DynaSports馬力機應用於電動車測試說明

通常在測試燃油車動力時，我們要測試的，除了後輪的加速度以外，最重要的就是引擎的轉速。轉速測試通常使用轉速偵測夾，依靠點火的訊號來偵測引擎的轉速。但是電動車沒有點火訊號可以偵測，這樣也可以測試馬力嗎？

答案是可以的，其實就算沒有偵測引擎轉速，也可以測試馬力。只不過測出來的圖表沒有轉速資訊，就沒有對應轉速的X軸座標可以參考。但仍然有對應時間軸，和對應車速的X軸馬力可以參考。

目前電動機車的設計，大都是單一減速比，沒有檔位或是CVT傳動的設計。所以只要知道驅動輪的尺寸，正確的減速比資訊，並知道如何計算馬力機的減速比參數，就可以利用固定減速比的功能，直接顯示馬達轉速在儀表視窗。

實際案例

最近協助廠商測試了一臺電動車，這台車是中置馬達，以齒盤鏈條型式傳動到後輪，前後齒分別為14T & 42T，所以減速比是:
後齒/前齒 = 42T / 14T = 3.0

後輪周長的尺寸，會因為本身製造設計和搭配的輪框，產生誤差，所以都建議實際拿軟尺去測量。以這台車為例，後胎規格是140/70-17，照規格計算的周長應該是:
(框直徑 + 胎高 x 2) x π = (17 x 2.54+14 x 70% x 2) x π = 197.2cm

但實際測量的周長是201cm，計算誤差大約是2%。

再來，香魚所使用的渦電流馬力機，滾輪直徑是30cm，滾輪的周長是:
30 x π = 94.25cm

車輛後輪到馬力機滾輪的減速比是:
滾輪周長 / 後輪周長 = 94.25cm / 201cm = 0.469

馬達轉速，到滾輪轉速的總減速比，就是將傳動減速比，乘上滾輪和後輪的減速比:
3.0 x 0.469 = 1.407

最後只要把這個數字輸入馬力機固定減速比的欄位，並設定使用固定減速比去計算轉速即可。

 

除了測試動力，還能做甚麼?

只要搭配正確的週邊，例如電壓/電流偵測設備，和庫倫計。渦電流馬力機可以測試電動車的項目很多。包括能源效率測試，續航力測試等等。下面這個影片是進行70km/h續航能力測試的狀態。

動力測試結果的比對

如果手上有馬達原廠提供的動力特性圖，跟馬力機的測試結果比對，會比較有意義。

馬力機的動力測試圖表

馬達供應商提供的動力特性圖

搭配數位電表，可測得電池輸入的V/A/W曲線圖表

FAQ常見問題:

Q: 我要如何知道我使用的馬力機滾輪直徑是多少?

A: 在 [選項]à[組態設定] à [馬力機類型] à[滾輪參數] 或，

[Options]à[Configuration]à[Class of Dyno]à[ROLLER Characteristics]

 

Q: 我測試的電動車沒有傳動，後輪和輪轂一體式的，減速比怎麼算?

A: 這樣傳動減速比就是1.0，只要計算後輪和滾輪的減速比即可。

輪轂式電動馬達

Q: 如果是有檔位的電動車?

A: 那就要知道用來測試特定檔位的減速比，計算方式與單一減速比相同。

 

Q: 測試的程序和其他車款有差異嗎?

A: 由於電動車沒有離合器，低轉扭矩相當大，因此都建議從靜止開始測試。也因為沒有引擎剎車，所以可以測量回油門滑行的摩擦損失，計算軸馬力。

所以建議的測試流程，是:

1. 手動按鈕開始後，
2. 全油門加速到最高速；然後
3. 放油門滑行，到後輪接近完全停止，再
4. 按鈕停止紀錄。

Q: 使用渦電流馬力機測試，會有差異嗎?

A: 因渦電流馬力機有掃描校正慣性的功能，可以做更精確的測量。建議的測試程序是:

1. 對應馬達特性，進行PID參數調整
2. 進行加/減速掃描測試，校正慣性設定值
3. 進行軸馬力動力測試。

吉輪賽車渦電流馬力機

前言

這個案子非常有趣，雖然對業主來說前面的過程相當艱苦，不過最終收尾很開心。若有其他車行老闆有類似的需求，也可以聯繫我們。 

吉輪賽車GLRW位於桃園市桃園區昆明路62號，年輕有為的老闆阿吉是個非常有衝勁的青年，看他專注於直線加速賽事，也就是所謂的Drag Racing，就知道他衝勁有多強。雖然全台有一萬間機車行，但是改裝技術能夠達到這種水準的，香魚估計不超過3%。 

由於直線加速賽事重視最大馬力輸出，以及傳動系統調校的需求。無限改裝組別甚至可以採用NOS和增壓系統。為了客製化改裝的施工效率，阿吉老闆不僅在店內額外購置了各種加工機具，也很早就知道馬力機對於車輛調校的重要性。雖然年輕的好處是體力好、顏值高，但缺點就是口袋不夠深。如果要投資比較高價的設備，沒有厚實的家底或靠山，是很難一次到位的。

 

艱苦的升級打怪路線

阿吉老闆第一台馬力機是DYNOJET SD-12，這是一台入門等級的慣性馬力機，便宜、結構簡單，最大缺點是慣性小。做為車行一般維修調整用，勉強可以。不過對於高階精密調校需求距離太遙遠。

 

而且只要用過馬力機的人就一定知道，沒有渦電流，實用程度實在太低。慣性馬力機最大功能，就是把道路試車搬進室內，提高了安全性和舒適度。但是在高階供油調校的功能上，還有很大盲區。

要衝250i嗎? 那又是一筆破百萬的投資。深入了解馬力機的基本結構後，阿吉老闆決定自己嘗試。把原來的SD12結構自行修改，訂製了一顆重達320kg的高慣性滾輪，又向DYNOJET代理商訂購了250i的渦電流控制系統，和西班牙原裝的FERNELSA渦電流電磁剎車。

邏輯上，如果這套系統的軟體，可以根據訂製滾輪的慣性，和250i的渦電流去校正搭配，應該可以順利運作。不過致命的問題是，無論是DYNOJET、DYNOSTAR或是DYNAPRO這些品牌的控制系統，都屬於封閉式。就是類似於手機的iOS，軟體設定值數據和計算方法，都是不允許使用者自由更改的。

另一個問題，就是阿吉老闆手工自製的滾輪和渦電流支架，因為製作精度不足，軸心對接公差過大，造成運轉阻力超標。即使裝了能用，計算誤差也會非常大。

辛辛苦苦，也花了不少資金打造起來的馬力機，卻無法如預期的順利使用，想必心很苦。在因緣際會下，阿吉老闆透過FB網站的資訊連繫到了香魚，希望能夠將這台機器救回來。

剛拆下的滾輪，軸心損傷變形很嚴重。光是要把軸承拆下來，就花了九牛二虎之力。原本的軸心也不夠長，無法搭配浸油式的軸承箱，要加工延長處理。

完成加工後的滾輪，軸心加工延長，表面壓花、動平衡也都重新處理。

剛拆下的渦電流軸心同樣狀況悲慘，加工這支軸心也是相當困難。

軸心加工完成的渦電流剎車

最終方案

因為考量阿吉老闆在這一路走來已經花了不少費用，所以初步的提案是盡量保留可用的零件和結構，用最少的改裝費用，僅對滾輪箱結構和控制系統進行變更。

但經過見面幾次討論，並實際來香魚工廠試用DynaSports零號機。最後老闆決定，只保留主要的滾輪和渦電流剎車，其餘的結構全部砍掉重練，再把系統變更為開放系統的SP-5，幾乎是完全重做一台訂製馬力機了。

滾輪箱體側面，軸承座的平面和鎖點加工位置都要非常精確。安裝角度誤差必須小於一度。

為了搭配這兩個主要零件，所有的結構圖尺寸都經過重新設計，在交給機械廠訂製。成品比我們原本的標準機DS-01E還放大了許多。經過近半年的努力，克服了很多問題，客製版的DynaSports馬力機終於在2021年五月，正式進駐吉輪賽車。

最大測試動力達600HP，最大測試時速350kmh，等效測試車重220kg

原本的扭力感測器，修改接頭以後可沿用

滾輪上新增的轉速感測齒，感測解析度小於5度角

極限扭矩高達2300Nm的高剛性聯軸器

箱體假組合後進行基礎設定和調校

渦電流剎車的配線盒已經被調動過，無法確定配線正確性。只好搬出國中學的物理，挖了一盒鑽床下面的鐵粉來看磁力線，反覆測試了幾次，終於找到正確的配線組合。

最終的配線狀態

扭力校正

前箱體完工，準備交貨狀態

後箱體完工，準備交貨狀態

大扭力=大馬力? 大多數人都搞不清楚的問題

網路上常常看到關於「馬力」、「扭力」這兩個名詞的不同解讀或爭論。例如:

「起步靠扭力，加速靠馬力。」
「馬力大極速高，扭力大加速快。」

到底馬力和扭力哪個對您比較重要? 看完本文就會清楚了。

首先更正一個名詞錯誤，「旋轉方向的力」在物理學上，應該稱之為「扭矩」，而非「扭力」。關於這點，香魚在馬力機軟體中文化的過程中，也掙扎了很久。是應該用正確的物理學名詞，還是配合業界的習慣，將錯就錯…

回來主題，其實馬力和扭矩，有一個明確的公式計算:

公制馬力PS=扭矩(kg-m) x 引擎轉速(RPM) / 716

以公式來看，馬力和扭矩就是直接成正比。難道大扭力就一定等於大馬力嗎? 好像怪怪的。

照規矩，說明最好有例子幫助了解，下面是2019大阿魯(GSX1000R)官方規格:

2019 Suzuki GSX-R1000R

四衝水冷DOHC 16V並列4汽缸 缸徑 x 衝程  76.0 x 55.1mm 壓縮比 13.2:1 總排氣量 999.8 cc

最高馬力202ps / 13,200 rpm 最大扭力12.0kg-m / 10,800rpm

欸? 最大扭矩點和最高馬力點的轉速怎麼不一樣??

也許很多人都知道最大扭矩轉速點會比最大馬力轉速點低一些。但為何會這樣?

這時候，動力曲線圖的重要性就出來了。正所謂一圖二表三文字，看圖才是解釋事情最容易的方法。

下面這個曲線是一台ECU解封印的GSX1000R上DynaSports動力實測圖。橫軸是轉速rpm，藍線是扭矩Torque，紅線是馬力HP。

我們可以清楚的看到，藍色曲線的最高點，就是在橫軸大約11000rpm的位置。轉速域符合原廠數據，只不過扭矩略小一些，這在實測經驗上也是正常。

有趣的是，當扭矩在高轉逐漸下降時，馬力卻依舊隨著rpm上升，只不過上升的幅度減緩了。好了，秘密揭曉，前面沒有注意到的重點參數，就是「rpm」。

例如: 上圖中，從13000rpm上升到14000rpm的過程中，扭矩數值從10.28kg-m下降到10.14kg-m。

轉速的變化率為:

14k / 13k = 107.7%

扭矩變化率為:

10.14 / 10.28 = 98.6%

兩者變化率的乘積為:

107.7% x 98.6% = 106.2% 

哇，意思就是雖然扭矩下降，但是因為轉速提升幅度更大，所以馬力反而還上升了6.2%。這也解釋了為何我們在圖表上看到的馬力曲線上升。

以數學理論來看，只要轉速和扭矩的變化比例乘積，維持大於1 (100%)，馬力就會繼續隨著轉速上升。

這也就是為什麼像哈雷、印地安這類的美式機車，排氣量很大，扭矩也超大，但是馬力數值通常都很低(規格書內通常不公佈)。原因就是因為典型美式機車的大排氣量空冷V2引擎，大都只重視低轉範圍的加速，以及巡航舒適性，並不追求高轉速的性能。

綜合以上，下面這句話就是追求大馬力的不二法則。無論是汽油車、柴油車、電動車都一樣。

「不降低扭矩的原則下，盡可能提高最大轉速」

這裡延伸出另一個問題「馬力/扭矩大的車，哪個比較好騎?」這個問題非常有趣，雖然車是否好騎還是有點主觀，不過還是有基本規則可詢。我們後面文章再來討論。

「一馬力」究竟是多大?

說來有點諷刺，如果你去問仿間汽機車改裝店家「一馬力究竟有多大?」能具體回答出來的寥寥可數。所以，了解馬力機之前，我們要先解釋清楚，一馬力(1 Horsepower)究竟代表甚麼。

其實馬力並不是「力」的一種，而是一種古老的功率單位，從蒸氣機時代沿用至今。定義一匹馬在一定單位時間內，能夠拖動一重物的距離的總能力。