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新能源电动车辆传导充电系统电动车辆交流/直流充电机(站)

发布时间:2023-10-10人气:77

本标准与GB/T 18487.1结合,详细说明了交流/直流充电机(站)(按GB 156-1993,交流电压最大值为660 V,直流电压最大值为1000 V)传导连接到电动车辆的具体要求。需要说明的是,本标准不包括没有充电控制功能的盒式装置,这些装置配备了插座用于给电动车辆提供能源。根据GB/T 18487.1规定,电动车辆直流充电机(站)的充电模式为模式4。除了维护相关的其他安全要求之外,本标准还引用了一系列标准,其条文通过在本标准中引用而成为了本标准的一部分。需要注意的是,随着标准的修订,使用本标准的各方应该考虑使用这些标准的最新版本。

根据提供的内容,对段落进行改写:

根据idt IEC 61000-4-3:1995,GB/T 17626.3-1998规定了射频电磁场辐射抗扰度试验的电磁兼容的试验和测量技术标准。

根据idt IEC 61000-4-4:1995,GB/T 17626.4-1998规定了电快速瞬变脉冲群抗扰度试验的电磁兼容的试验和测量技术标准。

根据idt IEC 61000-4-5:1995,GB/T 17626.5-1999规定了浪涌(冲击)抗扰度试验的电磁兼容的试验和测量技术标准。

根据idt IEC 61000-4-11:1994,GB/T 17626.11-1999规定了电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验的电磁兼容的试验和测量技术标准。

根据eqv IEC 61180-1:1992,GB/T 17627.1-1998规定了低压电气设备的高电压试验技术的定义和试验要求。

根据eqv IEC 61851-1:2001,GB/T 18487.1-2001规定了电动车辆传导充电系统的一般要求。

根据IEC 60364.4-443:1995,建筑物电气装置的第4部分第44章第443节规定了防大气放电或由开关切换引起的过电压的保护。

根据IEC 61000-2-2:1990,电磁兼容的第2部分第2章规定了公共低压供电系统中低频传导骚扰和信号传输的兼容性。

根据IEC 61036:1990,交流电流静态有效能量瓦-时表的l级和2级的标准。

根据GB/T 18487.1定义及下列定义,本标准给出了车辆充电控制单元(VCCU)的定义,该单元嵌入在电动车辆中,用于控制非车载充电机的充电参数。

总则部分规定,交流充电机(站)用来给电动车辆交流供电,具有特殊控制充电功能,安装在一个壳体内。交流充电机(站)可以通过方式A、方式B或方式C与电动车辆连接,其中方式A是指供电电缆和插头永久性固定于电动车辆上,方式B是指使用带有电动车辆连接器和电源连接器的独立活动电缆,方式C是指供电电缆和连接器永久性固定于充电机(站)上。交流充电机(站)可以有一个或多个插头插座/连接器。

直流充电机(站)是使用电源线和连接器与电动车辆连接,电源线和连接器永久固定在充电机(站)上(参考GB/T 18487.1-2001)。无论室内还是室外,交流/直流充电机(站)都需要连接到电动车辆上,其充电功能的操作应在正常条件下保证安全,并且即使在室内或室外的正常使用中的误操作也不应危害人身或周围环境。符合本标准中规定的要求,并进行相关测试,可以检查电动车辆充电机(站)的符合性。电动车辆充电机(站)的总体要求也可以参考GB 7251.1。

实际使用操作和安装的标准条件部分规定了交流电源电压的额定电压值最大为660 V,允许电压波动范围为标称电压的±10%,额定频率为50 Hz ± 1 Hz。设备在-20℃~+50℃的环境温度下应该可以正常运行(在严寒地区可以达到-30℃,在这一温度范围之外,充电机(站)的使用应在厂家和用户之间进行协商)。相对湿度在5%~93%之间。

交流输入和直流输出电压及电流的额定值部分规定了交流电压/电流输入的推荐额定值应以国家标准为依据。表1列出了首选的输出电压额定值和电流额定值,也可以使用较低的电流值。表格中列出了三种输出方式和对应的交流电压及电流。

6.2 直流电压和电流的输出

直流电压输出和电流输出的额定值和最大允许值为1000 V和400 A。

7 总体测试要求

7.1 所有测试都属于型式试验范畴。

7.2 除非另有声明,只对厂商交付和确认的单个样品产品进行测试。

7.3 测试按照本标准的条文顺序进行,除非另行声明。

7.4 在正常使用条件下,应该对样本进行测试,或者对其任何可动部分在可能出现最不利位置进行测试。

7.5 测试应该在通风、空旷的地方进行。除非另有说明,环境温度一般为20℃ ± 5℃。

7.6 使用50Hz交流电压进行测试应符合GB/T 17627.1的要求。

8 功能和要求

8.1 控制功能

针对采用允电模式3的允电机(站),应提供GB/T 18487.1-2001中6.2中所列举的功能。

针对采用充电模式4充电的电动车辆直流充电机(站),应提供GB/T 18487.1-2001中6.2中所列举的功能。

8.2 安全连接检查

在充电之前应连续检查接地连接,只有在电动车辆连接正确无误的情况下才能进行充电。

8.3 紧急处理

应安装一个紧急断开设备,用于将电动车辆交流或直流充电机(站)与交流电网隔离,以防止电击、火灾或爆炸。断开设备应具备一定的保护装置,以防止意外断开。

8.4 允许温度

在40℃环境温度下,电动车辆交流/直流充电机(站)的允许最高温度应为:

- 金属部分:50℃;

- 非金属部分:60℃。

在同样的条件下,可以用手接触但不用紧握的部分的允许最高温度应为:

- 金属部分:60℃;

- 非金属部分:85℃。

8.5 充电机(站)防护等级(IP)

8.5.1 在插座被锁定后,无论充电机(站)处于工作还是非工作状态,其防护等级应符合GB 4208中IP44的要求。

8.5.2 电动车辆直流充电机(站)应符合IP32(室内)或IP54(室外)的要求,并根据需要按照GB 4208的规定提高防护等级。连接方式的保护级别应符合GB/T 18487.1中的相关条款。

8.6 连接器放置位置

对于连接方式A或连接方式B插头插座的安装,要求较低部分与地面的距离在0.4m~1.5m之间。

对于连接方式C,应提供连接器套,并且在充电完成后,连接器的放置位置也应满足上述要求。电动车辆直流充电机(站)应提供一种方式,用以表明连接器在断开后的放置是否正常。

8.7 电动车辆交流/直流充电机(站)电缆的放置

电动车辆交流/直流充电机(站)应提供一种方式,以确保电缆在断开连接后能够妥善存放。

8.8 扩展电缆

不得使用任何不安全(存在过载风险或缺乏保护性导体)的连接部件来连接电动车辆和电动车辆充电机(站)之间的电缆。

8.9 计量

如果需要,对充电机进行定期计量,相关的测试应按照IEC 61036进行。

8.10 直流电压/电流输出

对于直流充电机(站)的直流输出参数,应根据GB 17478的相关条目提供直流充电机(站)和电动车辆可接受的综合值。

8.10.1 额定输出和最大输出功率

在40℃的环境温度下,直流充电机(站)应能够在允许的电压范围和电流范围内,以最大功率条件向电动车辆输送直流电压。

8.10.2 输出电压和电流误差

直流充电机(站)输出的直流电压和电流与电动车辆设定的电压和电流值相比,其电压误差不应超过1%,电流误差不应超过5%。

8.10.3 周期和随机偏差

对于直流充电机(站)在允许的最小和最大电流范围内,输出电流的周期和随机偏差不得超过实际电流峰-峰值的10%。

8.10.4 改写重构:

在开关接通时,冲击电流峰值的限制应不超过充电机(站)额定电流最大值的10%。

8.10.5 改写重构:

在开关断开时,电压峰值不应超过实际工作电压的140%。

8.10.6 改写重构:

电动车辆发送的阶跃电压信号(上升时间在设定点10%~90%之间),直流充电机(站)输出的上升时间应小于5秒,超调量应小于10%。在接收到关机命令后,直流充电机(站)电流降到0A的时间应小于50毫秒。

8.10.7 改写重构:

应提供具有20毫秒延迟的过电压保护命令,使电动车辆在考虑全局参数并设定的允许的最大电池电压时关断直流充电机(站)。

8.10.8 改写重构:

应提供具有1秒延迟的过电流保护命令,使电动车辆在考虑全局参数并设定的最大电池电流时关断充电机(站)。

9 电气安全 改写重构:

电气安全应符合国家标准GB/T 18487.1的一般要求,并满足以下要求。

9.1 故障情况下的电击防护 改写重构:

漏电保护装置(RCD)不应自动复位。手动复位装置应易于操作。其他人身保护设备的自动复位应遵守国家相关规定。

9.2 接地电极的连接 改写重构:

对于Ⅰ级充电机(站)接地电极和电动车辆直流充电机(站)接地的测试应遵循GB/T 18487.1和接地安全要求。对于充电机(站)外露导电部分和接地电路之间的电气连接测试,应使用16A直流电流源。对于Ⅱ级充电机(站),应设置一个统一的保护导体。

9.3 电动车辆保护导体的电气连锁检查 改写重构:

在充电模式3下,如果充电机(站)在对电动车辆使用保护导体的电气连锁检查失败时,应立即关闭输出给车辆的电源。如果充电机(站)使用保护导体的电气连锁检查失败,应立即关闭输送给车辆的电源。

10 电介质绝缘测试

10.1 电介质承受特性

10.1.1 介电强度 改写重构:

在50Hz电源下持续1分钟时,电介质的耐压要求如下:

a) 对于Ⅰ级充电机(站),在共模和差模下为2000V rms。

b) 对于Ⅱ级充电机(站),在共模下为4000V rms(与外露导电部分相关的所有电路),在差模下为2000V rms的共模电压(在每个电气独立电路和所有其他与电路有关的外露导电部分之间)。

c) 对于Ⅰ级和Ⅱ级充电机(站),在电源电路和极低压安全电路之间的电压应为4000V rms。

测试应按照GB/T 17627.1的要求进行。

10.1.2 电介质脉冲耐压(1.2/50μs) 改写重构:

在脉冲电压下,电源电路的电介质应按照以下要求进行检测:

- 在共模状态下为8000V(根据GB/T 16935.1的安装图)。

- 在差模状态下为4000V(根据GB/T 16935.1的安装图)。

测试应按照GB/T 17627.1的要求进行(从属地考虑见GB 7251.1)。

10.1.3 绝缘电阻 改写重构:

当500V直流电压加载到所有连接在一起的输入/输出(包括电源)端和车体之间时,绝缘电阻应满足以下要求:

a) 对于Ⅰ级充电机(站),R≥1MΩ。

b) 对于Ⅱ级充电机(站),R≥7MΩ。

测量绝缘电阻应在测试电压加载1分钟后进行,并在湿热测试后立即进行(见11.1.4)。

10.2 漏电流 改写重构:

在湿热试验(见11.1.4)后,使用1.1倍标称电压进行漏电流测量(参见图1和图2)。漏电流不应超过表2中的限定值。

表2

第Ⅰ级

第Ⅱ级

任一网络电极和彼此相连的可触及的金属部分之间通过包裹绝缘外层部分的金属箔的连接

3.5mA

0.25mA

在双重绝缘条件下,任一网络电极和通常不激活的、不可接触的金属部分之间通过包裹金属箔的绝缘外层部分进行互联。此连接方式下,未接触的部分间电流为3.5 mA,可接触的部分间电流为0.5 mA。该测试需要在充电机(站)接有阻抗负载,并在输出额定功率情况下进行。

保护措施应遵照GB 16895.5和IEC 60634-4-443的要求进行过流和过压保护。充电机(站)的过流保护和短路保护设备应与所在供电网协调一致。充电机(站)内安装的电子设备的电气间隙和爬电距离应满足相关标准的要求,并根据GB/T 16935.1选择对外露活动导体和终端设备(例如汇流条,设备之间的连接机构)的电气间隙和爬电距离。

在气候环境测试中,交流/直流电动车辆充电机(站)应在输入标称电压、最大功率输出和最大电流状态下进行工作,并在每次测试后仍能达到原有性能要求。充电机(站)的设计工作温度范围为-20℃至+50℃,测试应按照GB/T 2423.22中Nb的测试要求进行。

环境湿度方面,直流电动车辆充电机(站)应设计工作在相对湿度为5%~90%的环境下,可以选择进行湿热连续测试或潮湿发热周期测试。此外,还需要进行低温测试,测试温度为-30℃±3℃,持续时间为16小时。

电动车辆交流/直流充电机(站)的设计工作气压范围为86 kPa至106 kPa。太阳辐射和盐碱雾的测试是可选的,太阳辐射测试应按照GB/T 2423.24的S1测试Sa过程B进行,而盐碱雾测试应按照GB/T 2423.18的S1Kb测试标准严格进行。

机械环境测试中,在测试后应确保性能不降低,防护等级和门锁的操纵性不受影响,电器设备得到满意的清理。如果直流充电站带有金属外壳,应确保外壳不会因永久或暂时变形而接触到内部部件。对于带有绝缘外壳的直流充电站,如果没有相关缺陷会影响其可用性,并且基本满足条件,那么可以不考虑外壳表面轻微的凹陷、爆裂或剥落。

机械冲击测试中,充电机(站)主体应能承受20J的剧烈冲击能量,具体测试过程可以参考GB/T 2423.2的要求。稳定性测试中,应按照厂家的安装说明,从四个不同角度的每一个或最坏情况下,用500 N的力从电动车辆直流充电机(站)的顶部沿水平方向持续施力5分钟。电动车辆直流充电机(站)应能正常工作,并且顶部变形不能大于带载荷应用时50 mm或不带载荷应用时10 mm。

在电磁环境测试中,应进行抗电磁骚扰的测试。

根据以上标准进行测试后,电动车辆充电机(站)不应有任何危害或不安全的情况。制造商应提供针对EMC测试的功能说明和性能判据定义,并将测试结果按照以下判据记录在测试报告中。

性能判据A:仪器应能持续正常工作,不允许性能降低或低于厂商指定的性能级别。在某些情况下,允许某一性能丧失代替性能级别。如果厂商未指定最低性能级别或允许性能丧失情况,则这些内容应在产品描述或相关材料中明确表述。

性能判据B:仪表在测试后应能正常工作,不允许性能降低或低于厂商指定的性能级别。在某些情况下,允许某一功能失效代替性能级别。在测试过程中,允许出现性能丧失,但不允许改变操作状态或存储的数据。如果厂商未指定最低性能级别或允许性能丧失情况,则这些内容应在产品描述或相关材料(包括产品宣传和广告)中明确表述。

性能标准C:如果失效的功能在控制下能够恢复,则允许功能暂时失效。在任何情况下,安全功能和测量应正常工作(A级)。

在进行静电放电抗扰度测试时,电动车辆充电机(站)应能抵抗静电放电,最低要求为8 kV(空气放电)或4 kV(接触放电)。性能判据为B。测试应符合GB/T 17626.2标准,其中接触放电方法是强制性的,并且测试应在电动车辆充电机(站)连接电阻性负载、输出额定功率的情况下进行。

在低频传导骚扰抗扰度测试中,应在电动车辆充电机(站)连接电阻性负载、输出额定功率的情况下进行。测试包括电源电压谐波和电源电压暂降中断两部分。

对于电源电压谐波,交流电网供电的电动车辆充电机(站)应具备承受50 Hz~2000 Hz范围内电压谐波的能力,要求符合IEC 61000-2-2电磁兼容电平乘上系数1.7。性能判据为A,测试应按照GB/T 17625.1进行,以检验电磁兼容的符合性。

对于电源电压暂降和中断,交流电网供电的电动车辆充电机(站)应能承受电源电压跳变和中断。最低要求包括电压下降到标称电压70%,持续时间达10 ms,电压下降到标称电压50%,持续时间达100 ms,电压下降到标称电压95%,持续时间达5 s。性能判据为B,测试应根据GB/T 17625.11的条件进行,以检查电磁兼容的符合性。

在电压不平衡抗扰度测试中,三相交流电网供电的电动车辆充电机(站)应能承受电源相电压的不平衡。最低要求和性能判据尚未制定。

在直流分量测试中,交流电网供电的电动车辆充电机(站)应能承受因电网中负载不对称引起的直流分量。最低要求和性能判据尚未制定。

在高频传导骚扰抗扰度测试中,应在电动车辆充电机(站)连接电阻性负载、额定输出功率的情况下进行。测试包括快速瞬变脉冲群部分。

对于快速瞬变脉冲群,交流电网供电的电动车辆充电机(站)应能承受GB/T 17626.4规定级别的共模骚扰,最低要求为电压为2 kV,5 kHz脉冲重复率,持续1 min以上。性能判据为B,测试应依据GB/T 17626.4进行,以检验符合性。

所有电源电缆、输入/输出信号线和控制电缆(如果适用)都应在充电期间连接到电动车辆充电机(站)并进行测试,输入/输出信号和控制电缆的电平级别应减半。

b)电压抗扰性

电动车辆充电机(站)应具备抵御电压冲击的能力。浪涌电压通常由于电网换接的转换、故障或闪电(间接电击)引起。

最低要求:在1.2/50μs冲击下,共模状态下抵御2 kV,差模状态下抵御1 kV。

性能准则:充电功能要求按照C进行。

根据GB/T 17626.5进行测试,以验证其符合性。

对所有电力电缆进行此项测试。

测试应在电动车辆充电机(站)处于接电阻性负载、额定输出功率情况下进行。

11.3.1.5  幅射电磁场抗扰度

充电机(站)应具备抵御射频电磁干扰的能力。

最低要求:在80 MHz~1000 MHz频率范围内,抵御3 V/m的幅射电磁场干扰。

性能准则:按照A进行。

最低要求:在80 MHz~1000 MHz频率范围内,抵御10 V/m的幅射电磁场干扰。

性能准则:按照B进行。

根据GB/T 17626.3进行测试,以验证其符合性。

测试应在电动车辆充电机(站)处于接电阻性负载、额定输出功率情况下进行。

11.3.2  产生的电磁骚扰

11.3.2.1  低频传导骚扰

电动车辆充电机(站)的输入电流失真或漂移不得超过规定值。

在未接负载时,电动车辆充电机(站)的输入电流谐波极限应符合GB 17625.1的要求。

根据GB 17625.1进行测试。

11.3.2.2  高频传导骚扰

a)交流输入连接端

在电动车辆充电机(站)处于接电阻性负载和额定输出功率下,输入端向外发射的传导骚扰幅值应小于图3中指定的级别。根据GB 9254、GB 6113.1和GB 6ll3.2进行符合性检验。

b)信号输入/输出端和控制连接端

对于充电机(站)信号和控制端产生的传导骚扰,若存在的话,其幅值应小于图4中规定的水平。图4中的幅值是使用峰值检测器进行检测得到的。

根据GB 9254和GB 6113进行符合性检验。

11.3.2.3  射频电磁场干扰

磁场(150 kHz~30 MHz)

电场(30 MHz~1000 MHz)

在接电阻性负载和额定输出功率下,电动车辆直流充电机(站)在距离10 m处辐射的射频干扰强度不得超过图5中规定的值。图5采用准峰值检测器进行检测。

根据GB 9254和GB 6113进行符合性检验。

12  连接器要求

参见GB/T18487.1。

13  电动车辆和直流充电机(站)之间的通讯

13.1  概述

由于电动车辆配备的电池类型和电压各不相同,并对充电电流有不同的要求,为了避免充电过程中的错误,并保证通用直流充电机(站)能为所有类型的电能储存系统充电,充电过程由被充电的电动车辆管理。

任何准备连接到通用直流充电机(站)的车辆都应搭载一个车辆充电控制单元(VCCU),该单元负责管理充电过程。

通用直流充电机(站)应提供一种方式,允许车辆控制充电过程。

通讯通过耦合器的信号引脚10、11、12进行。

13.2  充电处理

直流充电机(站)应能为车辆电池提供可控的直流电压或电流。

起码,直流充电机(站)应能测量充电电流值和充电电压值。

如果车辆充电控制单元也能进行测量,可获得具有较高安全性的全冗余充电系统。

充电参数应由车辆充电控制单元确定,并作为参数设定点提供给直流充电机(站)。

充电测量值应由直流充电机(站)提供给车辆充电控制单元。

13.3  安全处理

直流充电机(站)和车辆充电控制单元均可启动充电过程。

在任意时间,直流充电机(站)或车辆充电控制单元可终止充电过程;在通讯失效时应立即停止充电。

13.4  通讯协议

电动车辆和直流充电机(站)之间的通讯协议应符合另外制定的相关国家标准。

14  分类

交流/直流充电机(站)可以分为Ⅰ级或Ⅱ级,无论是室内还是室外。

根据本标准,电动车辆交流/直流充电机(站)连接说明书应和用户手册及电动车辆交流/直流充电机(站)一起随电动车辆配套提供。标识应保证正确、标识耐久性长且在使用期间清晰可见。进行清晰度检验时,应先用水浸泡过的布擦试15秒,再用汽油酸浸泡的布擦拭15秒,以检验其效果。通过所有试验后,标识应清晰可见,牢固且没有卷边现象。

充电机(站)应在醒目地方明确提供以下信息:生产厂家全名或首字母缩写,设备操作手册,生产序列号,生产日期,额定输入和输出电压(V),额定频率(Hz),额定电流(A),相数,IP级别。对Ⅱ级充电机(站),应在铭牌中明确给出其符号。一些简短附加信息(如联系电话、地址)也可以标注在充电机(站)上。应进行测试和目视检查,以确保符合要求。

对于只限室内使用的设备,在安装后应清晰地提供“只限室内使用”的标志。

附录A是充电机(站)标准的补充。在充电机(站)的充电方式方面,建议遵循用户与厂家之间的协议,以防止过充电或欠充电,并保证高效、高质量的充满电。充电过程中要监测电池的温度,确保不超过允许的最大值,以避免损害电池和减少电池的使用寿命。充电的启动和停止应自动进行,并且也可以手动操作。定期进行自动均衡充电或修复式充电,同时也能手动操作。

附录A还提到了电气安全要求,包括连续工作时间的要求、防御雨、雪、沙的设施、谐波电流值符合规定的要求、机箱内温度监测和自动切断充电主回路的报警系统、快速充电时监测电池温度的要求等。

附录A还列出了充电机(站)的保护功能,指示功能,记录功能和自动计费功能的要求。

附录B是参考标准,包括GB 4343-1995、GB 4824-1996和GB/T 11918-1989。

根据提供的内容进行内容改写重构如下:

GB/T 16895.3-1997 是有关建筑物电气装置的标准,其中的第5部分为《电气设备的选择与安装》,而第54章则是关于接地配置和保护导体的规定。这一标准与国际电工委员会(IEC)在1980年发布的标准IEC 60364-4-54是一致的。

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