825非车载充电机标准征求意见稿1.docx
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825非车载充电机标准征求意见稿1
ICS
DB11
北京市标准化指导性技术文件
DB11/ZXXXX—2010
电动汽车电能供给与保障技术规范非车载充电机通用要求
Technicalspecificationsofelectricitysupplyandassuranceforelectricvehicle:
Generalspecificationsforoff-boardcharger
征求意见稿
2010-XX-XX发布
北京市质量技术监督局发布
目 次
前言II
1 范围1
2 规范性引用文件1
3 术语和定义1
4 基本构成2
5 参数2
6 要求2
7 试验方法7
8 标志与标识13
9 安装要求13
前 言
本指导性技术文件按照GB/T1.1-2009给出的规则编写。
本指导性技术文件由北京市科学技术委员会提出
本指导性技术文件由北京市发展改革委员会组织实施。
本指导性技术文件建议和意见,向北京市质量技术监督局反映。
本指导性技术文件的主要起草单位:
本指导性技术文件的参与起草单位:
本指导性技术文件的主要起草人:
本指导性技术文件的参与起草人:
电动汽车电能供给与保障技术规范非车载充电机通用要求
1 范围
本指导性技术文件规定了非车载充电机的基本构成、参数、要求、试验方法、标志与标识和安装要求。
本指导性技术文件适用于非车载充电机的设计、制造和检验。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T2423.1-2008电工电子产品环境试验第2部分:
试验方法试验A:
低温
GB/T2423.2-2008电工电子产品环境试验第2部分:
试验方法试验B:
高温
GB/T2423.3湿热试验方法
GB/T2423.5冲击振动试验方法
GB/T2423.10电工电子产品环境试验第2部分:
试验方法试验Fc:
振动(正弦)
GB/T2423.17电工电子产品基本环境试验规程第2部分:
试验方法试验Ka:
盐雾
GB/T2900.1电工术语基本术语
GB4208-2008防护等级(IP代码)
GB/T4365电工术语电磁兼容
GB/T4798.1-2005电工电子产品应用环境条件第1部分:
贮存
GB/T19826电力工程直流电源设备通用技术条件及安全要求
GB50156汽车加油加气站设计与施工规范
GB50217电力工程电缆设计规范
QC/T413-2002汽车电气设备基本技术条件
QC/T841电动汽车传导式充电接口
QC/T842电动汽车电池管理系统与非车载充电机之间的通讯协议
DB11/Z728-2010电动汽车电能供给与保障技术规范充电站
3 术语和定义
GB/T19826、GB/T2900.1和GB/T4365中确定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
非车载充电机off-boardcharger
固定安装在电动汽车外,与交流电网连接,并为电动汽车动力电池提供直流电能的充电机。
若无特别说明,本标准所指充电机为电动汽车非车载充电机。
3.2
充电站EVchargingstation
由三台及以上电动汽车非车载充电机和(或)交流充电桩组成(至少有一台非车载充电机),可以为电动汽车进行充电和(或)电池更换服务,并能够在充电过程中对充电机、动力蓄电池进行状态监控的场所。
[DB11/Z728—2010,术语和定义3.1]
4 基本构成
充电机可由功率单元、控制单元、计量单元、充电接口、供电接口及人机交互界面等部分组成。
5 参数
5.1 输出电压
充电机输出电压根据适用蓄电池系统电压等级的范围分为四级:
60V~120V、150V~350V、300V~500V、450V~700V。
5.2 输出电流
充电机的输出直流额定电流可优先采用:
10A、20A、30A、60A、100A、120A、200A、400A。
6 要求
6.1 工作环境条件
环境温度
-20℃~+50℃。
相对湿度
5%~95%。
大气压力
80kPa~110kPa
振动和冲击
使用场所的振动和冲击环境不应超过GB/T4798.1-2005中表6规定的IM3级条件等级。
爆炸与腐蚀
使用场所不应有爆炸危险的介质,周围介质不含有腐蚀金属和破坏绝缘的气体及导电介质。
6.2 电源
输入电压
输入电压见表1,允许电压波动范围为额定电压±15%。
表1 充电机输入电压要求
输入电流额定值IN(A)
输入电压额定值(V)
IN≤16
单相/三相:
220/380
16<IN≤32
单相/三相:
220/380
IN>32
三相:
380
输入电压不对称度
输入电压的不对称度不应超过5%。
频率
频率变化范围为50Hz±5Hz。
6.3 功能
充电功能
充电机应具有为蓄电池系统安全、自动地充电的能力,充电过程对电池和人员不造成伤害。
保护功能
连接状态
充电机应在与电动汽车蓄电池系统通讯确认后启动充电过程。
当充电机检测到与电动汽车蓄电池系统的通讯不正常时,充电机应不工作,停止直流输出,并有报警提示。
交流输入过压保护
电源电压超过额定值15%时,充电机应能自动关机停止充电,并有报警提示,故障消失时应能恢复功能。
交流输入欠压保护
电源电压低于额定值15%时,充电机应能自动关机停止充电,并有报警提示,故障消失时应能恢复功能。
直流输出短路保护
在充电机输出端短接时,非车载充电机应立即自动进入限流状态或关闭输出,并有报警提示。
故障排除后,充电机应能正常工作。
过温保护
在充电过程中,充电机的内部温度达到保护设定值时,应自动进入过温保护状态,当温度恢复正常后,应能恢复功能。
反接保护
在充电机与电池连接过程中,若正负极反接,通电后充电机应不能启动工作,并报警;故障排除后,充电机应能正常工作。
断电重启
切断充电机输入电源,重新上电后,充电机应不能够自动启动充电。
人工启动充电机后,充电机应正常工作。
输出限流、限压保护
充电机应具备直流侧的限流、限压保护功能,保证充电安全。
低压供电功能
在电动汽车充电过程中,充电机应为电动汽车提供低压辅助电源,低压辅助电源为直流,标称电压为12V或24V。
充电机监控功能
运行事件记录
监控单元应能储存不少于100条事件。
充电机告警、充电开始与结束等均应有事件记录。
充电机宜具有保存充电过程曲线的功能。
事件记录和曲线记录应具有掉电保持功能。
故障的记录和报警
充电机交流输入异常、直流输出过/欠压、直流输出过流、充电机故障、充电机监控单元与充电站监控系统通讯中断,应能发出报警。
参数整定和操作权限管理
监控单元应具有充电机参数整定和操作权限管理功能,任何改变运行方式和运行参数的操作均需要权限确认。
计量功能
充电机应具有对直流输出电量(kWh)进行计量的功能。
人机交互功能
手动设定方式
由操作人员设置充电方式、充电电压、充电电流等参数。
充电机采用手动设定方式时,应具有明确的操作指示信息。
显示输出功能
a)充电机应显示以下信息:
1)充电时间、充电电压、充电电流、电能量计量信息;
2)在手动设定过程中应显示人工输入信息;
3)在出现故障时应有相应的提示信息。
a)充电机可显示的信息:
单体电池最高和最低电压、温度、电池类型、等。
6.4 电气性能
启动冲击电流
充电机应具有软启动功能,交流侧的启动冲击电流不应大于额定电流的110%。
输出电压误差
交流输入额定电压在85%~115%内,且输出的充电电流不超出本指导性技术文件中第5.2条规定的调节范围时,输出电压与设定值的相对静态误差不应大于±0.5%。
输出电流误差
交流输入额定电压在85%~115%内,且输出的充电电流不超出5.2规定的调节范围,在设定的输出直流电流大于等于30A时,输出电流与设定值的相对静态误差不应大于±1%;在设定的输出直流电流小于30A时,输出电流与设定值的相对静态误差不应大于±0.3A。
稳压精度
不大于±0.5%。
稳流精度
稳流精度在10%~100%额定电流输范围出时不大于±1%。
纹波系数
充电机输出电压的纹波峰值系数不应大于±0.2%。
限压特性和限流特性
充电机的限压特性和限流特性符合GB/T19826-2005中5.2.1.5的要求。
效率和功率因数
输出功率为额定功率的50%~100%时,效率应大于等于92%,功率因数应大于等于0.92。
6.5 电气安全
电气绝缘性能
工频耐压
充电机非电气连接的各带电回路之间、各独立带电电路与地(金属外壳)之间,按其工作电压应能承受表2所规定历时1min的工频耐压试验。
试验过程中应无绝缘击穿和闪络现象。
冲击耐压
充电机各带电回路、各带电电路对地(金属外壳)之间,按其工作电压应能承受表2所规定标准雷电波的短时冲击电压试验。
试验过程中应无击穿放电。
绝缘电阻
用开路电压为表2规定电压的测试仪器测量,充电机非电气连接的各带电回路之间、各独立带电电路与地(金属外壳)之间绝缘电阻应不小于10MΩ。
表2 绝缘试验的试验等级
额定绝缘电压UI
额定工作电压交流均方根值或直流
(V)
绝缘电阻测试仪器的电压等级
(V)
工频耐压
试验电压
(kV)
冲击耐压
试验电压
(kV)
≤60
250
1.0
1
60<UI≤300
500
2.0
5
300<UI≤700
1000
2.5
12
漏电流
在湿热试验后,用1.1倍额定电压测试漏电流,充电机对地漏电流应不大于3.5mA。
电气间隙和爬电距离
充电机的电气间隙和爬电距离均应符合表3的规定。
表3 电气间隙和爬电距离
额定工作电压(V)
电气间隙(mm)
爬电距离(mm)
150<Ui≤350
5.0
6.0
300<Ui≤500
8.0
10.0
500<Ui≤700
10.0
12.0
小母线汇流排或不同极的裸露带电的导体之间,以及裸露带电导体与未经绝缘的不带电导体之间的电气间隙不小于12mm,爬电距离不小于20mm。
6.6 电磁兼容要求
非车载充电机的电磁兼容性应符合GB/T19826-2005中5.4规定的要求。
6.7 接口与通讯协议
充电机充电接口应符合QC/T841的要求。
产品通信接口应满足现场连接要求,通信协议应符合QC/T842的要求。
6.8 机械强度
非车载充电机的壳体在运输或承受冲击载荷后,性能和防护等级应没有降低;门的操作和锁止点应没有受损;不因永久或暂时变形而使带电部分和外壳相接触。
6.9 耐环境
IP防护等级
充电机防护等级:
b)室内应为IP32;
c)室外应为IP55。
防潮湿、防霉变、防盐雾
充电机应进行防潮湿、防霉变、防盐雾处理,使充电机能在室外环境下正常运行。
防锈(防氧化)保护
充电机铁质外壳和暴露在外的铁质支架、零件应采取双层防锈措施,非铁质的金属外壳也应具有防氧化保护膜或进行防氧化处理。
温升要求
充电机在额定负载下长期连续运行,内部各发热元器件及各部位的温升应不超过表4中的规定。
表4 充电机各部件极限温升
部件或器件
极限温升(K)
功率开关器件
70
整流变压器、电抗器
B级绝缘绕组
80
与半导体器件的连接处
55
与半导体器件连接处的塑料绝缘线
25
母线连接处
铜与铜
铜搪锡——铜搪锡
50
60
6.10 噪声
距充电机外围前、后、左、右各1m处,离地面高度1m~1.5m处,测得的噪声最大值应不大于60dB(A级)。
厂家意见
6.11 可靠性
平均故障间隔时间(MTBF)应大于等于10000h(置信度为85%)。
6.12 外观质量
非车载充电机外表面应平整,无明显的划伤、变形等缺陷;表面涂镀层应均匀。
铭牌、标志安装应端正牢固,字迹清晰。
零部件紧固可靠,无锈蚀、毛刺、裂纹等缺陷和损伤。
7 试验方法
7.1 试验条件
环境条件
除另有规定外,试验应在正常环境条件下进行:
1——环境温度:
+15℃~+35℃;
2——相对湿度:
45%~75%;
3——大气压力:
86kPa~106kPa。
仪器仪表
试验中所使用的仪器仪表精度应满足GB/T19826-2005中6.1.4的要求。
充电机的配置与要求
按本指导性技术文件、使用说明规定的输入、输出容量等进行配置。
按本指导性技术文件、使用说明规定的安装方法,连接输入、输出、保护接地等相应的线路。
受试充电机温度在通电前应与环境温度平衡。
7.2 环境条件
高温
充电机连接电阻性负载,并设置使充电机工作在满载状态。
高温工作试验应按GB/T2423.2-2008中“试验Bd:
散热试验样品温度渐变的高温试验—试验样品在升温调节期不通电”的规定进行。
试验中,取高温试验温度为本指导性技术文件中6.1.1规定的最高工作环境温度,试验持续时间为8h。
在试验前、条件试验期间和试验结束后,充电机应能正常工作,电气性能应符合本指导性技术文件中6.4的要求。
正常工作是指充电机的充电、通信、显示及各项保护功能都应正常,不允许有功能丧失。
低温
充电机连接电阻性负载,并设置使充电机工作在满载状态。
低温工作试验应按GB/T2423.1-2008中“试验Ad:
散热试验样品温度渐变的低温试验—试验样品在温度开始稳定后通电”的规定进行。
试验中,取低温试验温度为本指导性技术文件中6.1.1规定的最低工作环境温度,试验持续时间为8h。
在试验前、条件试验期间和试验结束后,充电机应能正常工作,电气性能应符合本指导性技术文件中6.4的规定。
恒定湿热试验
充电机连接电阻性负载,并设置使充电机工作在满载状态。
恒定湿热试验应按GB/T2423.3规定的方法进行,在温度40℃±2℃,相对湿度为95%±3%环境下连续48h。
在试验过程中和试验结束时,充电机应能正常工作,充电机的电气性能应符合本指导性技术文件中第6.4条的规定。
7.3 保护功能
连接状态
充电机连接电阻性负载,设置充电机与电动汽车蓄电池系统连接不正确,通电后,充电机不启动充电过程;在充电过程中断开充电机与负载连接的充电线路,充电机立即切断直流输出。
交流输入过压保护
充电机连接电阻性负载,并设置在满载状态下工作。
调整输入电源电压,使其高于输入电压额定值15%时,检测充电机的状态,测试结果应符合本指导性技术文件中6.3.2.2的规定。
交流输入欠压保护
充电机连接电阻性负载,并设置在满载状态下工作。
调整电源电压,使其低于输入电压额定值15%时,检测充电机的状态,测试结果应符合本指导性技术文件中6.3.2.3的规定。
直流输出短路保护
d)在充电机不连接负载的条件下将输出端短接,开启充电机的电源开关。
此时充电机应不损坏,并有报警提示。
试验后,断开短接设备,重新开启充电机的电源开关,充电机应能恢复正常工作;
e)在充电机输出端连接电阻性负载,开启充电机电源开关,再将充电机输出端短接,此时充电机应不损坏,并有报警提示。
试验后,断开短路试验设备,重新开启充电机的电源开关,充电机应能恢复正常工作。
过温保护
充电机连接蓄电池负载,并设置电池的充电电压,启动充电机工作,模拟环境温度超过设定值,车载充电机应监测电池过温并按本指导性技术文件中第6.3.2.5条动作。
反接保护
将充电机输出端与电池正负极反接,通电后充电机没有电流输出,并显示错误报警;按照规定正确连接充电机和电池,充电机能正常工作,满足本指导性技术文件中第6.3.2.6条的要求。
断电重启
充电机连接蓄电池负载,并设置在满载状态下工作。
切断充电机输入电源。
重新上电后,充电机应不能够自动启动充电。
人工启动充电机后,充电机应正常工作。
输出限流、限压保护试验
充电机在恒流状态下运行,调整负载电阻,使直流输出电压增加,当输出电压超过限压整定值时,应能自动限制输出直流电压的增加,并有报警提示。
当输出电压减小到限制电压以下时,能自动恢复工作。
充电机在稳压状态下运行,调整负载电阻,使直流输出电流增加,当输出电流超过限流整定值时,应能自动限制直流输出电流的增加,并有报警提示。
当输出电流减小到限制电流以下时,能自动恢复工作。
7.4 辅助电源供电
充电机连接电动汽车进行充电,电池管理系统能正常工作,满足其使用要求。
7.5 充电机监控功能
运行事件记录
充电机连接电阻性负载进行工作,完成充电过程后,查询运行事件,应具有本指导性技术文件中6.3.4.1要求的所有事件内容。
故障的记录和报警
充电机连接电阻性负载进行工作,控制交流输入过压和欠压,直流输出过压和过流,并进行短路试验,在以上试验中充电机准确报警,在故障记录界面可查询故障的详细信息,满足本指导性技术文件中6.3.4.2的要求。
参数整定和操作权限管理
充电机连接电阻性负载,并设置在满载状态下工作,对运行方式和运行参数进行改变时,充电机准确提示需要权限的确认,满足本指导性技术文件中6.3.4.3的要求。
7.6 电气性能
启动冲击电流
充电机连接电阻性额定负载,并设置充电机输出电压为额定值,检测交流侧输入电流。
启动充电机,交流侧启动冲击电流应符合本指导性技术文件中6.4.1的要求。
输出电压误差
按充电机输入电源要求连接电源,输出连接电阻性负载,并按半载配置,在充电机输出端安装电压测量装置。
调节充电机输出电压,分别以充电机使用说明规定的电压输出范围的上限值、下限值、上限值和下限值的平均值为测试点,测试充电机输出电压误差。
充电机输出电压误差应符合本指导性技术文件中6.4.2的要求。
按公式
(1)计算输出电压相对静态误差:
(1)
式中:
△U——输出电压相对静态误差;
Uz——输出电压波动极限值,V;
Uzo——输出电压设定值,V。
输出电流误差
按充电机输入电源要求连接电源,输出连接电阻性负载,并按半负载配置,在充电机输出端安装电流测量装置。
调节充电机输出电流,分别以充电机使用说明规定的输出电流额定值、额定值的50%为测试点,测试充电机输出电流误差。
充电机输出电流相对静态误差应符合本指导性技术文件中6.4.3的要求。
按公式
(2)计算输出电流相对静态误差:
(2)
式中:
△I——输出电流相对静态误差;
Iz——输出电流波动极限值,A;
Izo——输出电流设定值,A。
稳压精度
充电装置在稳压状态下,直流输出电压设定为本指导性技术文件中5.1规定的范围内任一点,交流输人电压在85%~115%额定值内变化,调整负载电流为10%~100%额定值,分别测量充电装置的输出电压,找出上述变化范围内充电装置输出电压的极限值UM。
改变输出直流电压的整定值,重复上述测量。
按公式(3)计算稳压精度:
(3)
式中:
δU——稳压精度;
UZ——充电装置输出电压的设定值;
UM——交流输入电压在规定范围内变化,负载电流在10%~100%额定电流范围内变化,充电装置的输出的极限值。
稳流精度
充电装置在恒流充电状态下,充电电流设定为本指导性技术文件中第5.2条规定的额定值20%~100%范围内任一点,交流输人电压在(85%~115%)额定值内变化,调整充电电压在本指导性技术文件中5.1规定的变化范围内变化,分别测量充电电流
,找出上述变化范围内充电电流的极限值
。
按公式(4)计算稳流精度。
(4)
式中:
δI——稳流精度;
IZ——交流输入电压为额定值且充电电压在调整范围内的中间值时,充电电流测量值;
IM——充电电流的极限值。
纹波系数
调整输入电压为额定值,改变负载电流分别为10%~100%额定值,分别测量充电装置的输出电压和输出电压的交流分量峰-峰值。
改变输入电压为额定值的上、下限;改变负载电流分别为0~100%额定值,分别测量充电装置的输出电压和输出电压的交流分量的峰——峰值。
按公式(5)计算纹波系数:
(5)
限压特性和限流特性
充电机限压及限流特性试验方法按照GB/T19826-2005中6.5的规定执行,应达到本指导性技术文件中6.4.7规定的要求。
效率和功率因数试验
在交流电源输入端安装(三相或单相)功率和功率因数测量装置,在输出端安装直流电压和电流测量装置。
充电机连接电阻性负载,并设置在满载状态下工作。
记录交流输入功率表的读数,记录直流输出的电压和电流值,并计算直流输出功率;用功率因数表测量充电机的功率因数。
试验结果应符合本指导性技术文件中6.4.8的要求。
按公式(6)计算效率:
(6)
式中:
η——效率;
Wz——直流输出功率,kW;
Wj——交流输入功率,kW。
按公式(7)计算功率因数:
(7)
7.7 电气安全
电气绝缘性能
工频耐压试验
试验前对充电机的预处理应按照GB/T3859.1-1993中6.4.1的相关要求进行。
充电机非电气连接的各带电回路之间、各独立带电回路与地(金属外壳)之间,按其工作电压应能承受表2所规定历时1min的工频耐压试验,试验过程中应无绝缘击穿和闪络现象。
冲击耐压试验
将冲击电压分别加在充电机各带电回路之间、各带电回路对地(金属外壳)之间,其他电路和外露的导电部分连在一起接地。
按表3规定的试验电压,加3次正极性和3次负极性雷电波的短时冲击电压,每次间隔时间不小于5s。
试验部位在试验过程中应无击穿放电。
绝缘电阻试验
使用表2规定的电压等级的兆欧表测定充电机各带电回路之间、各带电回路对地(金属外壳)之间的绝缘电阻,在测试电压加载1min后进行测量,其结果应符合6.5.1.3的规定。
漏电流试验
充电机连接电阻性负载,并设置在满载状态下工作。
在充电机输入端提供1.1倍标称电压时分别测量输入相线、中线与保护地之间的漏电流值。
试验结果应符合6.5.1.4的规定。
漏电流测量应在湿热试验后进行。
电气间隙和爬电距离
检验本指导性技术文件中6.5.2电气间隙和爬电距离,用测量工具测量规定部位的最小间隙应符合表3的要求。
7.8 电磁兼容试验
充电机及高频开关电源模块、监控单元、人机操作界面电磁兼容应达到6.6规定的要求,试验方法按照GB/T19826-2005中6.20规定进行。
7.9 接口和通讯功能
充电接口
非载充电机相关的充电接口试验应按QC/T841规定的方法执行,结果符合本指导性技术文件中第6.7条的要求。
通讯接口
由制造商与用户协商确定。
7.10 机械强度
振动
按GB/T2423.10中规定测试充电机的抗机械振动能力。
充电机在包装状态下通过包装底部固定在振动试验机台面上。
试验中,振动频率范围为5Hz~100Hz,加速度10m/s2,扫频速率0.1oct/min,沿相互垂直的三个轴线分别进行10次扫频循环。
试验后充电机和外包装不应有机械上的损坏、变形和紧固部位的松动现象,充电机通电后电气性能不受到影响,应能正常工作。
冲击
按GB/T2423.5中规定的方法测试充电机的抗机械冲击能力。
充电机在包装状态下通过包装底部固定在冲击试验机台面上。
试验中,冲击脉冲采用半正弦形脉冲波形,峰值加速度为150m/s2,持续时间为11ms。
试验后充电机和外包装不应有机
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- 825 车载 充电机 标准 征求意见
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