林彦

（无锡市产品质量监督检验院 无锡 214000）

0 引言

自行车从它诞生至今已逾200 年的历史，随着人类文明的发展和科技创新水平日新月异，自行车也在不断进化和发展。出现于20 世纪末的电动自行车则是自行车革命的产物。从1995 年电动自行车逐渐量产开始，中国电动自行车产业至今已经走过了20 多年的历程，电动自行车现在的社会保有量接近3 亿辆。科技的不断创新，让电动自行车行业在追求更好的舒适性、更强的动力性、更高的安全性和更靓的外观的道路上越走越宽，引领产业持续发展。随着电动自行车产品的发展，其仪表种类逐渐繁多，为了增强仪表产品的互换性，满足企业和社会服务的迫切要求，在广泛调研和总结国内外先进技术、开展技术论证的基础上，我们制定了标准QB/T 5282—2018《电动自行车用仪表》。该标准规定了电动自行车用仪表的产品分类、一般规定、要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存。本文从仪表的工作范围、单位及分度、车速表误差、紫外老化、静电放电抗扰度等方面对该标准的技术内容进行解读。

1 标准概况

2013 年3 月，工业和信息化部发布了《关于下达2013 年第一批行业标准制修订计划的通知》 （工信厅科 〔2013〕48号），行业标准《电动自行车用仪表》正式立项。经过严格、审慎的制修订流程，QB/T 5282—2018《电动自行车用仪表》于2018 年7 月4 日发布，2019 年1 月1 日正式实施。

电动自行车用仪表按显示方式分为以指示灯显示物理量的指示灯式仪表、以指针和标度尺指示物理量的指针式仪表、以数字形式显示物理量的数字式仪表。

图1 电动自行车用仪表产品分类

2 标准解析

2.1 工作范围

电动自行车在任何环境温度下，仪表均需要正常工作。环境温度就是电动自行车工作环境温度：夏季高温下可达到60 ℃，冬季在极寒气温下可达到-20 ℃；而确定仪表的工作温度范围为-20 ～55 ℃。

电动自行车在充电时，电源有可能处于开启状态。在该状态下，仪表也应显示正常，不能损坏。参考36 V 铅酸电池最高充电电压为44.2 V，48 V 铅酸电池最高充电电压是59.2 V，锂电池最高充电电压为标称电压的1.08 ～1.13 倍，为兼容两种要求，标准选择标称电压的122 %为上限工作电压。铅酸电池欠压值为标称电压的85%，而锂离子电池欠压值为标称电压的72%，为兼容两种要求，标准选择标称电压的72 %为下限工作电压。仪表工作电压范围如表1：

表1 工作电压范围

2.2 单位及分度

仪表显示的物理量单位均采用国际单位制。仪表单位及分度如表2、表3：

表2 仪表单位

表3 仪表分度

2.3 车速表误差

标准规定：车速表指示值基本误差范围应在-5 ～0 km/h。根据消费者的反馈，车速表经常显示不准，显示时速与实际骑行时速之间误差大。由于电动自行车属于非机动车，车速限值为25 km/h，如果仪表显示速度高于25 km/h，容易误导消费者对电动自行车最高车速的认识，为此标准QB/T 5282—2018《电动自行车用仪表》设立了该项目。

根据车速表的信号获取方式，仪表的车速采集信号主要有相线电压型和霍尔信号型两类。

相线电压型仪表一般采样电机相线电压，因其成本较低，应用较为广泛，但其采样相线电压与电机转速无直接对应关系，所以需要有准确的整车车速参数。

霍尔信号型仪表采样电机霍尔信号的变化频率，霍尔信号的变化与电机转速是完全对应的，因此霍尔信号型仪表可以比较精确显示车速。

通过试验和理论分析，对于霍尔信号型仪表，采用仪器替代电机或整车测试的方案可行。目前，霍尔信号型仪表结构在仪表行业得到了广泛应用。

2.4 紫外老化

户外是电动自行车主要使用环境。长期在户外使用，仪表外壳容易褪色，为此标准QB/T 5282—2018《电动自行车用仪表》增加了紫外老化项目。辐照量的强度决定了试验的时间，为缩短试验时间，快速得到试验结果，我们选用了紫外辐照量为1 000 W·m和250 W·m的两种强度，进行紫外老化项目试验。试验显示：1 000 W·m因强度过高，材料因热效应的累积而产生软化、黏合、烤焦的现象（见图2）。为此我们推荐采用不高于250 W·m辐照量的设备进行试验。

图2 紫外老化试验

我们设置箱内温度为（60±5）℃，辐照度为不大于250 W·m，波长为280 ～385 nm，紫外辐射量为不大于15 kWh·m（其中波长为280 ～320 nm 的紫外辐射量至少为5 kWh·m），试验时间按公式的规定：

式中：——试验时间，单位为h；

——紫外辐射量，单位为kW·h/m；

——辐照度，单位为kW/m。

2.5 静电放电抗扰度

静电放电抗扰度试验是模拟在低湿度环境下，带了电的人体在接触电子电气设备表面或周围金属物品时的放电。这种放电有可能导致数层半导体材料的击穿，产生不可挽回的损失，或者有可能引起近场电磁场变化，造成设备的误动作。

电动自行车仪表作为操作者极其容易触碰的地方之一，易遭受静电骚扰。因此，仪表应具备一定的抗静电干扰的能力，从而保证其可靠性。尤其，当前随着电子技术的发展，许多新款车型均采用了基于CAN 总线的液晶仪表。由于数字信号对干扰的敏感性，使得液晶仪表相比传统仪表更易受静电干扰的影响。欧盟的电动助力自行车标准EN 15194：2009+A1：2011，也在静电抗干扰能力方面提出了要求。为此，标准QB/T 5282—2018《电动自行车用仪表》参考了欧盟标准设立了静电放电抗扰度试验项目。试验方法如图3 所示，按照GB/T 17626.2—2006《电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗干扰度试验》规定的方法和下述测试条件进行测试：

图3 静电放电抗扰度试验

a）试验电压：接触放电±4 kV，空气放电±8 kV；b）每个敏感测试点，施加20 次单次放电（正负极性各10 次，每次放电间隔时间至少为1 s）。

2.6 其他项目

绝缘电阻项目参考GB17761—2018《电动自行车安全技术规范》设立。指针响应灵敏度、温度影响、电气强度、电源过电压、振动、防尘、防水、恒定湿热、耐久性等项目参考QC/T 727—2007《汽车摩托车用仪表》设立，并结合电动自行车仪表的特点，对部分技术参数和试验方法做了调整。

3 结语

电动自行车产业快速发展，产量逐年提高，车用仪表向数字化、智能化方向发展，种类款式繁多。QB/T 5282—2018《电动自行车用仪表》在性能要求的制定上根据仪表的实际使用情况而定，使之更科学合理；在外观要求的制定过程中对现有车用仪表进行充分调研，覆盖所有的仪表种类。此标准有助于增强车用仪表产品的互换性，满足企业和社会服务的迫切要求，更有利于行业的发展。