自行車 照明和回復反射裝置 第4部分：自行車發(fā)電機供電的照明系統(tǒng) 征求意見稿

1GB/T31887.4－202X/ISO6742-4:2023自行車照明和回復反射裝置第4部分：自行車發(fā)電機供電的照明系統(tǒng)本文件規(guī)定了自行車發(fā)電機供電的照明系統(tǒng)的性能要求，描述了相應的試驗方法，適用于符合GB/T31887.1的照明和光信號裝置，照明系統(tǒng)包括照明和光信號裝置和由自行車轉(zhuǎn)動提供的電源，如發(fā)電機。本文件適用于在公共道路上使用的自行車，特別是符合GB3565.2[1]和GB14746[2]的兩輪自行車用的照明系統(tǒng)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T31887.1—202X自行車照明和回復反射裝置第1部分：照明和光信號裝置（ISO6742-1:2023,MOD）注：GB/T31887.1—202X被引用GB/T31887.3—202X自行車照明和回復反射裝置第3部分：照明和回復反射裝置的安裝和使用（ISO6742-3:2023,IDT）ISO9227人造氣氛腐蝕試驗鹽霧試驗(Corrosiontestsinartificialatmospheres—Saltspraytests)注：GB/T10125—2021人造氣氛腐蝕試驗鹽霧試驗（ISO922IEC60529外殼防護等級（IP代碼）（Degreesofprotectionprovidebyenclosure(IPcode)）注：GB/T4208—2017外殼防護等級（IP代碼IEC60529:2013,IDT）3術(shù)語和定義GB/T31887.1界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1摩擦驅(qū)動式發(fā)電機frictionaldrivegenerator將轉(zhuǎn)子或定子與滾輪相連，通過在旋轉(zhuǎn)軸承上的力將其壓在驅(qū)動車輪上的發(fā)電機。3.2直接驅(qū)動式發(fā)電機positivedrivegenerator不涉及摩擦驅(qū)動式發(fā)電機定義（3.1）定義的發(fā)電機。2GB/T31887.4－202X/ISO6742-4:20233.3開放系統(tǒng)opensystem燈與電源(發(fā)電機或電池）兼容的系統(tǒng)，如果滿足要求，可互換。注：這些要求在本文件或GB/T31887.5[3]中都有規(guī)定。3.4封閉系統(tǒng)closedsystem燈與電源(發(fā)電機或電池）之間不具有兼容性的系統(tǒng)，或由制造商指定的組合。4對自行車發(fā)電機供電的照明系統(tǒng)要求4.1通則自行車發(fā)電機供電的照明系統(tǒng)有兩類：開放系統(tǒng)和封閉系統(tǒng)，照明系統(tǒng)應滿足表1所示的要求。為專用而設(shè)計的自行車的最大和最小輪徑應滿足上述要求。表1自行車發(fā)電機供電的照明系統(tǒng)64.2耐腐蝕性按7.1所描述的方法進行試驗，照明系統(tǒng)的所有功能應正常工作。4.3防水性能按7.2所描述的方法進行試驗，照明系統(tǒng)的所有功能應正常工作。5開放系統(tǒng)的要求5.1通則整個系統(tǒng)應設(shè)計為燈與發(fā)電機兼容的開放系統(tǒng)。5.2開放系統(tǒng)的前燈GB/T31887.4－202X/ISO6742-4:2023按7.3所描述的方法進行試驗時，開放系統(tǒng)的前燈（向前發(fā)光的燈）應符合GB/T31887.1—202X中4.2（前位置燈）、4.5（近光燈）、4.6（遠光燈）和4.9（日間行車燈）的要求。提供的電壓范圍應只在試驗電壓以上才有效，直流電壓U的值對應于交流電壓Urms的有效值。此外：a)光源的額定電壓應等于系統(tǒng)電壓，或光源應通過合適的電子鎮(zhèn)流器供電；b)照明效果至少應在3Urms展開；c)照明評估應在試驗電壓下進行；d)功耗不應大于額定值的110%；e)在試驗電壓下，功耗不應大于2.4W；f)這些裝置中的電子鎮(zhèn)流器應有相應的額定電功率。根據(jù)GB/T31887.1—202X中4.8（駐車燈）的要求，前燈應帶有內(nèi)置電容器，在駐車時持續(xù)為燈供電，整個設(shè)備在供電系統(tǒng)上的負載不會明顯高于該設(shè)備的預期負載。整個設(shè)備在試驗電壓下應滿足必要的要求，其中，電容器放電后，允許使用試驗電壓充電120s，通過對電容器充電，發(fā)電機電壓的降低應符合下列條件：a)15s后不大于60%；b)30s后不大于37%；c)60s后不大于15%；d)90s后不大于5%；e)120s后不大于1.5%。任何駐車燈都應發(fā)出至少240s的可見光。5.3開放系統(tǒng)的后燈按7.4所描述的方法進行試驗時，開放系統(tǒng)的后燈（向后方發(fā)光的燈）應符合GB/T31887.1—202X中4.3（后燈）、4.4（制動燈）和4.8（駐車燈）的要求。在試驗電壓下，功耗不應大于0.6W。后燈應帶有整體式燈座，整個設(shè)備在供電系統(tǒng)上的負載不會明顯高于該設(shè)備的預期負載。整個設(shè)備在試驗電壓下應滿足必要的要求，其中，電容器放電后，允許使用試驗電壓充電120s，通過對電容器充電，發(fā)電機電壓的降低應符合下列條件：a)15s后不大于60%；b)30s后不大于37%；c)60s后不大于15%；d)90s后不大于5%；e)120s后不大于1.5%。任何駐車燈都應發(fā)出至少240s的可見光。5.4開放系統(tǒng)的發(fā)電機4GB/T31887.4－202X/ISO6742-4:20235.4.1發(fā)電機一般特性按7.5所描述的方法進行測量，發(fā)電機的電壓和功率應滿足表2的值。發(fā)電機的輸出特性取決于車輪的直徑，表2中給出的電壓和效率的最小值適用于制造商提供的最大車輪外徑。表2中電壓最大值的測量適用于制造商所述的最小車輪外徑。表2發(fā)電機的特性V3N———4——WN———4——V3%—————W%—————W%—————5.4.2摩擦驅(qū)動式發(fā)電機對于通過在旋轉(zhuǎn)軸承上的彈簧力壓在驅(qū)動車輪上的發(fā)電機，在與輪胎接觸松脫的總旋轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)，測量垂直于發(fā)電機旋轉(zhuǎn)軸的彈簧力應至少10N。發(fā)電機與車輪接觸導致的車輪旋轉(zhuǎn)阻力增加應小于4N。如果在規(guī)定的速度范圍內(nèi)，該空載發(fā)電機的交流電壓大于50Vrms或直流電壓大于75V，則應提供附加措施以滿足該電壓極限。5.4.3直接驅(qū)動式發(fā)電機對于直接驅(qū)動（不帶齒輪）發(fā)電機及其所允許最大車輪外徑，在5km/h的速度時，交流電壓的頻5GB/T31887.4－202X/ISO6742-4:2023率不應小于6Hz。如果在規(guī)定速度范圍內(nèi)，該空載發(fā)電機的交流電壓大于50Vrms或直流電壓大于75V，則應提供附加措施以滿足該電壓極限。6封閉系統(tǒng)的要求6.1通則整個系統(tǒng)應設(shè)計為燈和發(fā)電機之間不具有兼容性的封閉系統(tǒng)。6.2在5km/h到15km/h之間的光測量性能要求按7.6.1a)所描述的方法進行試驗后，燈應發(fā)光。不要求發(fā)出連續(xù)的光。6.3大于等于15km/h的光測量性能要求按7.6.1所描述的方法進行試驗時，光性能應符合GB/T31887.1-202X中規(guī)定的系統(tǒng)中所包含相應光源類別的要求。6.4高速耐久性要求按7.6.2所描述的方法進行試驗后，光性能應符合系統(tǒng)中所包含相應光源類別的要求。不應有明顯7試驗方法7.1兩個系統(tǒng)的腐蝕試驗整個照明系統(tǒng)（裝配發(fā)電機且正常運轉(zhuǎn)的前燈和后燈）按照ISO9227描述的方法在氯化鈉濃度為5%的鹽霧中進行96h腐蝕試驗。7.2兩個系統(tǒng)的防水性能試驗裝配運轉(zhuǎn)正常的發(fā)電機按照IEC60529的外殼防護等級IPX4進行防水試驗。由自行車發(fā)電機供電的照明系統(tǒng)的前燈和后燈應按照IEC60529中的IPX3進行防水試驗。試驗結(jié)束時，讓試件排水1h。7.3開放系統(tǒng)的前燈開放系統(tǒng)向前發(fā)光的燈應按GB/T31887.1—202X中的4.2（前位置燈）、4.5（近光燈）、4.6（遠光燈）和4.9（日間行車燈）描述的方法進行試驗。試驗電壓應為基本正弦交流（頻率50Hz或60Hz）或直流的額定電壓。測量發(fā)電機輸出端電壓。6GB/T31887.4－202X/ISO6742-4:20237.4開放系統(tǒng)的后燈開放系統(tǒng)向后發(fā)光的燈應按GB/T31887.1—202X中的4.3（后燈）、4.4（制動燈）和4.8（駐車燈）描述的方法進行試驗。試驗電壓應為基本正弦交流（頻率50Hz或60Hz）或直流的額定電壓。測量發(fā)電機輸出端電壓。7.5開放系統(tǒng)的發(fā)電機7.5.1發(fā)電機一般特性測量發(fā)電機端子處的電壓和功率。測量效率的方法見附錄B，每個參數(shù)應由發(fā)電機制造商來確定。7.5.2摩擦驅(qū)動式發(fā)電機7.5.2.1試驗設(shè)置試驗設(shè)置如圖1所示。測量臂（1）固定在車軸上，并由軸承（2）支撐，允許測量臂相對于測量臺自由旋轉(zhuǎn)。力傳感器（3)放置在控制臂的末端，車輪由驅(qū)動滾輪(4)旋轉(zhuǎn)。摩擦驅(qū)動式發(fā)電機(5)固定在測量臂上，附著在相對臂上的平衡配重塊(6)抵消摩擦驅(qū)動發(fā)生器負載。6V/3W發(fā)電機負載為12Ω,6V/2.4W發(fā)電機負載為15Ω,用于6V/1.5WLED光源的發(fā)電機的電子負載見附錄A，或負載為24Ω。在測量前，帶有負載的發(fā)電機應在（23±5）℃的環(huán)境溫度下，以30km/h的速度運行20min，不強制冷卻。在發(fā)電機冷卻至環(huán)境溫度后，應確定電壓特性。此處，應使用表面無花紋的驅(qū)動車輪。標引序號說明：1——測量臂；2——軸承；3——力傳感器；4+——驅(qū)動滾輪；5——摩擦驅(qū)動式發(fā)電機；6——平衡配重塊；F—發(fā)電機產(chǎn)生的阻力；W—施加到力傳感器的力；D—發(fā)電機與輪胎觸點和輪軸中心之間的距離；L—力傳感器與輪軸中心之間的距離；a—旋轉(zhuǎn)方向。圖1摩擦驅(qū)動式發(fā)電機的試驗設(shè)置7GB/T31887.4－202X/ISO6742-4:20237.5.2.2試驗程序測量按以下程序進行：a)以15km/h的速度連續(xù)運行5min后，測量輸出電壓和阻力；b)將速度降低至5km/h后，測量輸出電壓；c)將速度提高至不大于30km/h后，測量輸出電壓。在測量過程中，使用力傳感器測量載荷。發(fā)電機的阻力由以下公式(1)計算.F=W×……………（1）式中：F——發(fā)電機產(chǎn)生的阻力,單位為牛（N）；W——施加到力傳感器的力，單位為牛（N）；L——力傳感器與輪軸中心之間的距離，單位為毫米（mm）D——發(fā)電機與輪胎觸點和輪軸中心之間的距離，單位為毫米（mm）7.5.3直接驅(qū)動式發(fā)電機7.5.3.1試驗設(shè)置試驗設(shè)置如圖2所示。扭矩計(2)連接到伺服電動機(1)的輸出端，并通過聯(lián)軸器(3)直接由直接驅(qū)動式發(fā)電機驅(qū)動。直接驅(qū)動式發(fā)電機的車軸應固定在測量臺上。發(fā)電機和扭矩計應安裝一個轉(zhuǎn)動力矩與車輪(4)相等的飛輪，以防止產(chǎn)生的電壓波形因齒槽轉(zhuǎn)矩的反作用而變化。如有必要，安裝一個離合器(5)，以防止伺服電動機在停止時因飛輪慣性而損壞。6V/3W發(fā)電機負載為12Ω,6V/2.4W發(fā)電機負載為15Ω,用于6V/1.5WLED光源的發(fā)電機的電子負載見附錄A，或負載為24Ω。用于6V/3WLED光源的發(fā)電機的電子負載見附錄A，或負載為24Ω。在測量前，帶負載的發(fā)電機應在（23±5）℃的環(huán)境溫度下，以30km/h的速度運行20min，不強制冷卻。在發(fā)電機冷卻至環(huán)境溫度后，應確定電壓特性和效率。8GB/T31887.4－202X/ISO6742-4:2023標引序號說明：1——伺服電動機；2——扭矩計；3——聯(lián)軸器；4——飛輪；5——離合器。圖2直接驅(qū)動式發(fā)電機的試驗設(shè)置7.5.3.2試驗程序測量按以下程序進行：a)以15km/h的速度連續(xù)運行5min后，測量輸出電壓和效率；b)將速度降低至5km/h后，測量輸出電壓；c)將速度提高至不大于30km/h后，測量輸出電壓。7.6封閉系統(tǒng)試驗方法7.6.1功率測量功率測量方法如下：a)通過驅(qū)動測量發(fā)電機的輸出電壓。速度在5km/h～15km/h之間時，每隔1km/h檢查6.2，或速度在15km/h時檢查6.3。如果速度大于15km/h時發(fā)電機輸出功率下降，同樣測量在發(fā)電機輸出功率最低的速度下的電壓。如果有駐車燈，系統(tǒng)應在15km/h下運行2min，然后停止并試驗。b)將輸出信號[與正弦形狀相同頻率的交流電壓有效值（V）]模擬到照明裝置以檢驗光性能。為了測試產(chǎn)品，可能需要提供多個樣品。7.6.2高速耐久性試驗首先在30km/h進行30min的耐久性試驗。然后在5s內(nèi)增加速度至50km/h，并保持該速度持續(xù)10s，然后穩(wěn)步地將速度降低至0km/h。如果該系統(tǒng)可以在自行車騎行時接通和斷開，則速度在30km/h時接通和斷開10次。然后，檢查是否滿足6.3的要求。GB/T31887.4－202X/ISO6742-4:20238說明書說明書應滿足GB/T31887.3-202X第7章的要求。附加信息可由制造商酌情提供。此外，還應包括以下信息：a)燈的類型；b)自行車使用的最大和最小車輪直徑。9標志9.1要求燈和電源都應有耐久性標志：a)制造商的名稱、縮寫或商標；b)型號名稱、符號或其他標志；c)額定輸入、輸出功率或任何描述開放系統(tǒng)兼容性的內(nèi)容。特別注意，僅用電子負載測量特性的發(fā)電機是專用于LED光源。標記a)應在與自行車裝配后可見的表面上出現(xiàn)，字符高度不小于1mm。9.2耐久性試驗9.2.1要求當按照9.2.2描述的方法進行試驗時，標志應保持清晰易讀。任何標簽不應被輕易去除，也不應出現(xiàn)任何翹邊的跡象。9.2.2試驗方法用一塊浸泡過水的布片手工擦拭標記15s，再用浸泡過汽油的布片擦拭15s。GB/T31887.4－202X/ISO6742-4:2023用于LED光源的發(fā)電機功率測量的電子負載標引序號說明：元器件：C1—電容C=1000μF；IC1A—運算放大器；IC1B—運算放大器；T1N—N溝道MOS管；T2N—N溝道MOS管；T1P—P溝道MOS管；T2P—P溝道MOS管；R1—電阻R=1MΩ;R2—電阻R=1MΩ;R3—電阻，見表A.1；R4—電阻，見表A.1。連接和提供：X1,X2—發(fā)電機用端子；圖A.1用于LED光源的發(fā)電機功率測量的電子負載測量所需的零件如下：a)T1P，T2P——P溝道MOS管[示例：SI4562DY（逐個N和P溝道MOS管）]b)T1N，T2N——N溝道MOS管[示例：SI4562DY（逐個N和P溝道MOS管）]1)總柵極電荷：Qq＜50nC；GB/T31887.4－202X/ISO6742-4:20232)漏源電壓：uDS＞30V；3)漏源導通電阻：RDS(on)＜50mΩ;4)柵極閾值電壓：uGS(th)＜1.6V。c)IC1A,IC1B:運算放大器（示例：LM2904）:1)輸入偏置電流：IinBias＜50nA；2)輸入失調(diào)電流：IinOffset＜5nA；3)電源電壓：usupply=3V～30V；4)偏移電壓：uoffset＜10mV；5)輸出電壓擺幅uoutH＞Voc-1.4V,uoutL＜0.3V。d)R1～R4——電阻器e)C1——電容器1)1000μF25(1+20%)V。f)提供電源3±0.03）V,1.5ADC。MOS管應充分冷卻。表A.1電阻GB/T31887.4－202X/ISO6742-4:2023效率計算B.1效率計算使用公式（B.1）計算效率×100%…………式中:Pout——電能輸出，單位為瓦（W）；Pin——機械能輸入，單位為瓦（W）。使用固定電阻時，Pout由公式（B.2）計算：……………………(B.2)式中:Pout——電能輸出，單位為瓦（W）；U——速度下測得的真有效值電壓，單位為伏特（V）;當R為用電子負載時，由寬帶數(shù)字功率表測量，并在發(fā)電機和電子負載之間放置精確的應變波形測量。功率表的基本精度應為0.5%或以下，測量寬頻帶為0.1Hz～10kHz或更高，波峰因數(shù)為3或更高。Pin由公式（B.3）計算：Pin=×TM×NM……式中:Pin——機械能輸入，單位為瓦（W）。TM——由扭矩計測量的扭矩，單位為牛米（Nm）；NM——伺服電動機每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)，單位為轉(zhuǎn)每分鐘（r/min）。GB/T31887.4－202X/ISO6742-4:2