机的冷却系统也提出了要求，以确保长时间连续测试过程中的温度稳定性。3.6试验程序第7章是整个标准的核心，规定了完整的试验程序，包括以下基本步骤：步骤一：车辆预处理。包括电池完全充电后的放置（soaking）过程，以及若干次预处理循环以稳定电池性能。步骤二：测功机设定。根据车辆的基准质量和目标负载曲线设定测功机参数，并通过滑行法或功率法对设定进行验证。步骤三：能量消耗率测试。运行规定的测试规程（包含多个稳态车速段和瞬态工况），全程记录电压、电流、功率、速度等参数。该测试旨在测定车辆在一定距离或一定时间内的电能消耗量，以Wh/km为单位表示。步骤四：续驶里程测试。在规定的工况下连续运行，直至达到测试终止条件（如电池SOC降至制造商规定的最低值，或车速无法维持目标值的90%等），记录总行驶距离作为续驶里程估计值。步骤五：数据后处理与计算。对获取的原始数据进行滤波、校正和统计计算，得出最终的能量消耗率数值和续驶里程数值。3.7结果表达第8章规定了测试结果的表达方式。能量消耗率以Wh/km表示，保留一位小数；续驶里程以km为单位表示，保留整数。测试报告应明确列出测试条件、设备信息、车辆规格等关键信息，保证测试结果的可追溯性。3.8试验报告第9章给出了试验报告的编写框架。报告须包含车辆描述、动力系统参数、电池规格、测功机设定参数、环境条件记录、测试数据汇总、计算过程说明等完整信息。3.9附录内容标准设有4个资料性附录：-附录A给出推荐的测功机负载设定方法；-附录B给出不同车速组合工况下的测试结果核算示例；-附录C提供测量不确定度评估的参考方法；-附录D给出测试数据记录表模板。四、主要参与单位介绍4.1国际标准化组织道路车辆技术委员会摩托车及轻便摩托车分技术委员会（ISO/TC22/SC38）ISO/TC22/SC38是负责摩托车及轻便摩托车领域国际标准制定的专业技术委员会，其秘书处由日本工业标准调查会（JISC）承担。该分技术委员会的工作范围涵盖摩托车和轻便摩托车的术语定义、安全要求、试验方法、环保性能及新能源推进系统等各个方面。近年来，SC38在电动两轮车标准化方面投入了大量精力，陆续制定和修订了一系列涉及电动摩托车安全、性能和能效的国际标准。其中，ISO23280:2022的制定是SC38在电动车辆能量性能评估领域的标志性成果。SC38召集了来自全球20多个成员体的技术专家参与标准研制工作，通过充分的国际协作，为标准的科学性、先进性和可操作性提供了坚实保障。SC38各成员体代表在标准制定过程中提供了大量来自产业实践的技术数据和试验验证结果。特别是日本、中国、欧洲和印度等主要电动两轮车生产国家和地区，通过共享本地市场特点和技术经验，有效提升了标准在不同区域环境条件下的适应性。五、标准的主要特点与技术价值5.1国际首创性ISO23280:2022是ISO历史上首项专门针对电动轻便摩托车和摩托车能量性能评估的试验方法标准。其发布填补了国际标准在该技术领域的空白，为全球电动两轮车能效评价提供了统一的技术依据。5.2方法创新性标准的突出创新在于采用电机测功机替代底盘测功机作为主要测试工具。这一技术路径具有以下优势：第一，显著提升测试精度。电机测功机直接对动力电机加载，消除了轮胎与路面间的摩擦损失、传动系统差异等不确定因素，使测量结果主要反映动力系统本身的能量转换效率。第二，测试条件高度可控。实验室环境下的温度和湿度控制更加精确，消除了天气变化对测试结果的影响。第三，重复性和再现性好。标准化的测功机加载程序和规范的试验步骤使得不同实验室之间的测试结果差异大幅缩小。5.3应用灵活性标准充分考虑了不同车型（轻便摩托车与摩托车）、不同电压平台、不同电机类型的适用性，在测功机选型和参数设定方面留有合理的设计空间，使标准能够适应技术发展的需求。六、标准实施展望6.1国际互认的基础ISO23280:2022发布后，有望被各国型式认证体系逐步采纳或引用，成为电动摩托车能效标签制度的技术基础。特别是在联合国WP.29框架下，该标准可能推动UNR136的后续修订，实现全球技术