武 凱 紀迎平 馬曉東

（天津大學內(nèi)燃機研究所 天津 300072）

引言

照明和光信號裝置即燈具，通過主動發(fā)出光束，用于照明和提醒其他道路使用者駕駛意圖，是汽車、摩托車、電動自行車上重要的主動安全部件。電動自行車的照明裝置應(yīng)根據(jù)相應(yīng)的標準進行設(shè)計，本文將說明依據(jù)的設(shè)計標準及其要求。

1 電動自行車照明和光信號裝置標準

GB 17761-2018 電動自行車安全技術(shù)規(guī)范 規(guī)定，電動自行車應(yīng)安裝前燈和后燈，其亮度值應(yīng)符合GB/T 22791-2008 自行車照明設(shè)備的要求[1]。

2019 年10 月GB/T 31887.1-2019 自行車 照明和回復反射裝置第1 部分：照明和光信號裝置發(fā)布，其修改采用ISO 國際標準ISO 6742-1：2015，代替GB/T 22791-2008 自行車照明設(shè)備，于2020 年5月1 日正式實施。

國家認監(jiān)委TC12 技術(shù)專家組于2020 年4 月修訂了GB 17761-2018 電動自行車安全技術(shù)規(guī)范 的檢驗規(guī)范，明確2020 年5 月1 日以后，新申請認證的電動自行車產(chǎn)品，其照明裝置應(yīng)符合GB/T 31887.1-2019 自行車 照明和回復反射裝置 第1 部分：照明和光信號裝置的光學要求。

2 GB/T 31887.1-2019 光學要求

GB 17761-2018 電動自行車安全技術(shù)規(guī)范僅考察前燈、后燈的光學要求。其中后燈需滿足GB/T 31887.1-2019 自行車照明和回復反射裝置第1 部分：照明和光信號裝置第4.3 條要求，與前燈對應(yīng)的是標準中的近光燈，其光學要求應(yīng)滿足4.5 條要求，如燈具兼具遠光功能，其光學要求需符合4.6 條要求。

2.1 后燈光學要求

后燈光學要求見表1。

表1 后燈光分布

通過車輛轉(zhuǎn)動供電的后燈還應(yīng)有向上發(fā)出的紅色光，見圖1。光在與垂直軸線成半角30°至45°之間的圓錐體表面和2 個與行駛方向成20°角的徑向切面相交形成的水平截面A 區(qū)域內(nèi)發(fā)出[2]，使用電池/蓄電池的后燈不作要求。

圖1 后燈錐形截面光分布

2.2 前燈光學要求

近光光度應(yīng)滿足表2 要求；遠光燈（若裝有）光度應(yīng)滿足表3 要求。

表2 近光燈光分布要求

表3 遠光燈光分布要求

3 GB/T 31887.1-2019（新版標準）與GB/T 22791-2008（舊版標準）差異分析

3.1 新版標準主要技術(shù)變化

1）增加了燈具的照明方式；

2）增加了前位置燈、制動燈、轉(zhuǎn)向燈、駐車燈光度要求；

3）修改了后燈的光度要求；

4）修改了前燈（近光燈）的光度要求，增加了遠光燈光度要求；

5）修改了色度坐標值；

6）修改了光度測試方法。

3.2 新版標準與舊版標準具體差異分析

1）燈具照明方式要求

新版標準規(guī)定后燈可持續(xù)發(fā)光，也可以采用頻率閃光，其閃光頻率應(yīng)在1～4 Hz 范圍內(nèi)，可以只有一種發(fā)光模式，也可以在多種發(fā)光模式之間切換；而前燈無論近光還是遠光均應(yīng)持續(xù)發(fā)光。

2）后燈光學要求

舊版標準中后燈光學要求測試范圍與新版標準相互對應(yīng)，不同之處在于新版標準對測試區(qū)域進行了更加細致的劃分，如圖2 所示。與之對應(yīng)的限制也進行了修改，例如后燈HV 點的亮度不得小于0.75 cd，新標準中這一限值提高到了2.5 cd，光分布最小角限值由0.02 cd 提高到0.033 cd。對于按照新版標準要求設(shè)計的后燈，為滿足認證要求，其亮度應(yīng)較舊版標準有一定的提高，但還需要注意，新版標準增加了HH 線以上的區(qū)域亮度值不得超過12 cd 的要求。除上述變化外，新標準是對區(qū)域的亮度要求，相對于單點測試，區(qū)域測試更加合理。在進行燈具設(shè)計時在考慮亮度的同時還需要考慮光分布的均勻性；另外新標準取消了后燈錐形光的要求，增加了轉(zhuǎn)動供電后燈向上的發(fā)光要求。

圖2 后燈光分布

3）前燈光學要求

新版標準較舊版標準前燈的光學要求發(fā)生了較大變化，在功能上對前燈增加了近光燈和遠光燈之分。其中近光燈代替舊版標準中前燈，遠光燈為新版標準新增要求。新版標準中近光燈、遠光燈光度要求為燈前10 m 處的lx 值。近光燈配光測試范圍較舊版標準有所擴大，如圖3 所示，其光學要求也由測試點轉(zhuǎn)變?yōu)榫€和區(qū)域。對于A 點照度值≤20 lx 的近光燈，其水平方向測試范圍為4°，即4°L 至4°R，與舊版標準3.5°D-4°L 和4°R 相同[3]；對于A 點照度值＞20 lx 的近光燈，其水平測試范圍為8°，即8°L 至8°R，與舊版標準相比增加了一倍；新版標準中，近光燈豎直方向測試范圍達到了11.5°D，而舊版標準中測試范圍僅為4.5°D[3]。僅從上述測試范圍即可看出，新版標準對于電動自行車前燈的光學要求比舊版標準要求更高。

圖3 近光燈光分布

通過對新版標準中近光燈光學要求的分析我們可以看出，在對電動自行車前燈進行配光設(shè)計時需要關(guān)注以下幾個關(guān)鍵點：

a）4°D 以下照度值不得超過A 點（3.5°D，0）的照度值，燈具的最亮點距明暗截止線（照度為2 lx 的線）應(yīng)在4°D 以內(nèi)；

b）11.5°D 處照度值≥1 lx，1 lx 光照度值應(yīng)覆蓋到距燈具最亮點以下至少7.5°處；

c）對于照度值＞20 lx 的近光燈，其水平光照范圍應(yīng)能覆蓋到8°L 至8°R；

d）B 點照度值應(yīng)不小于A 點照度值的1/2。

對于含有遠光的前燈，遠光燈光分布如圖4 所示。除此之外還需要滿足附加要求，即需要裝有遠近光切換的裝置。需要注意的是，如燈具遠近光光源不同且設(shè)計在同一個燈體中時，遠近光的HV 點應(yīng)相同。

圖4 遠光燈光分布

4）光度測試方法

新版標準中，對于不是裝用白熾燈光源的燈具，其1 min 和30 min 后的光強度或光照度和色度都應(yīng)符合要求。對于照明方式為頻率閃爍的電動自行車后燈，其光強值應(yīng)按照新標準中附錄A 的方法進行測量，其測量方法與ISO 標準相同，在進行后燈配光設(shè)計時應(yīng)注意其有效光強與最大光強的區(qū)別，閃光燈有效光強是通過式（1）[4]計算得來：

式中[2]：Jmax為最大光強度，單位坎德拉（cd）；C 為時間常數(shù)，等于0.2 s；F 為波形系數(shù)；T 為閃光持續(xù)時間，單位s。

4 結(jié)束語

作為非機動車（自行車）至機動車（如摩托車）的過渡和補充[5]，電動自行車擁有廣泛的市場需求。燈具作為電動自行車關(guān)鍵零部件之一，對降低事故的發(fā)生、保護騎乘人員的安全起到了關(guān)鍵作用。為順應(yīng)社會需求和行業(yè)發(fā)展，新版標準修改采用ISO 標準，已實現(xiàn)與國際標準的接軌。只有提高電動自行車燈具產(chǎn)品適用性，緊跟國家標準乃至國際標準的步伐，才能提高產(chǎn)品在行業(yè)的競爭力。