電動(dòng)自行車(chē)的未來(lái)發(fā)展與思考.doc
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1、中國(guó)電動(dòng)自行車(chē)產(chǎn)業(yè)的未來(lái)發(fā)展與思考 ——兼論在科學(xué)發(fā)展觀的基礎(chǔ)上應(yīng)正本清源 2010-4-1來(lái)源:天津瑞起科技有限責(zé)任公司作者: 李 平瀏覽992次 文字選擇: 一、前言 去年底,因四項(xiàng)電動(dòng)摩托車(chē)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施引發(fā)的激烈標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題爭(zhēng)議,隨國(guó)標(biāo)委決定對(duì)標(biāo)準(zhǔn)輕摩部分暫緩實(shí)施以及將在廣泛聽(tīng)取意見(jiàn)的基礎(chǔ)上加速中國(guó)電動(dòng)自行車(chē)國(guó)標(biāo)的修訂而告一段落,但各方爭(zhēng)議遠(yuǎn)未得到擬合,立場(chǎng)分歧很大,仍然尖銳對(duì)立,眾說(shuō)紛紜并莫衷一是。由于國(guó)內(nèi)長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)兩輪電動(dòng)車(chē)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化的研究缺失、電動(dòng)自行車(chē)標(biāo)準(zhǔn)修訂工作的嚴(yán)重滯后,導(dǎo)致兩類(lèi)電動(dòng)車(chē)產(chǎn)品的定義和指標(biāo)界定上存在長(zhǎng)期爭(zhēng)議,已造成了大量“輕摩化”的電動(dòng)自行車(chē)產(chǎn)品,致使電動(dòng)自行車(chē)
2、產(chǎn)銷(xiāo)與使用、管理等方面發(fā)生嚴(yán)重混亂。為消除隱患,結(jié)束在兩輪電動(dòng)車(chē)標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題上的爭(zhēng)議,當(dāng)前應(yīng)抓住這些社會(huì)焦點(diǎn)問(wèn)題,應(yīng)用科學(xué)發(fā)展觀,依據(jù)國(guó)家發(fā)展低碳節(jié)能產(chǎn)品和綠色經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略方針來(lái)統(tǒng)一思想,消除分歧,認(rèn)清兩輪電動(dòng)車(chē)產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展的新形勢(shì)、新任務(wù),緊緊抓住電動(dòng)車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展史上又一寶貴的歷史性重大新機(jī)遇。 在反對(duì)一種傾向的同時(shí),要注意反對(duì)另一種傾向。我們不能只從企業(yè)自身的利益出發(fā),不能浮躁,更不能喪失理性。電動(dòng)車(chē)生產(chǎn)企業(yè)都必須考慮:本企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品是否對(duì)社會(huì)真正有利?是否會(huì)危及公眾的交通安全?是否真正有利于產(chǎn)業(yè)及企業(yè)的健康發(fā)展? 鑒于這兩類(lèi)電動(dòng)車(chē)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施或修訂已已深深影響到社會(huì)1.2億民眾日常的生
3、產(chǎn)與生活、交通出行需要與安全,以及大量電動(dòng)自行車(chē)相關(guān)企業(yè)的生存、員工就業(yè)的穩(wěn)定,特別是將關(guān)系到能否正確引領(lǐng)中國(guó)電動(dòng)自行車(chē)產(chǎn)業(yè)正確規(guī)劃未來(lái)與有序、持續(xù)健康發(fā)展,因此,政府主管部門(mén)、社會(huì)各界與電動(dòng)自行車(chē)業(yè)界廣大同仁都應(yīng)以科學(xué)發(fā)展觀和發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)、建立和諧社會(huì)、提高人民生活水平與促進(jìn)社會(huì)進(jìn)步的國(guó)家戰(zhàn)略方針為指導(dǎo),統(tǒng)一思想和認(rèn)識(shí),加快電動(dòng)自行車(chē)國(guó)標(biāo)的修訂工作,推動(dòng)電動(dòng)自行車(chē)產(chǎn)品的創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步與健康發(fā)展。 本文旨在結(jié)合國(guó)際、國(guó)內(nèi)電動(dòng)自行車(chē)科學(xué)技術(shù)與發(fā)展的進(jìn)程上論證,力求在標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題上正本清源,以加速電動(dòng)自行車(chē)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的修訂,推動(dòng)加快的自行車(chē)特別是電動(dòng)助力車(chē)新標(biāo)準(zhǔn)的制定,加速產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整、提升
4、與規(guī)范發(fā)展,提出一些合理性建議,做出自己的努力。 二、中國(guó)電動(dòng)自行車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 中國(guó)電動(dòng)自行車(chē)產(chǎn)業(yè)(包括電動(dòng)兩輪車(chē)與三輪車(chē))已走過(guò)了十余年的高速增長(zhǎng)、蓬勃發(fā)展的歷程。中國(guó)電動(dòng)自行車(chē)的年產(chǎn)量已從1998年的5.8萬(wàn)輛發(fā)展到目前的2200萬(wàn)輛以上;據(jù)估計(jì),全國(guó)社會(huì)保有量已達(dá)到一億兩千萬(wàn)輛,令世界矚目與震驚,中國(guó)已成為名副其實(shí)的全球最大的電動(dòng)自行車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)大國(guó),對(duì)影響全球未來(lái)的生態(tài)發(fā)展具有無(wú)可估量的意義。在電動(dòng)自行車(chē)技術(shù)領(lǐng)域,特別是在不少核心技術(shù)上,我國(guó)已開(kāi)始超越在這方面技術(shù)最先進(jìn)的日本而領(lǐng)先世界。 回顧這一發(fā)展歷程,毋庸質(zhì)疑,近十余年來(lái)中國(guó)電動(dòng)自行車(chē)產(chǎn)業(yè)已有了巨大的技術(shù)進(jìn)步與飛躍。 三、
5、對(duì)中國(guó)電動(dòng)自行車(chē)標(biāo)準(zhǔn)修訂的思考 我國(guó)電動(dòng)自行車(chē)產(chǎn)業(yè)的蓬勃與快速發(fā)展使得標(biāo)準(zhǔn)的制定與修訂遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于與社會(huì)進(jìn)步的需求。中國(guó)電動(dòng)車(chē)自行車(chē)標(biāo)準(zhǔn)GB17761—1999系于十年前制定,當(dāng)時(shí)的電動(dòng)自行車(chē)技術(shù)還遠(yuǎn)不成熟。 1.中國(guó)電動(dòng)自行車(chē)目前的現(xiàn)實(shí) 目前,國(guó)內(nèi)由于電動(dòng)自行車(chē)超速?lài)?yán)重、騎車(chē)人遵守交通法規(guī)的意識(shí)淡?。撼傩旭?、闖紅燈與騎車(chē)帶人屢見(jiàn)不鮮,因而導(dǎo)致交通事故頻發(fā),交通事故總量正在快速增長(zhǎng),行人與騎車(chē)人生命財(cái)產(chǎn)安全受到威脅的風(fēng)險(xiǎn)都正在日益增大。 中國(guó)既是發(fā)展中國(guó)家,又是世界第一人口大國(guó),現(xiàn)今也已是自行車(chē)/電動(dòng)自行車(chē)、摩托車(chē)、汽車(chē)制造第一大國(guó)。 中國(guó)的自行車(chē)保有量,已超過(guò)5億輛,電動(dòng)自行車(chē)的社
6、會(huì)擁有量已超過(guò)1.2億輛,但兩輪車(chē)騎車(chē)人中70%以上屬中低收入階層。電動(dòng)自行車(chē)由于有騎行方便、快捷、省力,充電與使用維護(hù)簡(jiǎn)單又價(jià)格低廉的特點(diǎn),已成為我國(guó)龐大的上班族、打工群體的主要交通或謀生工具之一,也正在成為老年人、體弱與殘疾人、婦女與學(xué)生群體所樂(lè)于選擇的最好交通工具。 隨中國(guó)經(jīng)濟(jì)的騰飛、城市化步伐的加快,城市范圍的急劇擴(kuò)大,制造企業(yè)不斷地遷往市郊,市民的出行距離都在不斷延長(zhǎng):已由90年代的平均5—10km延長(zhǎng)到10—20km或以上。 現(xiàn)實(shí)是:相當(dāng)數(shù)量的上班族由于種種原因(例如經(jīng)濟(jì)、公共交通工具不方便、不能直達(dá)目的地或禁摩等原因)仍將購(gòu)買(mǎi)電動(dòng)自行車(chē)作為交通工具的第一首選,但不愿選擇依現(xiàn)行
7、國(guó)標(biāo)合格的電動(dòng)自行車(chē),因其車(chē)速過(guò)低,騎行所耗時(shí)間過(guò)長(zhǎng),效能低,不適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的快節(jié)奏生產(chǎn)與生活的需求。 社會(huì)現(xiàn)實(shí)是:電動(dòng)自行車(chē)廠商若只生產(chǎn)這種低速但合格的電動(dòng)車(chē)則幾乎賣(mài)不出去,于是明里暗里的應(yīng)對(duì)措施層出不窮。廠家出廠時(shí)電動(dòng)車(chē)車(chē)速檢測(cè)為合格品,不超速;但銷(xiāo)售商在售車(chē)時(shí)再教用戶解除方法:將限速裝置輕易拆除,以致超速、超重電動(dòng)車(chē)滿天飛,騎行的超標(biāo)電動(dòng)自行車(chē)已成國(guó)內(nèi)龐大群體。幾年來(lái),國(guó)家電動(dòng)自行車(chē)標(biāo)準(zhǔn)已形同虛設(shè)。這早已成為公開(kāi)的秘密,法律規(guī)定與實(shí)際執(zhí)行已嚴(yán)重脫節(jié)。 由于交通運(yùn)輸系統(tǒng)的現(xiàn)代化是實(shí)現(xiàn)改革開(kāi)放、推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)、實(shí)現(xiàn)四個(gè)現(xiàn)代化的重要方面與保障;刺激經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)則又是應(yīng)對(duì)金融危機(jī)的重大舉措
8、之一,而發(fā)展汽車(chē)工業(yè)、鼓勵(lì)汽車(chē)購(gòu)買(mǎi),又是拉動(dòng)消費(fèi)需求與國(guó)家GDP增長(zhǎng)的重要杠桿,因此,各級(jí)政府無(wú)不把支持汽車(chē)工業(yè)、發(fā)展交通設(shè)施、不斷新建擴(kuò)建道路,重點(diǎn)解決汽車(chē)高速行駛的需求放在了重要的議事日程上加以規(guī)劃與發(fā)展。 但我國(guó)目前仍為發(fā)展中國(guó)家,中低收入群體仍占社會(huì)公眾的最大比例,而且目前的道路資源又仍十分有限。由于經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng),汽車(chē)數(shù)量已迅速猛增,使道路交通越來(lái)越擁擠、堵塞,已成為許多大中城市必須面對(duì)的一大難題。 電動(dòng)自行車(chē)這種個(gè)人交通工具的發(fā)展不但可以緩解這一矛盾,也有利于環(huán)保節(jié)能與低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。如政府有關(guān)部門(mén)只關(guān)心汽車(chē)道路的拓寬與公共交通設(shè)施的建設(shè),而長(zhǎng)期忽視廣大中低收入群體的生產(chǎn)、生活對(duì)
9、個(gè)人小型交通工具需求與非機(jī)動(dòng)車(chē)通行道路的拓展,不但難于緩解目前交通擁擠堵塞的難題,而且將有悖于社會(huì)的公正與和諧。 世界上不少?lài)?guó)家已高度重視自行車(chē)與電動(dòng)自行車(chē)對(duì)節(jié)能環(huán)保、緩解能源危機(jī)、交通堵塞與在低碳經(jīng)濟(jì)中的重要作用,歐美政府都在提倡節(jié)省費(fèi)用、鼓勵(lì)少用汽車(chē)。1993年7月,日本警察廳、交通局發(fā)出了關(guān)于輔助驅(qū)動(dòng)自行車(chē)處理意見(jiàn)的通知,規(guī)定帶有輔助驅(qū)動(dòng)裝置的自行車(chē)只要滿足一定的條件,在法律上可以享受自行車(chē)同等待遇。在此之前,電動(dòng)自行車(chē)是按機(jī)動(dòng)車(chē)、摩托車(chē)標(biāo)準(zhǔn)同等處理的。2003年,美國(guó)總統(tǒng)布什批準(zhǔn)將原本屬于國(guó)家公路交通安全局管轄,被定性為機(jī)動(dòng)車(chē)并按機(jī)動(dòng)車(chē)管理的電動(dòng)自行車(chē)轉(zhuǎn)由CPSC消費(fèi)者產(chǎn)品安全委員會(huì)
10、管理,減少了法規(guī)對(duì)電動(dòng)自行車(chē)的許多限制。這樣,最高時(shí)速在32km/h以下的低速電動(dòng)自行車(chē)獲得了更大的發(fā)展空間。韓國(guó)總統(tǒng)李明搏親自下令擴(kuò)展自行車(chē)道,決心將韓國(guó)也要發(fā)展成為自行車(chē)制造大國(guó)。 2.電摩標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施引發(fā)的矛盾與沖突,解決前景預(yù)測(cè) 盡管?chē)?guó)標(biāo)委已決定對(duì)電摩標(biāo)準(zhǔn)中輕便電動(dòng)摩托車(chē)標(biāo)準(zhǔn)的部分將暫緩實(shí)施,但暫緩實(shí)施并不等于廢止,遲早還必須實(shí)施。政策今后的走向也決不會(huì)趨向于廢止,其原因有多方面: 目前,電摩與電動(dòng)汽車(chē)一樣,標(biāo)準(zhǔn)的頒布與實(shí)施對(duì)公眾的影響極微,因這兩類(lèi)產(chǎn)品實(shí)際都遠(yuǎn)不成熟,市場(chǎng)現(xiàn)仍無(wú)對(duì)應(yīng)產(chǎn)品在使用或銷(xiāo)售,更不用說(shuō)社會(huì)擁有量。究其原因主要是電池成本居高不下,比能量盡管因鋰電池的日漸成熟接近
11、實(shí)用化,但還有壽命、安全與快速充電站缺乏等眾多難題,根據(jù)國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家預(yù)測(cè),在最近5年內(nèi)能形成10%的市場(chǎng)占有率的前景仍希望渺茫。 輕便電動(dòng)摩托車(chē)則不然,由于標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)過(guò)晚,市場(chǎng)上已有大量產(chǎn)品,目前與電動(dòng)自行車(chē)一起已混肴難分。加之外形仿燃油摩托,在交通道路上更難以分辨、監(jiān)查或區(qū)分。 摩托與輕便摩托車(chē)產(chǎn)品的國(guó)家、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)都已形成日久,技術(shù)成熟、規(guī)定詳盡而穩(wěn)定。但由于大氣污染、石油資源面臨枯竭、溫室效應(yīng)等諸問(wèn)題,在世界各國(guó)遲早都在面臨淘汰之列。但摩托車(chē)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定則早已基本劃定:車(chē)速25km/h以下為助力車(chē),50km/h以下為輕摩,50km/h以上及車(chē)重400kg以下則為摩托。對(duì)此,電動(dòng)車(chē)標(biāo)準(zhǔn)的制
12、定或修訂完全可以借鑒。但需要特別注意的是燃油助力自行車(chē),其性能與技術(shù)參數(shù)與目前的電動(dòng)自行車(chē)十分相近,中國(guó)燃油助力自行車(chē)起初規(guī)定為車(chē)速不超過(guò)25km/h,后來(lái)標(biāo)準(zhǔn)又依據(jù)道路交通法正式被定為了20km/h。 3. 標(biāo)準(zhǔn)的制定與修訂問(wèn)題 a. 標(biāo)準(zhǔn)制定修訂應(yīng)遵循的原則 標(biāo)準(zhǔn)制訂或修訂要合理、合法、嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)。 合理:就是要遵循科學(xué),要符合地面車(chē)輛原理所積累的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)與法則。 合法:就是要遵循國(guó)家法律的規(guī)定。目前的法律法規(guī)有2004年頒布的“道路交通安全法”與GB7258-2004 “機(jī)動(dòng)車(chē)運(yùn)行安全技術(shù)條件”。 雖然目前有關(guān)電動(dòng)自行車(chē)的法律法規(guī)已不完全能適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展,但目前電動(dòng)自行車(chē)與
13、輕便電摩的標(biāo)準(zhǔn)修訂或制訂仍必須依據(jù)法律法規(guī),而對(duì)現(xiàn)行法律的修訂必須依據(jù)國(guó)家規(guī)定的法定程序提起修正,但這并非易事,要有人大代表的提案并經(jīng)過(guò)人大討論、審議與批準(zhǔn)。因此,僅僅期望靠電動(dòng)車(chē)企業(yè)的呼吁就可以徹底改變現(xiàn)有關(guān)于20km/h車(chē)速的限定的想法未免過(guò)于天真。 當(dāng)然,標(biāo)準(zhǔn)制訂或修訂要有戰(zhàn)略眼光,要代表與保障最廣大人民群眾的根本利益,應(yīng)具有公信力,也要考慮到大量企業(yè)的生存發(fā)展與員工的就業(yè)與穩(wěn)定,這些都關(guān)系到社會(huì)的和諧與發(fā)展、市場(chǎng)與經(jīng)濟(jì)的繁榮、人民群眾交通安全與生活水平、質(zhì)量的提高。因此,無(wú)論國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與法律法規(guī)制定部門(mén),交通管理部門(mén),還是電動(dòng)車(chē)生產(chǎn)企業(yè),都必須從我國(guó)國(guó)情即社會(huì)經(jīng)濟(jì)與交通的發(fā)展、民眾的需
14、求與安全保障的全局來(lái)慎重考慮標(biāo)準(zhǔn)制定與修訂的問(wèn)題。 企業(yè)家不僅要對(duì)企業(yè)負(fù)責(zé),更要對(duì)社會(huì)負(fù)責(zé)、對(duì)消費(fèi)者的安全與權(quán)益負(fù)責(zé)。要看到從狹隘的小集團(tuán)的眼前利益出發(fā),貌似科學(xué)的不負(fù)責(zé)任的言論將具有極大的危害性。大幅度提高車(chē)速與車(chē)重,到頭來(lái),可能不僅有害于社會(huì),也會(huì)斷送企業(yè)自身的發(fā)展與前途。 b. 科學(xué)與合理的分類(lèi): 機(jī)動(dòng)車(chē)與非機(jī)動(dòng)車(chē)必須嚴(yán)格區(qū)分,不能混淆。 參照摩托車(chē):ISO3833—1977按速度與重量區(qū)分:摩托車(chē)(motorcycle)大于50km/h,輕摩(moped——原發(fā)動(dòng)機(jī)與腳蹬踏版,兩用motor paddle簡(jiǎn)稱(chēng),1964年維也納國(guó)際道路條約50ml,日本JIS D0101—196
15、6/1976:600w電動(dòng)機(jī),美國(guó)ANSI D7.5—1974:C)均小于50km/h;座式摩托滑板車(chē)(motor scooter),汽油機(jī)助力車(chē)約25km/h(德國(guó)light mofa:小于25km/h,30ml;美國(guó)ANSI D7.5—1974:E,輪徑10″,微型;我國(guó)原汽油助力車(chē)標(biāo)準(zhǔn)草案:小于25km/h,30ml;國(guó)標(biāo)GB17284-1998《汽油機(jī)助力自行車(chē)》:20km/h,30ml,40kg)。 參照電動(dòng)助力自行車(chē)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn): 歐盟25km/h,日本24 km/h。 此外,考慮我國(guó)的現(xiàn)實(shí)情況,國(guó)標(biāo)修改可能選擇的最高車(chē)速有:35 km/h(此系我國(guó)著名的科學(xué)家何祚庥院士已公開(kāi)呼吁
16、放寬的標(biāo)準(zhǔn)),32,30,28,25 km/h。 c. 車(chē)重問(wèn)題 目前電動(dòng)自行車(chē)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB17761—1999規(guī)定車(chē)重不得超過(guò)40kg。已公布的國(guó)外相似標(biāo)準(zhǔn)(例如電動(dòng)或電動(dòng)助力自行車(chē))絕大多數(shù)對(duì)車(chē)重沒(méi)有要求。 少數(shù)國(guó)家或地區(qū)交通法規(guī)對(duì)電動(dòng)自行車(chē)車(chē)重有要求。例如,我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:不包括電池的車(chē)重不得超過(guò)40kg;英國(guó)早期標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定車(chē)重不超過(guò)40kg;美國(guó)聯(lián)邦基金與得克薩斯州法規(guī)規(guī)定的車(chē)重為不超過(guò)100磅(50kg);加拿大艾伯塔省法規(guī)則規(guī)定為不超過(guò)35kg。 交通安全 電動(dòng)車(chē)的沖撞能量即動(dòng)能為mV2/2。電動(dòng)車(chē)的動(dòng)能不但決定了行人或電動(dòng)車(chē)騎車(chē)人在出現(xiàn)交通事故后受到傷害的程度,也
17、決定了對(duì)車(chē)架剛度、強(qiáng)度,制動(dòng)器的能量吸收要求以及使用制動(dòng)的安全。以20 km/h為基準(zhǔn),質(zhì)量m若不變,車(chē)速單因素考慮:25 km/h的動(dòng)能倍數(shù)為20 km/h 時(shí)的1.56倍,依次:28 km/h為1.96;30 km/h為2.25;32 km/h為2.56;35 km/h為3.06,;40 km/h為4.0,;45 km/h為5.06倍。由圖1可見(jiàn),隨車(chē)速增加,電動(dòng)車(chē)的沖撞能量迅速增加。 圖1. 車(chē)體重量為40kg時(shí)相對(duì)沖撞能量隨車(chē)速的變化 如僅考慮車(chē)重,例如:以40kg為基準(zhǔn),另加標(biāo)準(zhǔn)體重75kg,合計(jì)115kg,則車(chē)重為45kg時(shí)僅為40kg時(shí)的1.04倍;依次:48kg為1
18、.07;50kg為1.09;60kg為1.17;80kg為1.35;100kg為1.52倍。 圖2. 車(chē)速任意且不變,車(chē)體相對(duì)沖撞能量隨車(chē)重的變化 由圖2可見(jiàn),僅車(chē)重引起的沖撞能量變化與車(chē)重變化成正比。當(dāng)車(chē)重變化不大時(shí),相對(duì)沖撞能量增加也很小。上述沖撞能量計(jì)算中已包括了騎行人體重75kg。 如考慮車(chē)重與車(chē)速的綜合作用,上述計(jì)算的撞擊能量則還要顯著增加。例如:以40kg,20km/h為基準(zhǔn)1,不同車(chē)重與車(chē)速下電動(dòng)車(chē)的相對(duì)沖撞能量可見(jiàn)圖3。 圖3. 不同車(chē)速與車(chē)重下電動(dòng)車(chē)的相對(duì)沖撞能量 注:上述圖表的相對(duì)沖撞能量數(shù)值均為與以車(chē)重為40kg、另加75
19、kg標(biāo)準(zhǔn)體重,車(chē)速為20km/h時(shí)的沖撞能量為1作對(duì)比的計(jì)算結(jié)果。 由上述比較結(jié)果可見(jiàn),僅僅車(chē)身重量的少許增加不會(huì)顯著增加電動(dòng)車(chē)的動(dòng)能,僅僅增加8kg在車(chē)速仍為20km/h的條件下,動(dòng)能僅增加7%。即比目前的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定增加一倍,即達(dá)到80kg,動(dòng)能也僅增加35%。因此車(chē)重并不是主要矛盾。國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)對(duì)輕摩或助力車(chē)的重量絕大多數(shù)都沒(méi)有規(guī)定限制,恐怕不無(wú)道理。 輕型化發(fā)展趨勢(shì) 各類(lèi)產(chǎn)品都在向輕量化發(fā)展,產(chǎn)品的輕量化代表了電動(dòng)車(chē)的總體制造技術(shù)水平,特別是決定于新材料、新工藝以及關(guān)鍵部件(特別是剎車(chē)裝置)的設(shè)計(jì)制造水平。 但對(duì)適合廣大中低收入群體的民眾而言,購(gòu)買(mǎi)的電動(dòng)車(chē)有快速便捷的性能又保證安全與有
20、合理的較低價(jià)格則是考慮的第一因素。 在目前鉛酸電池與鋼車(chē)架仍占主流地位的情況下,大幅度降低車(chē)重將有很大困難。反之,過(guò)于嚴(yán)格的限制車(chē)重將不可避免地降低車(chē)架管材的壁厚,這將會(huì)給車(chē)架強(qiáng)度、疲勞壽命帶來(lái)嚴(yán)重的隱患,騎行中車(chē)架突然斷裂帶來(lái)得的后果通常極為嚴(yán)重。因此,在車(chē)速適當(dāng)增加的條件下,相應(yīng)適當(dāng)放寬對(duì)車(chē)重的限制,對(duì)保障安全行駛是完全必要的,并不會(huì)造成嚴(yán)重的惡果。 另一方面,在標(biāo)準(zhǔn)中要求無(wú)限制地允許增加或根本取消對(duì)重量的限制也是謬論,這是沒(méi)有認(rèn)真考慮電動(dòng)車(chē)動(dòng)能增加程度的淺見(jiàn)或不負(fù)責(zé)任或?yàn)樯钊胨伎嫉妮p佻言行。電動(dòng)車(chē)過(guò)重的不合理設(shè)計(jì)本身就是對(duì)于地球資源的浪費(fèi)。 如果說(shuō)依據(jù)本已決定實(shí)施的新電摩標(biāo)準(zhǔn)讓超標(biāo)
21、電動(dòng)自行車(chē)一律劃歸電動(dòng)輕摩,讓這種與汽車(chē)車(chē)速相比低得多、安全性又差的車(chē)輛大量駛?cè)霗C(jī)動(dòng)車(chē)道的決定過(guò)于草率的話,那末無(wú)視撞擊能量高于普通低速行駛的自行車(chē)、電動(dòng)自行車(chē)數(shù)倍的超重、高速輕摩、電摩在非機(jī)動(dòng)車(chē)道上飛馳,將會(huì)對(duì)低速車(chē)輛的騎行者或還有行人造成的交通安全威脅其嚴(yán)重性同樣不能忽視。 一些專(zhuān)家引用了如下數(shù)據(jù)并進(jìn)行了分析: 依據(jù)《中華人民共和國(guó)道路交通事故統(tǒng)計(jì)年報(bào)》,從2004年到2007年的資料中的電動(dòng)自行車(chē)和自行車(chē)肇事事故的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看,2004年兩者合并的肇事事故為11492起,其中自行車(chē)占85.5%,電動(dòng)自行車(chē)占14.5%,2007年為10130起,其中自行車(chē)占48.8%,電動(dòng)自行車(chē)占51
22、.2%; 肇事事故受傷人數(shù),2004年為10906人,其中自行車(chē)占84.1%,電動(dòng)自行車(chē)占15.9%,2007年為10380人,其中自行車(chē)占45.1%,電動(dòng)自行車(chē)占54.9%??梢钥闯?,兩個(gè)群體合并發(fā)生的肇事事故總量和受傷人數(shù)總量四年內(nèi)幾乎沒(méi)有變化(稍有下降,降幅僅在4.8%-11.9%之間),但比例結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大變化,電動(dòng)自行車(chē)的比例分別上升了4.9倍和3.5倍,這說(shuō)明大量的自行車(chē)群體和部分摩托車(chē)群體轉(zhuǎn)向電動(dòng)自行車(chē),維持了一個(gè)龐大的交通群體。 上述數(shù)據(jù)是否還可以這樣解讀為:因電動(dòng)自行車(chē)發(fā)生的交通肇事事故總量和受傷人數(shù)總量四年內(nèi)比例分別上升了4.9倍和3.5倍!這一數(shù)字的大幅度上升難道還不令
23、人觸目驚心? 在國(guó)內(nèi)外許多大中城市,非機(jī)動(dòng)車(chē)道本身就狹窄。我國(guó)的一些城市一味為擴(kuò)大機(jī)動(dòng)車(chē)道,已大幅度壓縮了非機(jī)動(dòng)車(chē)道的寬度,甚至將非機(jī)動(dòng)車(chē)道與人行道合在了一起。這樣的不合理布局,如果還任其高速大沖撞能量的電動(dòng)車(chē)飛馳,非機(jī)動(dòng)車(chē)道上的交通事故傷亡比例怎能不將大幅度上升? 電動(dòng)自行車(chē)與自行車(chē)一樣都需要精心設(shè)計(jì),僅車(chē)體部分就需要集合現(xiàn)代人體工程學(xué)、地面車(chē)輛原理、機(jī)械設(shè)計(jì)與強(qiáng)度分析計(jì)算,計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)模擬仿真、新工藝、新材料等等多學(xué)科新技術(shù)的綜合設(shè)計(jì)與合理應(yīng)用。這些也正是我國(guó)電動(dòng)自行車(chē)制造企業(yè)目前所普遍缺乏的,更是我們與發(fā)達(dá)國(guó)家或地區(qū)(例如日本、歐洲或臺(tái)灣等)在設(shè)計(jì)制造技術(shù)水平上的重要差距所在。我
24、國(guó)電動(dòng)車(chē)企業(yè)應(yīng)清楚地認(rèn)識(shí)到這一差距并努力、迅速趕上國(guó)際先進(jìn)水平,這將是擺在我國(guó)電動(dòng)車(chē)企業(yè)面前的一項(xiàng)重要任務(wù)。 d. 車(chē)速問(wèn)題 道路交通安全法的15km/h與機(jī)動(dòng)車(chē)運(yùn)行安全技術(shù)條件的20km/h的車(chē)速界限或限定要不要修改?依據(jù)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的現(xiàn)狀來(lái)看是完全有必要的,但也絕不能按某些電動(dòng)車(chē)企業(yè)僅僅依據(jù)自身利益、不顧民眾交通安危提出的那樣是車(chē)速越快越好。 以下為大中城市電動(dòng)自行車(chē)的實(shí)地騎行車(chē)速調(diào)查測(cè)試結(jié)果實(shí)例,文字及圖均摘自參考文獻(xiàn) [1]。 絕大部分電動(dòng)自行車(chē)的最高行駛速度約為30公里/小時(shí),自行車(chē)也可以接近這個(gè)速度。為了確定真實(shí)的出行時(shí)間增加,需要測(cè)量所有交通工具的平均行駛速度(包
25、括交通信號(hào)延誤)。為此使用了浮動(dòng)車(chē)方法,利用全球99定位系統(tǒng)及地理信息系統(tǒng)進(jìn)行速度測(cè)量。 在上海,電動(dòng)自行車(chē)與自行車(chē)的自由行駛速度(不包括停車(chē))分別為18.2公里/小時(shí)與13.0公里/小時(shí);昆明的數(shù)據(jù)相類(lèi)似,分別為17.9公里/小時(shí)與12.8公里/小時(shí)。對(duì)兩個(gè)城市而言,電動(dòng)自行車(chē)比自行車(chē)的速度快5公里/小時(shí)或者快40%。當(dāng)然,電動(dòng)自行車(chē)的這個(gè)平均速度并沒(méi)有反映一些喜歡高速行駛用戶的特別快的、有很大速度差異的速度。無(wú)論如何,研究表明電動(dòng)自行車(chē)的實(shí)際運(yùn)行速度低于20公里/小時(shí)的限制,雖然,有一大部分的數(shù)據(jù)超過(guò)20公里/小時(shí)(圖5.1與5.2)。 以下圖表及文字,均摘自參考文
26、獻(xiàn)[2],為另一實(shí)地調(diào)查、測(cè)量統(tǒng)計(jì)結(jié)果實(shí)例: 調(diào)查時(shí)間:2007年5月18日下午5點(diǎn)至6點(diǎn),調(diào)查地點(diǎn):上海市閔行區(qū)漕寶路星中路至星東路段,西向東方向非機(jī)動(dòng)車(chē)道。調(diào)查對(duì)象:漕寶路電動(dòng)自行車(chē)的行駛速度及交通流量。 經(jīng)過(guò)計(jì)算得出電動(dòng)自行車(chē)的平均車(chē)速為18.7km/h,有20%的電動(dòng)自行車(chē)的存在超速現(xiàn)象,最多的超過(guò)了限制值(20km/h)的27%. 此外,調(diào)查中也發(fā)現(xiàn)了不少的違章現(xiàn)象,除了超速問(wèn)題外,闖紅燈現(xiàn)象非常嚴(yán)重為100%(該路段沒(méi)有交警)。其次,擅自拆除腳踏裝置相當(dāng)嚴(yán)重,有近半數(shù)左右的電動(dòng)自行車(chē)的腳踏裝置都被拆除了。最后,騎車(chē)帶人現(xiàn)象也比較嚴(yán)重,在所調(diào)查的1h內(nèi),遇到
27、的騎車(chē)帶人有29起(有些甚至還同時(shí)帶了2個(gè)人),占總數(shù)的11.3%左右。 由上述兩市三次的調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看,電動(dòng)自行車(chē)的平均車(chē)速均在18km/h左右且十分接近,最大車(chē)速超過(guò) 28km/h的極少,但超過(guò)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn) 20km/h的已占相當(dāng)比例(40%)左右,已不可忽視。 因此,對(duì)電動(dòng)自行車(chē)與電動(dòng)輕摩的最高車(chē)速問(wèn)題應(yīng)在科學(xué)的基礎(chǔ)上提出合理的新規(guī)定。 此外,從前述分析可見(jiàn),當(dāng)考慮車(chē)重與車(chē)速同時(shí)都增加時(shí),動(dòng)能或沖撞能量還將顯著增加。 例如:48kg、25 km/h為1.67倍; 48kg、28 km/h為2.10倍; 而100kg、45 km/h已高達(dá)7.69倍之多! 目前,電動(dòng)自行車(chē)廠商中
28、生產(chǎn)的豪華款電動(dòng)自行車(chē)中,車(chē)體重量高達(dá)近100kg、車(chē)速高達(dá)45km/h的車(chē)型已不是無(wú)中生有、空穴來(lái)風(fēng),以高于普通電動(dòng)自行車(chē)近8倍之高動(dòng)能在非機(jī)動(dòng)車(chē)道路上行駛對(duì)于普通電動(dòng)自行車(chē)、自行車(chē)的騎行人或行人的沖撞與重度傷害的危險(xiǎn)怎麼能低估?! 據(jù)此分析,考慮到交通安全并參照大多數(shù)國(guó)外標(biāo)準(zhǔn),我們的建議是:國(guó)家將不再采用一刀切的政策:電動(dòng)自行車(chē)將劃分為大中城市用車(chē)與城郊或農(nóng)村(鄉(xiāng)鎮(zhèn)、坡地等)用車(chē)兩大類(lèi),大中城市用電動(dòng)自行車(chē)的車(chē)速以不超過(guò)25 km/h 或28km/h,車(chē)重不超過(guò)48kg左右,且不允許帶成人為宜;農(nóng)村用車(chē)的車(chē)速以不超過(guò)32 km/h,車(chē)重不超過(guò)60kg,允許馱重物或成人為宜。這樣,城市用車(chē)
29、的動(dòng)能,在不馱重物的情況下僅比較現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)高出1.67—2.1倍,農(nóng)村用車(chē)則最高只高出3倍。兩類(lèi)用車(chē)將嚴(yán)禁混用,外形也將要有明顯區(qū)分——即目前所謂的的簡(jiǎn)易款與豪華款,車(chē)速限制也將在道路標(biāo)志上明顯標(biāo)志出。 此外,建議國(guó)家支持大力發(fā)展助力電動(dòng)車(chē),取其在車(chē)速上限能自動(dòng)限速,又有長(zhǎng)續(xù)行里程、能輕松騎行與安全、輕便的功能。經(jīng)過(guò)一定的時(shí)段(例如5—10年),待我國(guó)電動(dòng)車(chē)的制造技術(shù)水平上升到一定高度、廣大中低收入群體的生活水平再次大幅度上升、民眾對(duì)助力電動(dòng)車(chē)的優(yōu)越性已充分認(rèn)識(shí)、助力電動(dòng)車(chē)已大普及之時(shí),有關(guān)我國(guó)電動(dòng)車(chē)的標(biāo)準(zhǔn)將可不失時(shí)機(jī)地全部轉(zhuǎn)換為力矩助力式電動(dòng)車(chē)而與世界大多數(shù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)通行并接軌,從而結(jié)束我國(guó)純
30、電動(dòng)式電動(dòng)自行車(chē)的歷史與使命。 對(duì)于超出上述標(biāo)準(zhǔn)的電動(dòng)車(chē),必須劃入輕便電摩的范圍,而輕便電摩的速度上限仍為50km/h,下限不規(guī)定,不應(yīng)再與電動(dòng)自行車(chē)無(wú)縫對(duì)接。當(dāng)然,對(duì)待輕便電摩與現(xiàn)在的燃油輕摩的“待遇”相同,必須戴頭盔,但在考駕照、上牌照方面與摩托車(chē)相比沿用原50CC輕摩政策,較摩托寬松。此外,由于無(wú)污染,所繳納的相關(guān)費(fèi)用也應(yīng)較燃油輕摩顯著少些,這樣制定較為寬松的交通法規(guī),將可促進(jìn)電動(dòng)輕摩在小城市、農(nóng)村、坡地等的大量應(yīng)用,并可加速我國(guó)電動(dòng)車(chē)產(chǎn)業(yè)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展與繁榮,也可大大化解各方存在的矛盾,大大減少交通違規(guī)的比例與惡性交通事故的發(fā)生。 電池電壓與電池的充電放電狀態(tài)與最高車(chē)速有關(guān)
31、。通常,電動(dòng)車(chē)的電機(jī),無(wú)論是有刷還是無(wú)刷電機(jī)的轉(zhuǎn)速(與車(chē)速成正比)都與電池電壓成正比。現(xiàn)行電動(dòng)自行車(chē)國(guó)標(biāo)的最高車(chē)速在標(biāo)準(zhǔn)修訂時(shí)還應(yīng)指明系在使用電池充滿電的最高電壓下測(cè)定。此外,車(chē)速上限都未規(guī)定公差,這在計(jì)量檢測(cè)時(shí)將難于處理,也不合理。建議增加公差,例如負(fù)公差的-0.5km/h或-1 km/h,或正負(fù)公差的0.5km/h或1 km/h。 四.助力電動(dòng)自行車(chē)的倡導(dǎo)、推行對(duì)解決我國(guó)社會(huì)發(fā)展進(jìn)程中諸矛盾的重大作用 助力電動(dòng)自行車(chē)的騎行與自行車(chē)完全相同。由于助力電動(dòng)車(chē)可使電池輕量化,將進(jìn)一步帶來(lái)車(chē)重顯著減少;加之車(chē)速被自動(dòng)限制,電動(dòng)助力自行車(chē)將不再會(huì)與現(xiàn)行國(guó)標(biāo)發(fā)生沖突矛盾,從而將大大降低了交通管理難
32、度,也將更易于獲得國(guó)家交管部門(mén)的認(rèn)可。這也給現(xiàn)有電動(dòng)自行車(chē)生產(chǎn)廠商提供了空前巨大的大發(fā)展新機(jī)會(huì):生產(chǎn)新型助力電動(dòng)自行車(chē),不會(huì)發(fā)生由于輕便電摩與電摩新國(guó)標(biāo)的實(shí)施而可能導(dǎo)致數(shù)千家電動(dòng)車(chē)及相關(guān)配件生產(chǎn)企業(yè)被迫關(guān)閉、近百萬(wàn)從業(yè)人員失業(yè),繼而產(chǎn)生大量社會(huì)問(wèn)題的巨大危險(xiǎn)。而交通監(jiān)察管理日漸困難的難題將得到極大的緩解,徹底解決的光明前景也將日益顯現(xiàn)。 五. 影響電動(dòng)自行車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的誤區(qū)討論 1. 騎行功能: 中國(guó)歷來(lái)關(guān)于“自行車(chē)”的名詞定義并不確切,只是由來(lái)已久的大眾習(xí)慣稱(chēng)謂而已。自行車(chē)并不能自行,只能以人力騎行,是以人力蹬踏驅(qū)動(dòng)騎行的兩輪車(chē)。 電動(dòng)自行車(chē)的人力騎行功能不能缺失,無(wú)論在國(guó)內(nèi)外,這都是
33、機(jī)動(dòng)車(chē)與非機(jī)動(dòng)車(chē)的分水嶺或根本性區(qū)分標(biāo)志,決不能像一些人鼓噪的那樣:把這看成為對(duì)中國(guó)電動(dòng)車(chē)發(fā)展的一大創(chuàng)造或什麼“偉大發(fā)明”。試想一下,一輛重達(dá)近百公斤的電動(dòng)車(chē),在騎行途中斷電或無(wú)電是什麼后果?不得不推車(chē)蹣跚而行! 目前的純電動(dòng)自行車(chē)是自行車(chē)的延伸與換代產(chǎn)品,但若僅從電機(jī)驅(qū)動(dòng)行駛這一角度來(lái)看實(shí)質(zhì)已是機(jī)動(dòng)車(chē),只是與汽車(chē)摩托車(chē)相比車(chē)速很低,又有腳踏騎行功能,因而可以視為非機(jī)動(dòng)車(chē)。 由于社會(huì)發(fā)展的需求增加,標(biāo)準(zhǔn)制定的滯后與長(zhǎng)期缺失,在電動(dòng)自行車(chē)基礎(chǔ)上發(fā)展演變出現(xiàn)的輕便電摩現(xiàn)已處于管理混亂的狀態(tài)。但對(duì)兩者明確區(qū)分并加強(qiáng)管理是完全正確的,只僅僅是區(qū)分標(biāo)志、指標(biāo)高低是否合理而已,而不是該不該加以區(qū)分的問(wèn)
34、題。 助力電動(dòng)車(chē)完全必須靠人力蹬踏才能騎行,與自行車(chē)不同之處是增加了電力輔助驅(qū)動(dòng)功能,因而可視為更完全的非機(jī)動(dòng)車(chē),這也符合國(guó)際法規(guī)、潮流和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。因此,這是應(yīng)我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)制定部門(mén)與產(chǎn)業(yè)界都應(yīng)重新考慮的大事。 2. 一次充電續(xù)行里程 除此之外,還必須考慮上述車(chē)速與一次充電續(xù)行里程的關(guān)系,即在電池容量一定的前提下的一次充電續(xù)行(或稱(chēng)“續(xù)駛”)里程。 續(xù)行里程長(zhǎng)短與車(chē)速密切相關(guān)。車(chē)速越低,消耗功率越小,續(xù)行里程越長(zhǎng)。說(shuō)明電動(dòng)車(chē)?yán)m(xù)行里程的指標(biāo)數(shù)值今后必須指明系在何大小的車(chē)速下的數(shù)據(jù),否則將沒(méi)有意義或可比性。有關(guān)這方面的分析事例可見(jiàn)下圖。 圖4.車(chē)重與電動(dòng)自行車(chē)一次充電續(xù)行
35、里程的關(guān)系計(jì)算例 計(jì)算分析條件: 1)鋁合金車(chē)架、36V 10Ah鋰電池電動(dòng)車(chē),無(wú)塑件或塑件很少,帶腳蹬,一般都配置小容量電池,俗稱(chēng)“簡(jiǎn)易款鋰電車(chē)”。 車(chē)重(Gb)25kgf,標(biāo)準(zhǔn)騎行人體重(Gm)75kgf,總重量(G)100kgf。 2)鋼車(chē)架、48V 12Ah鉛酸電池電動(dòng)車(chē),介于豪華款與簡(jiǎn)易款之間,有部分塑件、外形較大,帶腳蹬,一般不可以裝大容量電池,俗稱(chēng)“半包”或“小包”車(chē)。 車(chē)重(Gb)48kgf,標(biāo)準(zhǔn)騎行人體重75kgf,總重量123kgf。 3)鋼車(chē)架、48V 17Ah鉛酸電池,輕便電動(dòng)摩托車(chē),從踏板摩托車(chē)演變來(lái),體積大,一般裝配大容量電池,俗稱(chēng)“豪華款” 或“大包車(chē)
36、”。 車(chē)重(Gb)70kgf,標(biāo)準(zhǔn)騎行人體重75kgf,總重量145kgf。 4)鋼車(chē)架、48V 20Ah鉛電池,電動(dòng)摩托車(chē),也從踏板摩托車(chē)演變來(lái),外形威猛、體積大,一般裝配大容量電池,俗稱(chēng)“豪華款” 或“大包車(chē)”。 車(chē)重(Gb)100kgf,標(biāo)準(zhǔn)騎行人體重75kgf,總重量175kgf。 有關(guān)這一計(jì)算分析結(jié)果的詳細(xì)研究,鑒于本文篇幅所限,我們將于另文給出。上述的實(shí)例都是依據(jù)在平坦路面及無(wú)風(fēng)的情況下騎行工況進(jìn)行計(jì)算,為對(duì)上述計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了實(shí)際騎行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,試驗(yàn)結(jié)果都基本證實(shí)了上述計(jì)算結(jié)果的正確性與可信性。 由圖4的三種典型電動(dòng)車(chē)計(jì)算實(shí)例可見(jiàn),車(chē)速對(duì)電動(dòng)自行車(chē)一次充電續(xù)行里程有重大
37、影響。盡管實(shí)際騎行的工況往往隨時(shí)變化,車(chē)況與路況都難以完全符合預(yù)先計(jì)算設(shè)定的、理想的實(shí)驗(yàn)條件,但計(jì)算結(jié)果清楚地表明:車(chē)速越高、車(chē)重越大,電動(dòng)車(chē)一次充電續(xù)行里程越短。車(chē)速增加一倍,例如由20km/h增加至40km/h,續(xù)行里程幾乎減小了一半;當(dāng)車(chē)速增加到50km/h的高速下,沒(méi)有一輛車(chē)的續(xù)行里程能超過(guò)35km。 在不載重的條件下,對(duì)車(chē)—人系統(tǒng)總重分別為100、123、175、175kg的四款典型電動(dòng)自行車(chē),在車(chē)速均為25km/h的條件下,續(xù)行里程分別對(duì)應(yīng)為:36.4、52.1、67、70.4km;或在一次充電續(xù)行里程均為50km的情況下,四款電動(dòng)車(chē)可達(dá)到的平均車(chē)速分別約為:16、26、32、3
38、8km/h。 目前的趨勢(shì)是:電動(dòng)自行車(chē)的車(chē)重在不斷地加大,主要為延長(zhǎng)一次充電續(xù)行里程與加大載重量,即加大電池容量或同時(shí)提高電池電壓。與此相應(yīng),車(chē)重也不斷增加,特別是目前價(jià)格較低廉但重量比能量仍很低的鉛酸電池尤為如此,以48V、20AH的鉛酸電池為例,僅電池的重量就已達(dá)28kg以上,僅電池重量就已與鋰電鋁合金車(chē)架的輕型電動(dòng)自行車(chē)的全車(chē)總重量相接近。由圖5可見(jiàn),在低速段,車(chē)速對(duì)續(xù)行里程要較大影響;車(chē)速增高,一次充電續(xù)行里程將大幅度縮短:車(chē)速增高一倍,續(xù)行里程接近減半。 圖5. 含鉛酸電池輕摩電動(dòng)車(chē)車(chē)重與續(xù)行里程關(guān)系 3. 爬坡能力 爬坡能力往往被高估。一些電動(dòng)自行車(chē)甚至標(biāo)出達(dá)到45
39、,爬坡能力之強(qiáng)似乎高得令人咂舌。 爬坡能力與車(chē)重及電機(jī)扭矩密切相關(guān),在爬坡時(shí)的車(chē)速大小也是評(píng)價(jià)因素,如爬坡車(chē)速已低于行人的步行速度(一般約為5km/h),雖能爬坡也意義不大。 例如,一輛電動(dòng)車(chē)標(biāo)注爬坡能力為38,電動(dòng)車(chē)重量為60kg,輪徑為16″(半徑為0.203m),后輪轂電機(jī)為“登山王”電機(jī),額定輸出扭矩最大為30Nm。按國(guó)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)騎行人體重75kg計(jì)算,車(chē)人系統(tǒng)總質(zhì)量為135kg,即1323N。在38的坡度下,僅下滑力就達(dá)1323Sin38 = 814.5N,故電動(dòng)車(chē)牽引力最少就需814.5N才可以平衡、防止下滑,為克服下滑所需的電機(jī)最大扭矩至少應(yīng)為:814.50.203=165.3N
40、m?,F(xiàn)輪轂電機(jī)額定輸出扭矩最大僅為30Nm,即使最大輸出扭矩為兩倍額定扭矩60Nm,也遠(yuǎn)達(dá)不到所需的165.3Nm,怎末可能爬到38的高坡度?實(shí)際上,60 Nm的大扭矩在16″小輪徑車(chē)輪緣上產(chǎn)生的最大牽引力也僅為:60/0.203= 295.5N,故該車(chē)僅能爬到Sin-1(295.5/1323) = 12.9。這說(shuō)明,商家不是計(jì)算錯(cuò)誤或根本沒(méi)有進(jìn)行實(shí)際爬坡騎行驗(yàn)證,就是有作虛假?gòu)V告之嫌。 另一需注意的是:不要混淆爬坡的角度與百分比坡度的不同表示方法,上例中的12.9也僅相當(dāng)于百分坡度值Sin12.9100% = 22.3%;即使單位搞錯(cuò),也達(dá)不到38的數(shù)字。 實(shí)質(zhì)上,盲目提高爬坡性能,對(duì)于
41、平坦路面的城市道路騎行而言沒(méi)有任何意義,城市道路的立交橋,其坡度通常不會(huì)高于6 %(3.6)。大幅度提高爬坡能力,通常必須相應(yīng)大幅度去提高電機(jī)的輸出功率,在這種情況下,電池在大電流下工作,電能消耗極大,一次充電續(xù)行里程也將大大縮短。 4. 電機(jī)功率 電機(jī)功率是否還要規(guī)定超出240W?歐盟規(guī)定額定連續(xù)輸出功率不得超過(guò)250W,各國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定也不一。實(shí)質(zhì)上目前標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定往往形成相當(dāng)?shù)恼`區(qū):電機(jī)額定功率并不是一項(xiàng)易于準(zhǔn)確判定或評(píng)定的技術(shù)指標(biāo),連續(xù)輸出功率指標(biāo)的確定必須指明與一定的工作條件相關(guān)聯(lián),例如負(fù)載、溫升與連續(xù)工作時(shí)間。與此相聯(lián)系的指標(biāo)是最大輸出功率,對(duì)電動(dòng)自行車(chē)而言,最大輸出功率通常為額定輸
42、出功率的1.25—2倍之間。 不少電機(jī)制造廠家目前沒(méi)有準(zhǔn)確給出額定或最大輸出功率這一指標(biāo),個(gè)別廠家為追求競(jìng)爭(zhēng)效果甚至故意模糊,實(shí)際將最大輸出功率作為額定功率給出。這樣做其后果是不言而喻的——電機(jī)在過(guò)大負(fù)載下工作不是易燒毀,就是因高溫退磁導(dǎo)致電機(jī)性能?chē)?yán)重退化、效率降低,或是機(jī)械特性變軟——在爬坡頂風(fēng)等強(qiáng)負(fù)荷下車(chē)速顯著變慢無(wú)力。還有的廠家還誤把輸入功率作為輸出功率給出,其危害性更大。 此外,騎兩輪車(chē)不同于駕駛汽車(chē),連續(xù)騎行兩小時(shí)以上通常將使騎行人疲勞不堪,持續(xù)騎行4—8個(gè)小時(shí)的情況更極為罕見(jiàn)。因而一般連續(xù)2小時(shí)工作即可作為電機(jī)連續(xù)工作額定輸出功率的考核時(shí)間。 當(dāng)然,電機(jī)功率加大,電動(dòng)車(chē)動(dòng)力性
43、能越好,如啟動(dòng)、加速時(shí)間都會(huì)縮短,即加速性能會(huì)更好,爬坡能力會(huì)更強(qiáng),但都將以消耗電流大與一次充電續(xù)行里程縮短為代價(jià)。由此可見(jiàn),對(duì)整車(chē)設(shè)計(jì)時(shí)的綜合技術(shù)性能參數(shù)的確定,電動(dòng)自行車(chē)生產(chǎn)廠商應(yīng)仔細(xì)加以均衡斟酌。 5. 瓦時(shí)數(shù)與安時(shí)數(shù) 目前標(biāo)準(zhǔn)都是以安時(shí)數(shù)代表電池容量,但對(duì)電池供電的用電器——例如電動(dòng)自行車(chē)來(lái)說(shuō)就不完全適合,因電動(dòng)車(chē)通常使用了不同額定電壓的電池,例如:24、36、48、60、72V…。 對(duì)電動(dòng)自行車(chē)而言,用電壓與安時(shí)數(shù)之乘積,即瓦時(shí)數(shù)表示將更為合理。瓦時(shí)數(shù)代表了電池儲(chǔ)存能量的大?。? wh = 3600 J),也即輸出一定功率的可工作的時(shí)間。對(duì)同一種類(lèi)的電池而言,瓦時(shí)數(shù)大小又與電池
44、重量、體積與價(jià)格成正比,這樣在不同電動(dòng)車(chē)之間就可直接進(jìn)行比較。仍以圖1的計(jì)算結(jié)果繼續(xù)分析,假定電池均為鉛酸電池(此處為簡(jiǎn)化分析、易于比較,因36V12AH鉛酸電池比同容量鋰電池重約8kg,車(chē)重增加8kg對(duì)續(xù)行里程影響不大),四款電動(dòng)車(chē)的安時(shí)數(shù)分別為:10、12、17、20Ah,瓦時(shí)數(shù)分別為:360、576、816、960wh,若以瓦時(shí)數(shù)360wh為基數(shù)1,各電池之間的能量比例均將為:1:1.6:2.27:2.67。如都以25km/h的車(chē)速騎行,續(xù)行里程則成反比例:36.4:52.1:67:70.4 = 1:1.43:1.84:1.93,重量越大,續(xù)行里程與瓦時(shí)數(shù)未成正比,這是目前許多電動(dòng)自行車(chē)
45、制造廠商應(yīng)考慮的。 當(dāng)然,考慮騎車(chē)帶人或提高電動(dòng)車(chē)載貨物的承重能力只能以增加電池瓦時(shí)數(shù)并相應(yīng)提高車(chē)架強(qiáng)度、剛度與重量來(lái)解決,但這對(duì)城市、平坦路面電動(dòng)車(chē),意義不大,因目前交通法規(guī)不允許帶人;載貨時(shí)若貨物體積或重量太大,交通事故的危險(xiǎn)也將增大。 對(duì)上述三款電動(dòng)車(chē)增加50kg的重量,已相當(dāng)于體重偏輕的被帶人的體重。 實(shí)質(zhì)上,輕型化才是電動(dòng)自行車(chē)的正確發(fā)展方向。使用高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)材料來(lái)大幅度減小電動(dòng)車(chē)本體自重,才會(huì)獲得優(yōu)良的綜合技術(shù)性能。 6. 電機(jī)扭矩與電動(dòng)車(chē)牽引力 決定電動(dòng)車(chē)的爬坡能力與加速性能的根本因素是牽引力與車(chē)—人系統(tǒng)總質(zhì)量。一般電動(dòng)車(chē)廠往往習(xí)慣于用電機(jī)的扭矩來(lái)表述電動(dòng)車(chē)的這類(lèi)性能,
46、往往忽略了輪徑的作用。即使用同樣最大扭矩的電機(jī),不同輪徑的電動(dòng)車(chē),其牽引力也將有很大不同。對(duì)輪轂電機(jī)而言,電機(jī)扭矩就是車(chē)輪扭矩。對(duì)同一扭矩,輪徑小,牽引力就大,爬坡能力就強(qiáng)。例如,輪徑16英寸的半徑為0.203m,在20Nm扭矩下的牽引力為20/0.203 = 98.5N;而輪徑24英寸的半徑為0.305m,在20Nm扭矩下的牽引力為65.6N,兩者已相差1.5倍。建議今后在電動(dòng)車(chē)檢測(cè)時(shí)將牽引力作為整車(chē)的主要技術(shù)性能指標(biāo)之一。 7. 電動(dòng)車(chē)的輸出功率 電動(dòng)車(chē)的輸出功率決定于電機(jī)的輸出功率與傳動(dòng)系統(tǒng)的效率。 電機(jī)的輸出功率等于轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速之乘積,即Pm(W) = 2πT(Nm)n(r/min
47、)/60 = 0.10472T(Nm)n(r/min); 電動(dòng)車(chē)的輸出功率等于牽引力與車(chē)速之乘積,即Pv(W) = F(N)V(m/s)。 對(duì)電機(jī)而言,在輸出功率一定的前提下,轉(zhuǎn)矩大,轉(zhuǎn)速就低。相當(dāng)于牽引力大,車(chē)速就低,是相互矛盾的指標(biāo),整車(chē)設(shè)計(jì)時(shí)需仔細(xì)均衡。 目前的電動(dòng)自行車(chē)使用的電機(jī)是輪轂電機(jī)占主流,而輪轂電機(jī)又以高效率的永磁無(wú)刷直流電機(jī)為主,這種電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速(即空載轉(zhuǎn)速)一經(jīng)設(shè)計(jì)定型就不能再高。為了獲得高車(chē)速與強(qiáng)大的爬坡性能,只能加大電機(jī)功率并選擇有適合的轉(zhuǎn)速的電機(jī)。 電動(dòng)車(chē)的脈寬調(diào)速(PWM)電子調(diào)速裝置雖然可以改變車(chē)速,但只能向下即向低速調(diào)節(jié),但既不能依靠這種減速獲得更大扭
48、矩,也不能靠這種加速獲得比空載更高的車(chē)速。如前所述,這實(shí)際是目前困擾我國(guó)電動(dòng)自行車(chē)產(chǎn)業(yè)的重大難題與難以克服的矛盾。 汽車(chē)工業(yè)則不然,為了得到優(yōu)良的綜合性能,將發(fā)動(dòng)機(jī)(相當(dāng)于電動(dòng)車(chē)的電機(jī))與多擋機(jī)械變速器相結(jié)合,減速可獲得大扭矩與牽引力,加速可獲得超速性能。變速自行車(chē)能獲得優(yōu)良的綜合騎行性能,也正是在于使用了機(jī)械多級(jí)變速器。 目前的電動(dòng)自行車(chē)輪轂電機(jī)由于占用了后軸或前軸位置,只能安裝人力蹬踏的變速器,難以實(shí)現(xiàn)電機(jī)動(dòng)力的機(jī)械變速。 解決這一矛盾與難題的出路之一是采用先進(jìn)的中置驅(qū)動(dòng)方式,將輪轂電機(jī)所占用的后軸位置騰出,讓位給機(jī)械變速器。當(dāng)然,在輪轂電機(jī)內(nèi)或附近實(shí)現(xiàn)機(jī)械變速也是一好辦法,但難度在
49、于:輪轂電機(jī)內(nèi)及附近的空間有限,實(shí)現(xiàn)良好的多擋機(jī)械變速不易。 8. 電動(dòng)自行車(chē)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析 繼續(xù)如上分析,三款電動(dòng)自行車(chē)若仍都以25km/h的車(chē)速騎行,每公里或每百公里消耗的能量可計(jì)算與比較如下: 每公里的能耗:360/36.4: 576/52.1: 816/67: 960/70.4 = 9.89:11.06:12.18:13.63 = 1:1.12:1.23:1.38。后幾種方案比第一方案耗費(fèi)能量增加了近12—38%。 由此可見(jiàn),不同的設(shè)計(jì)方案,在技術(shù)經(jīng)濟(jì)性上有著很大差別。為了增加續(xù)駛里程,迄今為止的普遍做法是為保證足夠快的行駛車(chē)速,盲目加大電池容量、提高電池電池電壓,導(dǎo)致車(chē)重顯
50、著增加,不但延長(zhǎng)續(xù)行里程的目標(biāo)達(dá)不到,反而大幅度下降,進(jìn)而還形成各方面(資源、制造成本、購(gòu)買(mǎi)與使用維護(hù)費(fèi)用)的重大的浪費(fèi),并造成產(chǎn)品本身存在巨大的交通安全隱患! 盡管由于實(shí)際的車(chē)況與路況非常復(fù)雜,為此不得不在上述計(jì)算分析過(guò)程中作了一些必要的近似與的簡(jiǎn)化,故各種車(chē)型實(shí)際的測(cè)試結(jié)果必然會(huì)與上述結(jié)果有所不同,但這決不會(huì)影響到上述分析結(jié)論對(duì)揭示電動(dòng)自行車(chē)目前在設(shè)計(jì)制造方面存在的重大誤區(qū)的重要意義。建議我國(guó)電動(dòng)自行車(chē)企業(yè)對(duì)此應(yīng)認(rèn)真分析,徹底扭轉(zhuǎn)目前產(chǎn)業(yè)的錯(cuò)誤傾向,撥亂反正,這正是擺在電動(dòng)自行車(chē)產(chǎn)業(yè)與負(fù)責(zé)任的企業(yè)家面前需要刻不容緩進(jìn)行的重大歷史使命。 應(yīng)該指出,盡管我國(guó)電動(dòng)自行車(chē)整車(chē)設(shè)計(jì)制造廠家的總數(shù)
51、已近2000余家之多,年產(chǎn)總量已達(dá)2200萬(wàn)輛之巨,我國(guó)電動(dòng)自行車(chē)新近一次的發(fā)展熱潮也已走過(guò)了十余年之久的時(shí)間歷程,但不能不指出:我國(guó)電動(dòng)自行車(chē)的總體設(shè)計(jì)水平實(shí)際仍然處于在低水準(zhǔn)。大量的中小企業(yè)目前仍處于買(mǎi)件組裝的水平,到處可見(jiàn)的相互仿造、僅名稱(chēng)、色彩與外形的局部小改動(dòng)的款式變化仍是主流,從而導(dǎo)致了產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重,產(chǎn)業(yè)至今一直處于低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)的惡性循環(huán)之中。商業(yè)炒作、套用或盜用各種先進(jìn)高科技的新名詞的虛假?gòu)V告源源不斷,出巨資請(qǐng)名人、明星做廣告成為企業(yè)拓展市場(chǎng)份額的主要手段,但有多少企業(yè)肯花錢(qián)在做這方面的認(rèn)真研發(fā)與設(shè)計(jì)研究? 六. 結(jié)論 輕型化、助力化、高端化是中國(guó)電動(dòng)自行車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。目前
52、的標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)與修訂應(yīng)在科學(xué)的基礎(chǔ)上正本清源,這對(duì)中國(guó)電動(dòng)自行車(chē)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步與公正、經(jīng)濟(jì)繁榮、企業(yè)發(fā)達(dá)、人民生命財(cái)產(chǎn)的保障都將有重大作用。能源危機(jī)、環(huán)境污染、交通擁堵這一系列當(dāng)前國(guó)際社會(huì)面臨的共同難題將越來(lái)越凸現(xiàn)電動(dòng)自行車(chē)的重大作用。 參考文獻(xiàn) 1. Christopher Robin Cherry :中國(guó)兩輪電動(dòng): 環(huán)境、安全與機(jī)動(dòng)性影響分析,B.S.(亞利桑那大學(xué))2000,M.S.(亞利桑那大學(xué))2003,加利福尼亞大學(xué)伯克利分校,土木工程與環(huán)境工程學(xué)院,哲學(xué)博士學(xué)位畢業(yè)論文,2007 2. 劉蘭輝,王正,趙錚(上海海事大學(xué)):上海電動(dòng)自行車(chē)交通現(xiàn)狀調(diào)查與分析,第十六屆海峽兩岸都市交通學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集,p.1025-1028
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