从力学和法律角度解读电动车时速25km/h，中学知识的再运用

电动自行车（本文简称电动车）出了个“新国标”，引起广泛热议。其中讨论最多的是新国标将最高时速锁定在每小时25公里，若超过这个时速将不会再输出动力，并且加入防篡改系统，不允许私自解除速度限制。那么最高时速限定在25km/h的物理意义是什么？对普通群众的出行有什么影响？不符合标准的电动车算机动车吗？防篡改系统能防止解除限速吗？如果私自解除限速违法吗？需要承担什么责任呢？本文将运用中学的物理学知识和法律基础知识解答上面这些问题。

我们知道，电动车之所以能行驶，是因为电机消耗电能轮动起来从而带动车轮转动。从理论上说，忽略道路条件，电动车的车速取决于车轮的转速，而车轮的转速又取决于电机的转速。但我们不能简单地认为车轮转速就是电机转速，因为从电机到车轮之间有齿轮等传动装置。我们可以简单理解成电机转速与车轮转速成正比关系，也就是说，电机转速越快，车速越快。但我们从图1所示的标准中并没有找到电机的转速数据，这里暂以车速v代替电机转速来进行讨论。标准中给出的最高车速是25km/h，换算成国际单位制单位就是每秒6.944米，即。

要驶电机转动，就要对其施加一个转动力，这个转动力通过传动装置传递到车轮使车轮转动，从而驱动车辆行驶，这个最终使车辆行驶的力称为牵引力。牵引力决定着车辆的加速度，也就是说牵引力越大，车辆提速就越快。使电机转动的力称为扭矩，扭矩越大，电机产生的牵引力就越大。在图1所示的标准中同样没有找到电机扭矩的数据，这里暂以牵引力F牵引力代替扭矩来进行讨论，力的单位是牛顿（N）。

电机的功率就是电机做功的效率，从能量角度来说就是单位时间里能将多少电池中的电能转换成车辆行驶的动能，具体笔者在往期的文章《从能量守恒角度解读电动车，中学知识的实践运用》中有过讨论，感兴趣的读者朋友可以去查看。电机的功率决定着车辆行驶的效率，可以简单理解成功率越大，车辆的载重量就越大，加速越给力，行驶速度越高。电机功率=扭矩×转速，这里暂以电机功率代替车辆行驶的功率P进行讨论，结合前文所述，得到：车辆功率=牵引力×速度，即P=Fv

功率的单位是瓦特（W），图1所示的标准中给出电机的最大功率是400W，车辆按这个功率以最大时速25km/h行驶需要多大的牵引力呢？用表示牵引力，由P=Fv变化得到，也就是说电机只要提供57.6N的牵引力就能使车辆维持25km/h的速度行驶。那电机是怎么提供这个牵引力的呢？这里就要运用到中学里学过的物理知识“磁场对电流的作用”，电机里的磁铁会产生磁场，电机的线圈可以流通电流，当线圈里的导线有电流通过，磁场就会对线圈产生作用力，这个作用力使线圈转动，这样电机就转动起来了，从而驱动车辆行驶，用表示作用力，即，公式表示就是，式中的l是线圈导线的长度，B是电机的磁场强度，这两个值在电机出厂时就设定好了的，不能改变；I是电流强度，单位是安培(A)。

由公式可知，作用力的大小与电流强度I成正比关系，也就是说调节电流大小，就能调节牵引力的大小，进而调节车速。其实调节电流大小，就是通过拧动右手车把实现的，这就是我们感觉到的拧动车把的幅度就能调节车速的原因。新国标提到，车辆达到25km/h时就会停止输出动力；前面计算表明25km/h电机只需要输出57.6N的作用力，也就是说车速达到25km/h时，流过电机的电流强度最大只能使电机产生57.6N的作用力，这个电流强度由限速芯片控制。可以这样认为，当电机转速使车速达到25km/h，限速芯片就会启动，接管手把控制对电机输出的电流强度，使骑行人无论怎么拧动车把，车辆都不会提速。

知道了这个原理，是不是意味着要解除限速我们只需要拆掉限速芯片即可？还真没那么简单，根据公式F=P/v和F=IlB得到P/v=IlB，即P=IvlB，式中的lB是定值。说明当P（功率，额定最大功率400W(记为)一定时，I（电流）和v（转速，电机转速换算成车速）成反比关系，如果电流I持续增大，转速v也会持续增大，功率P也随之增大，当功率P大于额定最大功率时，电机可能会因承受不住高电流和高转速而出现发烫，甚至烧毁起火的严重后果。所以在拆掉限速芯片的同时，我们还要充分考虑电机的承受能力，即电机的最大的额定功率、电机最大转速和最大电流。

限速芯片焊接在某块电路板上，把这块电路板换成没有限速芯片的电路板，就可解除限速。换上的这块没有限速芯片的的电路板，也要控制好最大电流强度，控制电流强度可以通过电阻、电容等电路元件实现，熟悉电工的朋友应该能设计和制造出来。实在不行就换一个大功率的电机。就好比一个房间门加了个防盗锁不让你轻易进入，你破解不了这个防盗锁，你就把整扇门换了的道理一样。所以从技术上来说，我们是可以绕过防篡改系统，解除速度限制的；那从法律上说，我们能解除速度限制么？后文接着讨论，这里还是先从力学角度讨论完25km/h对我们日常出行的影响。

牵引力大小决定车辆的提速快慢，车辆从停止状态到25km/h的时速行驶，需要的时间与加速度成反比关系，用公式表示就是v=at，式中的a是加速度，单位是米每平方秒()；t是时间，单位是秒(s)。由牛顿第二运动定律可知，物体受力的大小等于物体质量与加速度的乘积，用公式表示就是F=am，式中的m是物体的质量，单位中千克(kg)。为便于计算，这里举例一位体重67kg的成人骑乘一辆整车质量63kg的电动车，在电机以额定最大功率400W运转的条件下，计算车速从1m/s加速到25km/h所需要的时间。

车辆和人的总重量，由上文分析F=P/v、F=ma，得P/v=ma，变化得，由v=at，变化得t=v/a=6.944/3.077≈2.257(s)。计算结果表明我们驾驶这两电动车从启动到以最高车速行驶只需要2秒左右，但现实是从开始拧动车把到车辆行驶车最高车速需要约4～5秒，其原因是算式中的加速度a是以，初速度v始=1m/s这一恒定的数值来计算的。而驱动车辆行驶的牵引力F牵引力是随着我们拧动车把的幅度而逐步增强的，电机并非一开始就以400W的功率运行，也就是说加速度a也有一个逐步增加的过程。随着加速度a的增大，电机转速持续增大，速度v也会增大，当牵引力与速度的乘积达到最大功率时，即，牵引力会逐渐减小，加速度a也会减小，最终牵引力会稳定在57.6N使车辆保持匀速行驶，因此加速度a并不是一个恒定的值，有一个增加和减小的过程，车辆的提速过程并非做匀加速运动，而是做变加速运动。

由公式P=Fv、F=ma、v=at，得，变换得，可见在额定功率下，加速度a是随时间的平方根逐渐减小，对加速度a以时间t为被积函数进行积分就可以得到某个时刻的车速。即由于微积分属于大学数学的内容，这里不展开推导过程，感兴趣的朋友可以查阅微积分的相关资料或用AI进行计算。由变换得到，将m=130kg、v=25km/h、P=400W，代入得到：t≈3.92s，加上我们要拧动车把至最大幅度所需要大约1秒的时间，所以理论上车辆提速需要3.92+1=4.92秒，计算结果与我们实际体验相符合。这里为了减少问题的复杂性，简化问题用恒定的加速度进行讨论。

由公式P=Fv可知，在功率P一定时，力F与速度v成反比关系。电机在保持额定功率不变的情况下，当速度慢时输出的力就大，当速度快输出的力就小。其实这就是汽车档位的原理，低速挡车速慢发动机扭矩大，高速挡车速快发动机扭矩小。这里假定电机以400W的最大额定功率、初始速度()为1m/s的速度运行，则产生的初始牵引力是最大的，。这个牵引力能上多大角度的斜坡呢？我们要对上坡的车辆进行受力分析。

图2中的圆形代表的车轮质量等于车辆和人的质量(共130kg)，要使车辆能上坡，电机的牵引力F必须大于沿斜坡下滑的重力分量G2。用初中几何可以证明图2中斜坡角度α与角β是相等的(∠α=∠β)，而重力分量G2是随坡度角增大而增大，当时，车轮就会往下滚。因此F牵引力=G2时所对应的坡度角(∠α)就是电机牵引力能使车轮上坡的最大坡度。这样列出算式就是：式中的arcsinβ，表示角β的反正弦值，g表示重力加速度，取值。计算结果表明，这台电动车最大只能爬上18度角的坡度，要上大于18度的坡就只能推着走了。

综合上文的分析，按“新国标”的要求，一辆电机功率为400瓦，车重为63千克的电动车，最大能提供400牛的牵引力，能达到的最高时速是25千米/小时，从启动到最高时速用时约5秒，能上的最大坡度角是18度。这样的电动车能满足我们的出行要求吗？我们如果改了限速，会面临怎么的法律后果呢？

首先要明确的是，只要你购买了这辆电动车，你就是这辆电动车的合法所有权人，根据《中华人民共和国民法典》（以下简称《民法典》）第二百四十条：所有权人对自己的不动产或者动产，依法享有占有、使用、收益和处分的权利。改装自己的电动车，属于处分权的一种形式，受法律保护，只要你没有影响到别人，你想咋改都行！那改装后的电动车，不符合“新国标”了，是不是就算是机动车了？要驾照才能上路行驶吗？如果直接上路行驶会不会被没收？

网络上有人说不符合“新国标”的电动车就被认定为机动车，这一说法是错误的。新国标有“一车一码一充”的规定，上文已经提到，自己的车怎么改都不违法，那是不是说我把那套“一车一码一充”的系统给破解了，或者把整套设备都更换了就被认定我的车是机动车？“机动车”和“非机动车”的含义根据《中华人民共和国道路交通安全法》（以下简称《道安法》）第一百一十九条确定，（三）“机动车”，是指以动力装置驱动或牵引，上道路行驶的供人员乘用或者用于运送物品以及进行工程专项作业的轮式车辆。（四）“非机动车”，是指以人力或者畜力驱动，上道路行驶的交通工具，以及虽有动力装置驱动但设计最高时速、空车质量、外形尺寸符合有关国家标准的残疾人机动轮椅车、电动自行车等交通工具。注意，只要设计最高时速、空车质量、外形尺寸这三项指标符合有关国家标准，就是“非机动车”，而那套“一车一码一充”不在这三项指标之列，把这套系统改了不能算机动车!

根据《道安法》第十八条：依法应当登记的非机动车，经公安机关交通管理部门登记后，方可上路行驶。可以理解为，经过登记的电动车，就是合法的非机动车，可以上路行驶！所以只要能登记上牌的电动车，默认就是非机动车。至于上了牌后改成什么样，只要没被拿去重新鉴定，就是当非机动车管理。《道安法》第八十九条规定，非机动车驾驶人违反法律、法规关于道路通行规定的，处警告或者五元以上五十元以下罚款；非机动车驾驶人拒绝接受罚款处罚的，可以扣留其非机动车。这就意味着，非机动车驾驶人违反道路通行规定，只要缴纳最高五十元的罚款，就不会被扣车！除这一条款及第七十二条发生交通事故后交警出于取证需要可以扣留车辆外，在《道安法》中找不到其他非机动车要被扣留或没收的条款。

如果解除限速后被拿去鉴定出最高设计时速超过25km/h，那确实就被认定为机动车了。一旦电动车被认定为机动车，根据《道安法》第一百条的规定，驾驶拼装的机动车上道路行驶的，公安机关交通管理部门应当予以收缴，强制报废，同时对驾驶人处二百元以上二千元以下罚款，并吊销机动车驾驶证。注意，这里说的是“拼装”而不是“改装”，这两个概念有差别，申辩时一定要提出防止被偷换。因此即使改装的电动车被认定为机动车，适不适用这一条款被收缴还是有争议的空间。但电动车被认定为机动车的骑行人若无D、E、F驾驶证，就会面临无证驾驶机动车或驾驶与驾驶证准驾车型不符的违规处罚。

所以解除限速后的电动车要不要被重新做鉴定是关键。其实只要你在道路上遵守交规行驶，交警不会把你拦下来扣下你的车拿去做鉴定。根据《民法典》第二百六十七条：私人合法财产受法律保护，禁止任何组织或者个人侵占、哄抢、破坏。就好比说你看电脑里的爱情片、你把电动车电池拆下来拿回家充电，这些都是违规行为，但只要你不张扬挑衅，警察就不会上门去查扣你的电脑，去收缴你的电池一样。所以不用担心交警会在路上拦下正常骑行的电动车去做鉴定。

那么发生事故后对方可以要求拿我方的电动车去鉴定是否为机动车吗？对方是可以提出鉴定我方电动车的要求，但我方也可以拒绝鉴定！除非对方能够出示足够的依据表明事故是由我方超过最高限速造成的，向警方或者法院提出申请，警方或者法院确定有必要对我方电动车做司法鉴定的，我方才必须配合将车辆拿去做鉴定。不是说对方要求我方做鉴定，我方就必须配合。

根据“疑罪从无”原则，连尸检、DNA鉴定、亲子鉴定等涉及刑事责任的司法鉴定都需要征求当事人意见，更何况一个电动车？对方可以“合理怀疑”，但警方不能不分青红皂白就对我进行调查。近期最有代表性的案例就是某大学的杨某某事件。“合理怀疑”也是需要依据的，鉴定是对怀疑的证实。不能我怀疑你偷拍，我就可以随意翻看你的手机；我怀疑你偷窃，就可以对你搜身，即使是警察要行使调查权也需提供依据。警察不能仅凭对方的一面之词，要根据视频监控、撞击痕迹等推断出电动车有高度盖然性是超速了，有必要做鉴定证实的，才会要求骑行人配合做司法鉴定。最明显的例子就是交警查酒驾，要吹的那个酒精测试仪的测定结果并不能当司法证据使用，只能当做一个需要做司法鉴定依据，这个依据表明驾驶员有高度盖然性是喝了酒的，这样就可以要求驾驶员去抽血做司法鉴定了，抽血鉴定的结果才能作为司法证据使用。

有朋友可能就会说了，既然我有拒绝权，那我是不是也可以拒绝吹那个酒精测试仪？是不是可以拒绝安检？拒绝社区工作人员进屋做卫生检查？这里就有必要澄清“检查”和“鉴定”这两个概念。“检查”仅对事物做表面的观测就作出相对主观的判断，以尽可能地排除对特定场合（如高铁、飞机、会场等）的风险。检查会充分尊重当事人包括隐私权在内的合法权利，不会对当事人的人身财产构成侵害。所以检查一般不会接触当事人的身体和物品，就算是安检要接触当事人的身体的，安检员也只能触摸口袋等特定部位，不能想摸哪就摸哪；检查包里物品的，也是让当事人自己拿出来展示，不能抢过被检人的包想掏这掏那的；工作人员要进屋检查的，也只能站在房间里环视观察，不能翻箱倒柜。因为检查通常不会对当事人构成侵权，因此当事人一般没有理由拒绝，除非你不需要进入这个特定的场合。所以吹酒精测试仪是检查行为，没有合适理由你是不能拒绝的。

“鉴定”是对事物本质的检测从而作出客观的评价，是对具有高度盖然性的违法行为作出事实的认定。鉴定是检查的升级，是有可能牺牲掉当事人包括人身财产权在内的一些权利的。例如有线索表明嫌疑人身上携带有非法物品，警察是可以让嫌疑人脱光衣服检查的；是可以进入嫌疑人屋里翻箱倒柜搜查的；搜到的物品需要采样检测也可能会造成物品的损失。鉴定可能涉及对当事人权利的侵犯，所以鉴定有着非常严格的审批程序，是要征求当事人意见的，只是法院判定需要强制鉴定的除外。酒驾的抽血检验会刺痛被检人的身体，是属于牺牲被检人人身权利的行为，属于鉴定行为，是需要征求被检人意见的，但如果酒精测试仪显示被检人有高度概然性是酒驾的，司法机构才会强制被检人去抽血鉴定，因昆不会有交警在路上拦下正常行驶的车辆直接抓人去做鉴定。同理对电动车鉴定也是有可能对我的私人物品造成损害，我有权拒绝鉴定，除非对方能拿出合适的理由让司法机构判定我的车需要强制鉴定。

国家设定电动车自行设计最高时速25km/h的初衷是安全，并非为难骑行人。电动自行车被列入非机动车管理，表明骑电动自行车是不需要驾照的，任何人都可以骑，没有门槛。驾照的全称是《机动车驾驶证》，实质上是驾驶员驾驶能力的证明！而不仅仅是一个方便管理的工具。驾驶一辆可以高速行驶的车辆是高风险的行为，因此是需要一定能力的，有什么东西能证明驾驶员具备这样的能力呢？只能是驾照，取得驾照需要经过训练和考试，证明驾驶员知晓规则、具备正确操控车辆的能力。而电动自行车人人可骑，无法判定骑行人是否具备能驾驶高速车辆的能力，而不具备这一能力驾驶高速行驶车辆是危险的，所以就只能限制不需要驾照的车辆的最高车速，因为车速不高，即使不具备驾驶车辆能力的骑行人发生事故也不会太严重。从这个意义上说就是一刀切式的管理。这一规定牺牲了在相对安全的条件下，骑行人可以快速骑行的权利。

《道安法》第五十八条规定：电动自行车在非机动车道内行驶时，最高时速不得超过十五公里。注意，这里的限速范围是“非机动车道内”。《道安法》第五十七条规定：非机动车在没有非机动车道的道路上，应当靠车行道的右侧行驶，并没有限定最高时速。所以在一些市郊、乡村等没有设置有非机动车道的道路上，骑行人是可以高速行驶的。例如有部分市民家住郊区，要到市区上班或接送孩子到市区上学，那么他骑电动自行车在郊区路段可以高速行驶，到市区路段的非机动车道内低速行驶。

群众解除电动自行车的最高限速，是对城市交通设施不能满足人民需求的一种补充办法。一些发达大城市如北京、深圳等，其公共交通发达，每平方公里内至少有一个地铁站，地铁站之间的地点用共享单车就能解决出行问题。而像南宁、海口等相对没有那么发达的城市，公共交通是没有那么便利的，有些城市还限制摩托车，市民就只能选择相对灵活便利的电动自行车来解决出行问题。这里再举一个相对有代表性的例子，电动自行车需要充电，但小区的配套充电桩供应不足，居民又有这个需要，怎么办？只能拆电池带回家充电，这确实是违规行为，也是无奈之举，这“一车一码一充”的限定就把这条唯一的出路给堵死了，那么有需要的群众就只能用更极端的办法来改装了，如果改装得不专业，导致电线短路，是不是发生火灾等事故的风险更大呢？所以给电动车预留有解速后门，让电池可拆御就可以避免这部分有需要的群众进行擅自改装，反而能减少非专业改装带来的事故风险。

我们有需要的群众解除限速的目的仅仅是为了解决生活出行需求的问题，绝非挑动警民矛盾对立。我们在解除限速，改装电动车的同时，需要保持对法律法规的尊重和对事故责任的敬畏。我们需要清楚地认识到，解速改装电动车是不被法律法规支持的，由解速改装带来的一切风险和法律后果都由自己个人承担，不要指望厂家、销售、保险、路政部门等能替我们分担风险和责任。因此我们不要解速后有飙车、竞速、大肆张扬改车等挑衅法律法规的行为。我们也要知道交通事故的对自己和家人、对别人都能构成毁灭性的打击，所以我们解速改装后也要谨慎骑行，在城市特定地区按限定车速行驶，尽可能地避免交通事故发生；实在要拿电池回家充电的，也要把电池放进防火箱或防火袋里，置于通风状况良好的地方（如阳台、外窗台等）充电，这样能最大限度地减小万一电池着火带来的损失。相对地，我们也反对有人拿着“新国标”当令箭，对我们骑行人进行恐吓、威胁、打压、限制，对于这些无理要求，我们也要坚决冷静地维护自身权利！

在本文的最后：

向文明骑行，遵守交规的电动车骑行人，致敬！

向理解对方，有容乃大的机动车驾驶员，致敬！

向体谅群众，人性执法的人民交通警察，致敬！