EN15194

 EN15194

en15194 EUROPEANSTANDARD

NORMEEUROPÉENNE

EUROPÄISCHENORM

DRAFT

prEN 15194

March 2005

ICS

English version

Cycles – Electrically power assisted cycles – EPAC bicycle

Cycles – Vélos à assistance électrique – Bicyclette EPAC

Fahrräder – Elektromotorisch unterstützte Räder – EPAC

Fahrräder

This draft European Standard is submitted to CEN members for enquiry. It has been drawn up by the Technical Committee CEN/TC 333.en15194

If this draft becomes a European Standard, CEN members are bound to comply with the CEN/CENELEC Internal Regulations which

stipulate the conditions for giving this European Standard the status of a national standard without any alteration.

This draft European Standard was established by CEN in three official versions (English, French, German). A version in any other language

made by translation under the responsibility of a CEN member into its own language and notified to the Management Centre has the same

status as the official versions.en15194

CEN members are the national standards bodies of Austria, Belgium, Cyprus, Czech Republic, Denmark, Estonia, Finland, France,

Germany, Greece, Hungary, Iceland, Ireland, Italy, Latvia, Lithuania, Luxembourg, Malta, Netherlands, Norway, Poland, Portugal, Slovakia,

Slovenia, Spain, Sweden, Switzerland and United Kingdom.

Warning : This document is not a European Standard. It is distributed for review and comments. It is subject to change without notice and

shall not be referred to as a European Standard.en15194

EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION

COMITÉ EUROPÉEN DE NORMALISATION

EUROPÄISCHES KOMITEE FÜR NORMUNG

Management Centre: rue de Stassart, 36 B-1050 Brussels

© 2005 CEN All rights of exploitation in any form and by any means reserved

worldwide for CEN national Members.

Ref. No. prEN 15194:2005: E

 

 

prEN 15194:2005 (E)

Contents

Page

Foreword…………………………………………………………………………………………………………………………………………..3

Introduction………………………………………………………………………………………………………………………………………4

1

2

3

4

5

6

Scope ……………………………………………………………………………………………………………………………………5

Normative references…………………………………………………………………………………………………………….5

Terms and definitions ……………………………………………………………………………………………………………6

Requirements………………………………………………………………………………………………………………………..8

Marking and labelling …………………………………………………………………………………………………………..12

Instructions for use ……………………………………………………………………………………………………………..13

Annex A (informative) Battery charging – Temperature……………………………………………………………………14

Annex B (informative) Example of relation between speed/torque/current ……………………………………….15

Annex C (normative) Electromagnetic compatibility of two EPACs and electrical/electronic sub-

assemblies…………………………………………………………………………………………………………………………..17

C.1

C.2

C.3

C.4

C.5

Conditions applying to vehicles and to electrical/electronic sub-assemblies (ESA)……………….17

Method of Measuring wide-band electromagnetic radiation from vehicles …………………………….19

Method of measuring narrow band electromagnetic radiation from vehicles …………………………20

Methods of testing vehicle immunity to electromagnetic radiation………………………………………..20

Method of measuring wide-band electromagnetic radiation from separate technical units

(ESA) …………………………………………………………………………………………………………………………………..24

Method of measuring narrow-band electromagnetic radiation from separate technical

units (ESAs)…………………………………………………………………………………………………………………………25

Methods of testing the ESA immunity to electromagnetic radiation ………………………………………25

C.6

C.7

2

 

en15194

 

prEN 15194:2005 (E)

Foreword

This document (prEN 15194:2005) has been prepared by Technical Committee CEN/TC 333 “Bicycles”, the

secretariat of which is held by UNI.

This document is currently submitted to the CEN Enquiry.

3

 

en15194

 

prEN 15194:2005 (E)

Introduction

This European Standard gives requirements for electric power assisted cycles (EPAC).

This standard has been developed in response to demand throughout Europe. Its aim is to provide a standard

for the assessment of electrically powered cycles of a type which are excluded from type approval by Directive

2002/24/EC en15194

Due to the limitation of the voltage to 48 Vdc, there are no special requirements applicable to the EPAC about

protection against electrical hazards.

4

 

en15194

 

prEN 15194:2005 (E)

1 Scope en15194

This European standard specifies safety requirements and test methods for the assessment of the design and

assembly of electrically power assisted cycles and sub-assemblies for systems having voltage up to 48Vdc.

It is intended to cover electrically power assisted cycles of a type which have a maximum continuous rated

power of 0,25 kW, of which the output is progressively reduced and finally cut off as the vehicle reaches a

speed of 25 km/h, or sooner, if the cyclist stops pedalling.

2 Normative references

The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated

references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced

document (including any amendments) applies.

EN 50272-3, Safety requirements for secondary batteries and battery installations. Traction batteries

EN 55011:1994, Industrial, scientific and medical (ISM) radio-frequency equipment – Radio disturbance

characteristics – Limits and methods of measurement

prEN 14764:1) , City and trekking bicycles – Safety requirements and test methods

ISO 2575, Road vehicles – Symbols for controls, indicators and tell tales

ISO 11452-3, Road vehicles – Component test methods for electrical disturbances from narrowband radiated

electromagnetic energy – Part 3: Transverse electromagnetic mode (TEM) cell

ISO 11452-4, Road vehicles – Component test methods for electrical disturbances from narrowband radiated

electromagnetic energy – Part 4: Bulk current injection (BCI)

ISO 11452-5, Road vehicles – Component test methods for electrical disturbances from narrowband radiated

electromagnetic energy – Part 5: Stripline

IEC 60034-1, Rotating electrical machines – Part 1: Rating and performance en15194

IEC 60227-1: 1998, Polyvinyl chloride insulated cables of rated voltages up to and including 450/750 V – Part

1: General requirements

IEC 60245-1, Rubber insulated cables – Rated voltages up to and including 450/750 V – Part 1: General

requirements

IEC 61000-3-2, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 3-2: Limits – Limits for harmonic current emissions

(equipment input current <= 16A per phase)

IEC 61000-4-2:1995, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4-2: Testing and measurement techniques –

Electrostatic discharge immunity test en15194

IEC 61000-4-3:1996, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4-3: Testing and measurement techniques –

Radiated, radio-frequency, electromagnetic field immunity test

IEC 61000-4-4:1995, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4-4: Testing and measurement techniques –

Electrical fast transient/burst immunity test en15194

1) To be published en15194

5

en15194

 

prEN 15194:2005 (E) en15194

IEC 61000-4-5:1995, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4-5: Testing and measurement techniques –

Surge immunity test

IEC 61000-4-6:1995, Electromagnetic compatibility (EMC) –Part 4-6: Testing and measurement techniques –

Immunity to conducted disturbances, induced by radio-frequency fields

IEC 61000-4-11:1995, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4-11: Testing and measurement techniques

– Voltage dips, short interruptions and voltage variations immunity tests en15194

IEC 61429, Marking of secondary cells and batteries with the international recycling symbol ISO 7000-1135

CISPR 12: 2001, Vehicles, boats and internal combustion engine driven devices – Radio disturbance en15194

characteristics – Limits and methods of measurement for the protection of receivers except those installed in

the vehicle/boat/device itself or in adjacent vehicles/boats/devices

CISPR 16-2: 2003, Specification for radio disturbance and immunity measuring apparatus and methods – Part

2: Methods of measurement of disturbances and immunity en15194

CISPR 25: 2002, Radio disturbance characteristics for the protection of receivers used on board vehicles,

boats and on devices – Limits and methods of measurement

3 Terms and definitions

For the purposes of this European Standard, the following terms and definitions apply:

3.1

cycle en15194

any vehicle that has at least two wheels and is propelled solely or mainly by the muscular energy of the

person in that vehicle, in particular by means of pedals

3.2

bicycle

two-wheels cycle en15194

3.3

fully assembled bicycle

bicycle fitted with all the components necessary for its intended use

3.4

electrically power assisted cycle (EPAC) en15194

cycle, equipped with pedals and an auxiliary electric motor, which cannot be propelled exclusively by means

of this auxiliary electric motor

3.5

no load current point

current for which there is no torque on the driving wheel en15194

3.6

full discharge of the battery

point in which the battery does not deliver any power/energy to the motor, according to the manufacturer’s

specifications

3.7

cut off speed en15194

speed reached at the moment the current has dropped to zero or to the no load current value

6

 

en15194

 

prEN 15194:2005 (E)

3.8

maximum assistance speed by design en15194

speed by design up to which assistance is provided

3.9

electromagnetic compatibility

ability of a vehicle or one of its electrical/electronic systems to function satisfactorily in its electromagnetic

environment without introducing intolerable electromagnetic diESArbances to anything in that environment

3.10

electromagnetic diESArbance en15194

any electromagnetic phenomenon which may degrade the performance of a vehicle or one of its

electronic/electrical systems. An electromagnetic diESArbance may be electromagnetic noise, an unwanted

signal or a change in the propagation medium itself en15194

3.11

electromagnetic immunity

ability of a vehicle or one of its electronic/electrical systems to perform without degradation of quality in the

presence of specific electromagnetic diESArbances

3.12

electromagnetic environment

all electromagnetic phenomena present in a given situation

3.13

reference limit en15194

nominal level to which both the component type-approval of the vehicle type and the conformity-of-production

limit value refer

3.14

reference antenna

balanced half-wave dipole tuned to the measured frequency

3.15

wide-band emission

any emission which has a bandwidth exceeding that of a specific receiver or measuring instrument

3.16

narrow-band emission

any emission which has a bandwidth less than that of a specific receiver or measuring instrument

3.17

electronic/electrical subassembly (ESA)

electronic and/or electrical component, or the set of components provided for installation in a vehicle, together

with all electrical connections and associated wiring for the execution of several specific functions

3.18

ESA

the test carried out on one or more specific ESAs

3.19

vehicle type with regard to electromagnetic compatibility

given that there are no fundamental differences from one vehicle to another, means inter alia:

en15194

the general layout of the electronic and/or electrical components;

the overall size, layout and shape of the engine mounting and the disposition of the high-voltage wiring

(where present);

7

 

en15194

 

prEN 15194:2005 (E)

the raw material from which both the vehicle chassis and bodywork are constructed (e.g., a chassis or

body made of glass fibre, aluminium or steel).

3.20

ESA type in relation to electromagnetic compatibility

separate technical unit that does not differ from other units in its essential aspects, e.g:

en15194

the function performed by the ESA;

the general layout of the electronic and/or electrical components;

direct vehicle control the vehicle control performed by the rider acting on the steering, the brakes and the

accelerator control.

4 Requirements

4.1 General

The electrically power assisted cycles, shall comply to clause 4, 5 and 6 of the European Standard prEN

14764, in addition to that follows applies.

4.2 EPAC specific additional requirements

4.2.1 Electric circuit

The electrical control system shall be designed so that, should it malfunction in a hazardous manner, it shall

switch off power to the electric motor.

If symbols are used, their meaning shall be described in the instructions for use, their function is one

described in ISO 2575, their design shall be according to that standard.

4.2.2 Batteries

Batteries shall comply with EN 50272-3, EN 61429:

Safety and compatibility of the combination battery/charger shall be ensured, according to the manufacturer’s

specifications shall be ensured.

The battery terminals shall be protected against hazardous contacts creating short circuit.

Care should be taken that the batteries are protected against overcharging. An appropriate overheating and

short circuit protection device shall be fitted

NOTE en15194

indication and example of solution is given in informative Annex A

4.2.3 Electric cables and connections

The temperature shall be lower than the one specified for the cables and plugs and there shall not be

corrosion on plug pins and no damage on cable insulation.

Discharge full charged battery to the discharging limit given by the battery manufacturer at the maximum

current given by the electric motor and controller and record it. Measure cable and plug temperature and

judge cable and plug by view.

8

 

EN15194

 

prEN 15194:2005 (E)

4.2.3.1

Wiring

  1. a)Wireways shall be smooth and free from sharp
  2. b)Wiresshall be protected so that they do not come into contact with burrs, cooling fins or similar edges

which may cause damage to their insulation. Holes in metal through which insulated wires pass shall

have smooth well-rounded surfaces or be provided with bushings.

  1. c)Wiringshall be effectively prevented from coming into contact with moving

Different parts of EPAC, which can move in normal use or during user maintenance relative to each other,

shall not cause undue stress to electrical connections and internal conductors, including those providing

earthing continuity.

Compliance with a), b), c) is checked by inspection.

  1. d)Ifany open coil spring is used , it shall be correctly installed and  Flexible metallic tubes shall

not cause damage to the insulation of the conductors contained within them.

Compliance with d) is checked by inspection and by the following test. If flexing occurs in normal use, the

appliance is placed in the normal position of use and is supplied at rated voltage under normal operation.

  1. e)Themovable part is moved backwards and forwards, so that the conductor is flexed through the largest

angle permitted by the construction. The number of flexings for conductors flexed in normal use is 10 000

and the rate of flexing 30 per min; for conductors flexed during user maintenance the number is 100 with

the same rate of flexing at (20 ± 10) °C.

The wiring and its connections shall withstand the electrical strength test. The test voltage expressed in V

shall be equal to (500 + 2 x Vr) for 2 minutes and applied between live parts and other metal parts only.

  1. f)Theinsulation of internal wiring shall withstand the electrical stress likely to occur in normal

Compliance is checked as follows:EN15194

The basic insulation shall be electrically equivalent to the basic insulation of cords complying with

IEC 60227-1 or IEC 60245-1.

When slewing is used as supplementary insulation on internal wiring it shall be retained in position by

positive means. A sleeve is considered to be fixed by positive means if it can only be removed by

breaking or cutting or if it is clamped at both ends.

4.2.3.2

Cables and conduits

Conduit entries, cable entries and knock-outs shall be constructed or located so that the introduction of the

conduit or cable does not reduce the protection measures adopted by the manufacturer.

Compliance is checked by inspection.

Cables selection shall be made referring to comply IEC 60364-5-52 clauses 522.1.2, 523.1523.3 and

table A 52-10.EN15194

4.2.3.3

Terminals for external conductors

Terminals which attachment of the conductor is such that it can easily be replaced shall allow the connection

of conductors having nominal cross-sectional areas shown in the following table. However if a specially

prepared cord is used, the terminals need only be suitable for the connection of that cord.

9

 

EN15194

 

prEN 15194:2005 (E)

Table 1 — Nominal cross-sectional area

Maximum current (A) Nominal cross-sectional area

(mm2)

≤ 3

0,5 and 0,75

0,75 and 1

1 and 1,5

1,5 and 2,5

2,5 and 4

4 and 6

> 3 and ≤ 6

> 10 and ≤ 16

> 6 and ≤ 10

> 16 and ≤ 25

> 25 and ≤ 32

> 32 and ≤ 40

> 40 and ≤ 63

6 and 10

10 and 16

4.2.4 Power management

4.2.4.1

General

The test may be performed either on a test track or on a test bench.

4.2.4.2

Requirements

Under all circumstances the braking efficiency shall comply with the bicycle standard pr EN 14764

When tested by the method described in 4.2.4.3 the recordings shall show that

  1. a)Assistanceis provided only when the cyclist pedals

This requirement has to be checked according to the test methods described in 4.2.4.3.1

  1. b)Assistanceis cut off when the cyclist stops pedalling forward such that the cut off distance does not

exceed 5 m with brake lever cut off switch or 2m without brake lever cut off switch. This requirement has

to be checked according to the test methods described in 4.2.4.3.2

  1. c)Theoutput or assistance is progressively reduced and finally cut off as the vehicle reaches the maximum

assistance speed as designed. This requirement has to be checked according to the test methods

described in 4.2.6.2

4.2.4.3

Test procedure – Electric motor management test EN15194

4.2.4.3.1

Check that there is no electric motor assistance when pedalling backward. Test for checking that

no electric motor assistance is provided when pedalling backward shall be adapted to the technology used.

For example, pedal backward and check the no load current point or that no torque is delivered on the driving

wheel (see Annex B).

4.2.4.3.2

Check the assistance cut off.

4.2.4.3.2.1

Test conditions EN15194

The test may be performed either on a test track or on a test bench or on a stand which keeps the motor

driven wheel free of the ground.

10

 

 

prEN 15194:2005 (E)

The time-measuring device shall have the following characteristics:

EN15194

Accuracy: at least ± 2%;

The ambient temperature shall be between 5°C and 35°C;

The battery shall be fully charged according to the manufacturer instructions.

4.2.4.3.2.2

Test method

Worst case conditions of gearing and speed shall be applied.

Worst condition for speed is defined as 90 % of cut off speed.

Check the distance between stopping pedalling and actuating the switch brake simultaneously (if any) to no

power corresponding to no load current point provided by the electric motor by using

EN15194

linear speed versus time measurement (an example is given in informative B);

torque versus distance measurement,

or any other appropriate method.

Carry out ten times and then average.

4.2.5 Electro Magnetic Compatibility

4.2.5.1

Emission

The EPAC shall conform with normative Annex C.

The EPAC shall conform to the limits of the harmonised standards under the generic EMC

Directive 89/336/EC and its successive amendments for the domestic application when tested according to

EN 55011: 1994 class B.

4.2.5.2

Immunity

The EPAC shall conform to normative Annex C. EN15194

The EPAC shall conform to the limits of the harmonised standards under the EMC Directive 89/336/EC for the

industrial application when tested according to EN 61000-4-2: 1995 and EN 61000-4-3: 1996.

4.2.5.3

Battery charger

The battery charger shall comply with EN 55011: 1994, EN 61000-3-2: 1995, EN 61000-4-2: 1995,

EN 61000-4-3: 1996, ENV 50204: 1995, EN 61000-4-4: 1995, EN 61000-4-5: 1995, EN 61000-4-6: 1996 and

EN 61000-4-11: 1994.

4.2.6 Maximum speed for which the electric motor gives assistance

4.2.6.1

Requirements

The maximum speed for which the electric motor gives assistance may differ by ± 5% when determined

according to the test method described in 5.1, from the values specified by the manufacturer.

11

 

 

 

prEN 15194:2005 (E)

During a production conformity check, the maximum speed may differ by ± 10% from the above-mentioned

determined value.

4.2.6.2

Test method – Cut off speed measurement

Test conditions

4.2.6.2.1

The test may be performed either on a test track or on a test bench or on a stand which keeps the motor

driven wheel free of the ground.

The speed-measuring device shall have the following characteristics:

Accuracy: ± 2% ;

Resolution: 0,1 km/h;

The ambient temperature shall be between 5°C and 35°C;

Maximum wind speed: 3m/s;

The battery shall be fully charged according to the manufacturer instructions.

4.2.6.2.2

Test procedure

Pre-condition the EPAC by running 5 minutes at 80% of the maximum assistance speed as declared by the

manufacturer.

Pedalling, go steadily to reach a speed equal to 1,25 times the maximum assistance speed as declared by the

manufacturer.

Record continuously the current and note the speed at which the current drops to a value equal to or less than

“no load current point”.

Record the speed at the no load current point which is the maximum assisted speed.

4.2.7 Maximum power measurement

The maximum continuous rated power shall be measured according to EN 60034-1 standard, clause 3.2.1

Duty type S1.

5 Marking and labelling

In addition to the requirements of Pr EN 14764, the EPAC shall be visibly and durably marked as follows:

EPAC

According to EN 15194

XX km/h2)

XX W3)

2) Cut off speed

12

 

 

prEN 15194:2005 (E)

6 Instructions for use

In addition to the instruction required by the bicycles standard EN 15194, each EPAC shall be provided with a

set of instructions containing information on:

1) concept and description of electric assistance;

2) recommendation for washing;

3) maximum range as determined according to the EN 15194;

4) control and tell tales;

5) specific EPAC recommendations for use;

6) specific EPAC warnings;

7) recommendations about battery charging and charger use.

3) Electric motor maximum power

13

 

 

prEN 15194:2005 (E)

Annex A

(informative)

Battery charging – Temperature

Safety and quality of battery cherging can be improved by sensing the battery temperature during charging.

Most battery charger manufacturers set their chargers to have an optimal ambient temperature of 20 C to 25C.

lower temperatures result in under charge, higher temperatures result in over charge.

Whilst it is normal when building battery packs from Ni-Cad, Ni-Mh and Li-ion battery cells, to include

temperature sensing, this is not always the case with valve regulated lead acid (VRLA) batteries.

The main reason for including temperature sensing in VRLA batteries is to protect against one or more cells

within the battery pack becoming short circuited. This lowers the terminal voltage and can allow the charger to

supply more power than is required, which can lead to a dangerous thermal situation.

Temperature sensors should be fitted to each battery within the pack and this information fed back to the

battery charger.

It is recommended that positive temperature coefficient (PTC) thermistors are used. All thermistors should be

connected in series between the charger temperature pin (T) and the battery pack negative pin (-). Should any

battery within the pack reach 60c the charger thermal detection circuitry should be adjusted to detect this

condition and take suitable measures to stop any further increase in temperature.

14

 

 

 

prEN 15194:2005 (E)

Annex B

(informative)

Example of relation between speed/torque/current

Figure B.1 — Example of relation between speed/torque/current

The relationship between motor-current IM and torque T is linear according to

T = k (I – I )

T

M

M0

with

IM0 : no load motor current at no load speed or v ≤ 25 km/h

0

T expressed in Nm

kT expressed in Nm/A

IM expressed in A

IM0 expressed in A

v0 expressed in km/h

The relation of power is:

Ρ = 2Π x Tn

15

 

 

prEN 15194:2005 (E)

Because the natural speed-torque-diagram is a linear falling function (at constant voltage) the power-torque

function is a parabolic one. Therefore, if the torque falls linear from T (Torque at Ρ – continuous rated

cr

cr

power) to zero the motor current falls linear to I and the power Ρ falls progressively from Ρ to zero.

MO

CR

One can verify this relation in two steps:

Firstly, reducing the torque to T /2.

cr

Secondly, reducing the torque from T /2 to zero.

cr

In the first step, the reduction of power is smaller than in the second one.

16

 

 

 

prEN 15194:2005 (E)

Annex C

(normative)

Electromagnetic compatibility of two EPACs and electrical/electronic

sub-assemblies

C.1 Conditions applying to vehicles and to electrical/electronic sub-assemblies

(ESA)

C.1.1 Marking

All ESAs, with the exception of cables shall bear the following and these marks shall be indelible and clearly

legible.

C.1.1.1

C.1.1.2

the make or name of the manufacturer of the ESAs and their components;

the trade description.

C.1.2 Requirements

C.1.2.1 General requirements

All vehicles and ESAs shall be designed and constructed in such a way that, under normal conditions of use,

they meet the conditions laid down in this Annex.

However, the measuring methods used in checking the immunity of vehicles and ESAs to electromagnetic

radiation described in C4 and C7.

C.1.2.2 Requirements relating to wide-band radiation from vehicles

C.1.2.2.1 Measuring method

The electromagnetic radiation generated by the vehicle type submitted for testing are to be measured by the

method described in C2.

C.1.2.2.2 Vehicle reference limits (wide-band)

C.1.2.2.2.1

If measurements are taken using the method described in C2, in respect of a vehicle-antenna

distance of 10,0 ± 0,2 m, the radiation reference limit will be 34 dB microvolts/m (50 microvolts/m) in the 30-75

MHz frequency band and 34-45 dB microvolts/m (50-180 microvolts/m) in the 75-400 MHz frequency band.

This limit will increase by the frequency logarithm for frequencies above 75 MHz. In the 400-1 000 MHz

frequency band the limit remains constant at 45 dB (180 microvolts/m).

C.1.2.2.2.2

If measurements are taken using the method described in C2, in respect of a vehicle-antenna

distance of 3,0 ±