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文档简介
1、电动汽车周边设施充电接口相关标准分析比对充电连接装置是用于连接电动汽车和供电设备(如充电机、充电桩)的装置,是为电动汽车提供电能补给的一个重要的设备,但是接口的标准化直接影响了不同车型在不同地区或国家电网之间进行安全、便捷、快速的电能补充。下面将分别对电动汽车充电设施中的充电接口中最为重要和关键的相关标准进行分析比对。充电接口相关标准分析比对中国1.传导充电用连接装置我国在传导充电用连接装置方面有国家标准GB/T 18487.1-2001电动车辆传导充电系统 一般要求等同采用了IEC 61851-1:2001电动车辆传导充电系统 第1部分:一般要求,GB/T 20234.1-2011电动汽车传
2、导充电用连接装置 第1部分:通用要求,GB/T 20234.2-2011电动汽车传导充电用连接装置 第2部分:交流充电接口,GB/T 20234.1-2011电动汽车传导充电用连接装置 第3部分:直流充电接口,规定了电动汽车传导充电用连接装置的定义、要求、试验方法和检验规则。(1)充电模式在我国标准GB/T 18487.1-2001电动车辆传导充电系统 一般要求和GB/T 20234.1-2011电动汽车传导充电用连接装置 第1部分:通用要求中都对电动汽车的四种充电模式进行了定义,功能要求基本相同,考虑发布时间因素,现采用GB/T 20234.1-2011的描述。充电模式1:将电动汽车连接到交
3、流电网时,在电源侧使用了符合GB 2099.1要求的插头插座,在电源侧使用了相线、中性线和接地保护的导体,并且在电源侧使用了剩余电流动作断路器。充电模式2:将电动汽车连接到交流电网时,在电源侧使用了符合GB 2099.1要求的插头插座,在电源侧使用了相线、中性线和接地保护的导体,并且在充电连接电缆上安装了控制盒。 充电模式3:将电动汽车连接到交流电网时,使用了专用供电设备,将电动汽车与交流电网直接连接,并且在专用供电设备上安装了控制导引装置。充电模式4:将电动汽车连接到交流电网时,使用了非车载充电机,将电动汽车与交流电网间接相连。(2)连接方式在我国标准GB/T 18487.1-2001和GB
4、/T 20234.1-2011都定义了电动车辆与供电设备之间的三种连接方式,描述一致,分别为,连接方式A:将电动汽车和交流电网连接时,使用和电动汽车永久连接在一起的充电电缆和供电插头。连接方式B:将电动汽车和交流电网连接时,使用带有车辆插头和供电插头的独立的活动电缆。连接方式C:将电动汽车和交流电网连接时,使用了和供电设备永久连接在一起的充电电缆和电动汽车车辆插头。表 连接方式对应的示意图(3)额定值根据充电接口不同,对电压和电流额定值的要求不同,我国系列标准GB/T 20234.2-2011电动汽车传到充电用连接装置 第2部分:交流充电接口和GB/T 20234.3-2011电动汽车传到充电
5、用连接装置 第3部分:直流充电接口分别对交流充电接口和直流充电口的额定值进行了规定。(4)插拔力我国标准GB/T 20234.1-2011规定供电抽头插入和拔出供电插座、车辆插头插入和拔出车辆插座的全程过程的力,均应满足:对于交流充电接口,小于100N;对于直流充电接口,小于140N。充电接口可以使用助力装置,如果使用助力装置,则进入插入和拔出操作时,助力装置的操作应满足上述条件。对应的试验方法在条款7.4 中规定,通过仪器(如弹簧秤、砝码等)测试供电插头和供电插座、车辆插头和车辆插座之间插拔力。(5)橡胶和热塑性材料的耐老化我国标准GB/T 20234.1-2011规定电动汽车充电接口所采用
6、的橡胶和热塑性材料的耐老化性能应满足GB/T 11918-2001中第13章的要求,即带橡胶或热塑性材料外壳及弹性部件诸如密封环和密封垫的电器附件应具备良好的耐老化性能。是否合格,在具有环境空气成分和压力的大气里进行加速老化试验检查。试样自由悬挂于自然循环通风的加热箱里,加热箱里温度和老化试验的持续时间为: (70±2) 10d(240h),适用于橡胶;(80±2) 7d(168h),适用于热塑性材料。试样接近室温后,检查试样,试样不得出现肉眼可看见的裂痕,其材料不得发粘变腻。 试验之后,试样不得出现会导致不符合本标准要求的损坏。如怀疑材料发粘,可将试样置于天平的一个托盘上
7、,而在另一个托盘上放上等于试样重量加上500g的砝码。然后,将用粗布包着食指按着试样,使天平恢复平衡。试样上不应留有布痕,试样材料不得粘住布片。(6)锁止装置我国标准GB/T 20234.1-2011规定充电接口应有锁止功能,用于防止充电过程中的意外断开。在锁止状态下,施加200N的拔出外力时,连接不应断开,且锁止装置不得损坏。对于直流充电接口,锁止装置应使用专用方式(机械和或电子)才能打开。对应的试验方法在条款7.3中规定,插合车辆插头和车辆插座,供电插头和供电插座,并施加200N的拔出外力,检验锁止装置的功能。(7)防触电保护我国标准GB/T 20234.1-2011规定供电插头、供电插座
8、、车辆插头、车辆插座的防触电保护应满足GB/T 11918-2001中第9章的要求。电器附件的设计应能保证当插座和连接器按正常使用要求接线时,其带电部分是不易触及的,此外还应保证当插头和器具输入插座与配套电器附件部分或完全插合时其带电部分是不易触及的。此外,应不可能在任何触头处于易触及状态时使用插头或器具输入插座的插销与插座或连接器的插套之间进行接触。是否合格,通过观察,必要时,还要在按正常使用要求接线的试样上进行试验检查。 将图2所示标准试验指施加到各个可能的位置,用电压不低于40V的电指示器显示试验指与有关部分接触的情况。应不可能将带有插销的部件意外地装配到插座或连接器的外壳里。 是否合格
9、,进行手动试验检查。我国标准GB/T 20234.1-2011规定供电插头、供电插座、车辆插头、车辆插座的连接顺序应符合:当插入供电插头或车辆插头时:接地端子应最先连接;控制导引端子应在相线端子及中性端子之后连接。当拔出供电插头或车辆插头时:接地端子应最后断开;控制导引端子应先于相线端子及中性端子断开。(8)接地措施电动汽车充电连接装置的接地保护应满足GB/T 11918-2001工业用插头插座和耦合器第1部分:通用要求中第10章的要求。 有接地触头的电器附件应装配接地端子。此外,有一内部接地端子的金属壳固定式电器附件可以装配一个外部接地端子,除非是明装式插座,否则,此外部接地端子应是从外侧可
10、看见的。接地触头应直接地可靠地连接到接地端子,但安装在隔离变压器输出电路里的插座的接地端子不得与接地端子连接。带接地触头的电器附件的易触及金属部件,凡绝缘失效时会变为带电的,在结构上应可靠地连接到内部接地端子。接地触头应能承载等于为相触头而规定的电流而不会过热。 接地触头应有能防止机械损伤的保护层。电动汽车充电连接装置的接地保护按照相关试验要求进行短时间耐大电流测试,接地电路中的不见不应熔化、断开或破损。和接地端子相连的导线用绿-黄双色予以标识。接地导线和中线(如果有)的横截面至少应等于相线导线横街面积,或者满足下表的要求。表1-8-1在接地端子与每个易触及金属部件之间通以25A a.c.,此
11、a.c.电源的空载电压不超过12V。测出接地端子与易触及金属部件之间的电压降,并根据电流与这一电压降算出电阻。无论如何,电阻不得超过0.05。按照如下步骤进行短时间耐大电流试验:a)模拟实际使用状态,将供电插头、供电插座、车辆插头和车辆插座进行安装。b)将长度不小于0.6m的满足表1尺寸的导线按照制造商规定的紧固条件连接到接地端子:供电插座和车辆插座连接所允许最小尺寸的铜导体电缆,供电插头和车辆插头连接和额定电流相匹配的电缆,允许直接使用已经连接好的组件。c)按照下表所示的电流和时间进行试验。d)试验结束后用欧姆表或类似设备检查接地导体见连接的连续性。(9)端子电动汽车充电接口的端子应满足GB
12、/T 11918-2001工业用插头插座和耦合器第1部分:通用要求中第11章的要求。可拆线电器附件应装配用螺钉、螺母或等效件进行连接的端子。端子的部件中,除螺钉、螺母、垫圈、U形卡、夹紧板等之外,其余的,应以如下材料制成:-铜;-铜含量至少为58%的合金,适于作冷轧制成的部件;铜含量至少为50%的合金,适于作其他部件;-耐腐蚀性能和机械性能均不亚于铜的其他金属。 钢制螺钉应有足够的防腐蚀保护。 如果接地端子的本体不是电器附件壳罩、框架的一部分,本体的制作材料应与以上为端子部件而规定的一样。如果本体是壳罩或框架的一部分,则夹紧螺钉或螺母应以此种原料来制作。如果接地端子的本体是铝或铝合金壳罩或框架
13、的一部分,则应采取预防措施,防止因铜或铝或铝合金接触而引起腐蚀的危险。端子应能连接下表所示标称横截面积的铜或铜合金导线。除接片端子以外的其他端子是否合格,进行如下试验并进行如下的试验检查。具有用于上表规定的最大横截面积导线插入能力测量截面的量规如图13所示,此规应能靠自身重量进入端子孔而到达端子的规定深度。若为看不见导线端部的柱型端子,其接纳导线的孔的深度应能保证该孔的底部与最后的螺钉之间的距离至少等于螺钉直径的1/2且在任何情况下绝不小于1.5mm。是否合格,通过观察检查。若为符合图14f要求的端子,接线片应能接纳上表规定的适用范围内的标称横截面积的导线。不能用图13规定的量规检查的端子用适
14、当加工成形的量规进行试验,量规的横截面应与图13给出的适用的量规的横截面一样。端子应有适当的机械强度作夹紧用途的螺钉和螺母应具有ISO螺纹或在螺距和机械强度上均可与ISO螺纹相比的螺纹是否合格,通过观察测量并进行试验检查试验之后,端子除应符合要求之外,还不得出现会不利于继续使用的变化端子应正确固定到电器附件,并且在拧紧或拧松夹紧螺钉时,端子不得松脱。用以夹紧导线的螺钉不得挪作夹紧任何其他元件之用。是否合格,通过观察,必要时,进行试验检查。端子应设计成能以足够的接触压力将导线夹紧于金属表面之间但不会损伤导线。是否合格,通过观察并用3个分立的端子进行端子的型式试验检查。第一次试验依此用上表规定的最
15、大和最小横截面积的导线进行验证:插座或器具输入插座的端子用1类和2类导线;插头或连接器的端子则用5类导线。导线应连接到夹紧件;夹紧螺钉或螺母以表15规定力矩的2/3拧紧,制造商在产品上或在使用说明书里规定力矩者除外。每根导线均需经受表4-1规定的拉力值,力朝与导线插入方向相反的方向施加,施力时,不得使用爆发力,施力时间共1min。试验导线的最大长度应为1m。试验期间,导线不得拖出端子,不得断在夹紧件上或夹紧件里。第二次试验本试验先以上表为1类(4mm2)、2类和5类导线而规定有关值的最小横截面积的导线,然后以最大横截面积的导线进行,夹紧螺钉或螺母以表15规定的力矩拧紧,但制造商在产品上或在使用
16、说明书里规定力矩者除外。将端子固定到导线,导线长度应为表4-2规定高度加上至少75mm。模拟实际使用状态将端子牢牢固定于垂直位置。将电缆的自由端穿过套管,套管尺寸见表4-2的规定。套管固定到臂上,臂由电动机驱动,以约9r/min速率驱动约135圈。套管应固定成能使套管的中心在一个水平平面里作圆周运动。次圆半径为(75±2)mm,圆的中心垂直于端子里的导线孔中心之下。套管加润滑剂以防绝缘电缆缠绕、绞拧或旋转。将表4-2规定的重物挂在导线的自由端。试验期间导线不得脱出夹紧件。试验之后,在仍然连接着导线的同时,检查整个端子,确定导线或绞合导线的任何线股是否断裂。不得看见导线或绞合导线的线股
17、脱出。接片端子仅可用于额定电流至少为60A的电器附件;如果装配接片端子,这些端子必须装配弹簧垫圈或等效的锁定件。是否合格,通过观察检查。每个端子均应定位于其不同极性的对应端子附件,如有内部接地端子,还应定位于内部接地端子的附件,但有足够的技术理由不这样做的除外。是否合格,通过观察检查。接地端子的夹紧螺钉或螺母应充分锁定,以防意外松脱,而且,应是必须用工具才能拧松的。除非柱型端子用两颗螺钉,否则要进行试验检查锁定性能。此试验正在考虑中。是否合格,通过观察并进行手动试验检查。端子应正确定位或屏蔽,使从端子里松脱的螺钉不会在带电部件与连接到接地端子的金属部件之间形成电气连接;从带电端子脱落的导线不会
18、触及连接到接地端子的金属部件;从接地端子脱落的导线不会触及带电部件。本要求亦适用于辅助导线用端子。是否合格,通过观察并进行手动试验检查。导线正确连接后,不得有不同极性部件之间或不同极性部件与易触及金属部件之间以外接触的危险,而且,万一绞合导线线丝从端子脱出,亦不会有让此线丝冒出外壳的危险。“带电部件与易触及金属部件之间不得有意外接触危险”的要求不适用于额定电压不超过50V的电器附件。是否合格,通过观察,涉及带电部件与其他金属部件之间意外接触危险时,还要进行如下试验检查:从具有规定范围内横截面积中间值的软导线的端部剥去8mm长的绝缘,使绞合导线的一根线丝保持自由状态,而将其余线丝完全插进并夹紧在
19、端子里。将自由线丝朝各个可能的方向弯曲,但不撕破绝缘层,并且不绕过隔板急剧弯曲。连接到带电端子的导线中的自由线丝不得触及任何不是带电部件的金属部件,不得冒出外壳,而且连接到接地端子的导线中的自由线丝不得触及任何带电部件。(10)防护等级我国标准GB/T 20234.1-2011规定,在与保护盖连接后,供电插头、供电插座、车辆车头、车辆插座的防护等级应分别达到IP54。供电插头和供电插座、车辆插头和车辆插座插合后,其防护等级应分别达到IP55。按照GB 4208的规定进行防护等级试验。GB 4208-2008等同采用IEC 60529:2001。 IP代码由四个要素组成,分别为第一位特征数字、第
20、二位特征数字、附加字母、补充字母,须对各要素分别进行试验。补充内容的标识字母及含义我国标准GB/T 20234.1-2011规定,对于有控制导引且在其正常工作时能避免带载分段的充电接口,按照7.11进行试验期间,不得有引起着火或触电的危险;试验结束后,不要求充电接口保持原有功能。对于没有控制导引功能或者控制导引电路不能避免带载分段的充电连接装置,按照7.11进行试验,试验结束后,试样不应出现不利于继续使用的损坏。对应的测试方法,GB/T 20234.1-2011规定,对于有控制导引电路的充电接口,应使其控制导引电路处于非工作状态,并按表4的参数进行分段能力测试。直流接口用等值的交流电流进行试验
21、。(12)使用寿命我国标准GB/T 20234.1-2011规定供电插头和供电插座、车辆插头和车辆插座按要求进行插拔寿命试验。电器附件应能经受正常使用时出现的机械应力、电应力和热应力而不会出现过度磨损或其他有害影响。插头或连接器以每分钟7.5个行程的速率插入或拔出插座或器具输入插座。电器附件要依次经受通电的周期数和不通电的周期数,但额定为16/20A的电器附件仅在加载状态下进行试验。试样以额定工作电压和额定电流进行试验。每500个行程后,插头的插销要以一块干布擦拭。无联锁装置的电器附件以表1-12-1规定的周期进行试验。仅作a.c.用途的电器附件在表1-12-1规定的cos的电路里以a.c.进
22、行试验。仅作d.c.用途的电器附件以无感负载进行试验。a.c.额定工作电压或额定电流大于d.c.的电器附件以d.c.在无感电路里进行试验,还要以a.c.在cos为表1-12-1规定的电路里进行试验。用一组新的电器附件进行第2次试验。带联锁装置的电器附件在不通电状态下及逆行试验。联锁装置在插头每次完全插入后要锁上并解锁。周期数为表1-12-1规定的加载周期数和空载周期数的总和。试验期间,不得出现持续闪弧。试验结束后,应满足:附件或锁止装置应能继续使用;无外壳或隔板的劣化;插销上的绝缘帽无松脱;无电气连接或机械连接松脱;无密封胶渗漏;保持触点之间信号传输的连续性;介电强度性能复试满足相关要求。试验
23、时,将固定部件(供电插座或车辆插座)固定,使活动部件(供电插头或车辆插头)往复运动,进行空载带电(额定电压、无电流)插拔循环10000次。试验结束后,进行介电强度试验,但对于额定电压超过50V的附件,试验电压应降低500V。如有弹簧盖,弹簧盖应在盖完全打开和完全闭合状态下分部进行试验,打开盖的次数与表1-12-1规定的插入次数相同。表1-12-1 正常操作(13)温度和温升我国标准GB/T 20234.1-2011规定充电连接装置按照规定试验方法进行试验,应满足如下要求:a)供电插头和车辆插头的抓握部位,其允许的最高温度不应超过:金属部件50;非金属部件60。b)供电插头和车辆插头可以接触的非
24、抓握部位允许的最高温度不应超过:金属部件60;非金属部件85。c)端子的温升不超过50K。温升试验在(25±5)环境温度下进行,试验时,供电插头、车辆插头上连接制造商提供的电缆,按GB/T 11918-2001第22章规定的方法进行试验,具体试验要求如下。电器附件的结构应能保证其在正常使用时温升不会超过规定值。是否合格,用符合有关标准的新的配套电器附件对任何电器附件进行试验检查。试验电流是交流电。电流值如1-13-1所示。可拆线电器附件街上表1-13-1规定的横截面积的导线,端子螺钉或螺母以标在导线上的或制造商在说明书活页上规定的力矩拧紧。端子要接上长度至少为2m的电缆来进行本试验。
25、 不可拆线电器附件按交货状态进行试验。若为3极或多于3极的电器附件,试验期间,试验电流应流经相触头,如有中性触头,则要单独试验;试验电流流经中性触头及最靠近的相触头。应让电流流经接地触头和最靠近的相触头来进行另一次试验。如有辅助触头,在进行上述的任何试验的同时,辅助触头应通以2A的电流。温度用熔化颗粒,变色指示器或热电偶测量,这些测量器具应选择并放置得对被测定的温度的影响可忽略不计。端子的温升不得超过50K。(14)车辆碾压我国标准GB/T 20234.1-2011规定,供电插头和车辆插头,按照7.21的方法进行车辆碾压试验后,不应出现如下现象:-防护等级不满足6.9的要求;-爬电距离、电气间
26、隙和穿透密封胶距离不满足6.17的要求;-其他可能会增加着火或电击时间的可能性的损坏迹象;-不能满足6.10的节点强度要求。对应的试验方法:将带有制造商推荐的电缆的供电插头和车辆插头随意地放在水泥地上。用P225/75R15或同等负载的传统汽车轮胎以(5000±250)N的压力,以(8±2)km/h的速度压过充电插头或车辆插头(轮胎充气气压(220±10)kPa)。当车轮从试件压过之前,每一个试件均应随意地以正常方式放在地上。测试中的试件应无明显移动。被施加压力的试件不应放置在突出物上。欧盟1. 传导充电用连接装置(1)充电模式与中国标准类似,欧盟标准EN 618
27、51-1:2011电动车辆传导充电系统 第1部分:通用要求等同采用国际标准IEC 61851-1:2010定义了四种充电模式,并且功能要求与中国基本类似。充电模式1:将电动汽车连接到电流不超过16A,电压不超过250V的单相交流电网或者电压不超过480V的三相交流电网时,在电源侧使用已标准化的插座,并使用相线、中性线和接地保护的导体。充电模式2:将电动汽车连接到电流不超过32A,电压不超过250V的单相交流电网或者电压不超过480V的三相交流电网时,在电源侧使用相线、中性线和接地保护的导体,并且在电动汽车和供电插头之间或者缆上控制盒上安装具有控制导引装置和漏电流保护装置(RCD)。这个缆上控制
28、盒应安装在距离供电插头或电动车辆供电设备0.3米内,或者安装在供电插头内。充电模式3:将电动汽车连接到交流电网时,使用了专用供电设备,将电动汽车与交流电网直接连接,并且在专用供电设备上安装了控制导引装置。充电模式4:将电动汽车连接到交流电网时,使用了非车载充电机,将电动汽车与交流电网间接相连,并且在非车载充电机上安装了控制导引装置。(2)连接方式欧盟标准EN 61851-1:2011等同采用国际标准IEC 61851-1:2010定义了三种连接方式,与我国定义一致。连接方式A:将电动汽车和交流电网连接时,使用和电动汽车永久连接在一起的充电电缆和供电插头。连接方式B:将电动汽车和交流电网连接时,
29、使用带有车辆插头和供电插头的独立的活动电缆。充电方式B1:供电插头连接到壁装式插座。充电方式B2:供电插座连接到特定充电机。 连接方式C:将电动汽车和交流电网连接时,使用了和供电设备永久连接在一起的充电电缆和电动汽车车辆插头。充电模式4只能用连接方式3。(3)额定值欧盟标准EN 62196-2:2012插头、插座、车辆插头和车辆插座 电动车辆的传导充电 第2部分:交流插头和导电管配件的尺寸的兼容性和互换性要求等同采用国际标准IEC 62196-2:2012规定了交流充电接口的额定值,对直流充电接口的额定值正在考虑中,暂未发布。(4欧盟标准EN 62196-1:2011等同采用IEC 62196
30、-1:2011规定供电插头插入和拔出充电插座,车辆插头插入和拔出车辆插座的全过程的均力应小于100N。与我国交流充电接口要求一致,小于我国对直流充电接口力的要求。充电接口可以使用助力装置,如果使用助力装置,则进入插入和拔出操作时,助力装置的操作应满足上述条件。插头、插座不必是单一的线性运动。制造商应标明插拔力作用的位置和方向。对应的试验方法在本标准条款16.15中规定,是否合格通过弹簧秤或者如下的测试检查。 测试步骤1:垂直向上安装固定部件(供电插座或车辆插座),便于活动部件(供电插头或车辆插头)垂直向下插入固定部件。测试步骤2:将一个9.2kg的物品稳定放置于插头上,然后将一个0.8kg的物
31、品从5cm高处落到第一个物品上,插头应能插入指定位置的插座,并接触良好。重复上述过程。测试步骤3:将一个2.0kg的物品放在插头上,插头应不能插入插座,然后增加物品重量直到制造商标明的插入插座的力为止。测试步骤4:从反方向施加作用力,测试插头拔出插座的力。我国没有规定上述测试方法,只规定通过仪器(如弹簧秤、砝码等)测试供电插头和供电插座、车辆插头和车辆插座之间插拔力。(5)橡胶和热塑性材料的耐老化欧盟标准EN 62196-1:2011等同采用IEC 62196-1:2011,规定带橡胶或热塑性材料外壳及弹性部件诸如密封环和密封垫的电器附件应具备良好的耐老化性能。与我国标准要求一致。 对应的测试
32、方法,与我国相同。(6)锁止装置欧盟标准EN 62196-1:2011等同采用IEC 62196-1:2011规定“不带负载接通和分段电路”的插头和插座应有联锁装置。根据有无闭锁功能,将设备分为两类,对应的测试方法在IEC 60309-4:2012中规定。(1)无闭锁功能(电气联锁)的联锁带开关的插座或连接器应设计成:控制开关设备触头断开与主磁极触头断开的时间间隔应足够,以确保机械开关在插头触头从插座拔出之前断开电流。在闭合操作的过程中,控制开关的触头应在主磁极触头闭合之后闭合或者与之同时闭合。是否合格,通过下面的试验检查。在插头不插入插座的情况下,带操动机构的产品根据24.101施加的力,应
33、试图闭合开关,但开关设备触头不应闭合。在电源接线端与插座触头组件之间连续试验检查。通过测试控制开关设备触头断开与机械开关触头断开的时间间隔检查时间间隔。对于符合第2部分的60/63A和100/125A的附件,其中控制开关设备取决于插销和插套,时间间隔不应大于35ms。35ms的时间间隔是指,在最坏的情况下标准表中指定的距离与第20、21章指定的断开速度的比值。(2)有闭锁功能(机械联锁)的联锁带开关的插座或连接器应设计成:联锁与开关设备的操作连接,因此在插座或连接器的触头带电时,插头或器具输入插座可以插入或拔出插座或连接器。知道插头几乎完全插合时,插座或连接器的触头才能带电。是否合格,通过观察
34、,手动测试和试验检查。产品的带联锁和闭锁设备,能维持插头插入插座或连接器,通过下面的试验检查。 在插头不插入插座的情况下,根据24.101施加的力,应能试图闭合开关,但开关设备触头不应闭合。在电源接线端与插座触头组件之间连续试验检查。联锁带开关的插座或连接器的安装要能支撑图102所示的装置,因此两者距离的轴线是垂直的,插头向下插合。当闭锁装置维持插头插入插座或连接器时,对插头插入联锁带开关的插座或连接器施加轴向的拉力。根据相关标准的表格,测试插头应使用硬化钢材料的接地触头,有效长度的表面光洁度不超过0.8m,间隔在额定距离范围内,误差±0.05mm。插头触点的尺寸或从触头表面到其他触
35、头距离应符合相关表格中最小尺寸要求,误差0.01/0mm。插头触头在试验前要将润滑油擦除。测试插头插入和拔出插座或连接器10次,然后用夹钳将一个重物附加到插头上,再次插入。插头、夹钳、载体、主要重量和附加重量的总和应能够施加表101规定的拔出力。附加物的重量应等于拔出力的1/10。如果有的话,保持装置应被打开。主要重量不震动的落在测试插头上,附加重量允许从5cm高出落到主要重量上。试验期间,插头不应从插座或连接器脱落,维持插头插合插座或连接器的闭锁装置应保持闭锁位置。试验期间,应保持电气连接。试验之后,联锁带开关的插座或连接器不应受到可能影响产品功能的损坏或变形。 开关设备应具有与插座相同数量
36、的级数。为此,接地触头不被认为是一级,应不能开关。是否合格,通过观察进行检查。锁止装置的要求和测试方法与我国不同,我国没有将电气联锁和机械联锁的插座或连接器分别进行规定,并且试验方法根据不同类型的操动机构对施加力的要求不同,而我国全部规定为200N。(7)防触电保护欧盟标准EN 62196-1:2011等同采用IEC 62196-1:2011规定电动车辆供电附件应设计为,当供电插座和车辆插头按正常使用要求接线时,其带电部分是不应该触及的,此外,还应保证当供电插头和车辆插座部分或完全插合时其带电部分是不易触及的。此外,应不可能在任何触头处于易触及状态时使供电插头或车辆插座的带电部分和供电插座或车
37、辆插头的带电部分之间进行接触。本条款不适用信号、数据、通信和控制回路。带有保护门插座的结构应能保证在插头拔出时其带电部分不易被触及,测试仪器如图15、16所示。将测量仪器只伸进相应带电触点的插孔,应不能接触到带电部分。为保证防护等级,电器附件的结构应在插头完全拔出插座时,其带电触点自动被屏蔽。 实现上述效果的方法是,插头应不能轻易插入和拔出插座,且此方法不应取决于宜找不到的附件。用电压在40V到50V的电指示器显示试验指与有关部分接触的情况。欧盟标准EN 62196-1:2011规定供电插头、供电插座、车辆插头、车辆插座的连接顺序应符合:当插入供电插头或车辆插头时 1)接地端子最先连接;2)控
38、制导引端子应在相线端子及中性端子之后连接;3)接触端子或连接开关端子,应在接地端子连接之后,控制导引端子之前或者与其同时连接。当拔出供电插头或车辆插头时 1)接地端子最后断开;2)控制导引端子应先于相线端子及中性端子断开;3)接触端子或连接开关端子,应先于接地端子断开,控制导引端子之后或者与其同时断开。应不可能将带有插头的部件意外地装配到供电插座或者车辆插座的外壳里。对防触电保护的要求与我国一致,试验方法中使用电指示器的电压与我国不低于40V的要求不同。(8)接地措施欧盟标准EN 62196-1:2011插头、插座、车辆插头、车辆插座-电动汽车传导充电 第1部分:通用要求等同采用IEC 621
39、96-1:2011。接地触头的测试要求,相对于中国的测试要求,多出以下三项交配配件与保护接地触头组件应携带电流与指定时间按表5中的规定。目前是基于最小尺寸的设备接地导体器件的额定电流。在接地路径的部件不得有裂纹,断裂,或熔化。交配的配件可以安装和组装。接地导体的最小尺寸不小于0.6米,连接到保护接地端子的每个配件应与持有导体端子拧紧,使用由制造商指定的转矩。插座和车辆入口采用有线和允许最小尺寸的铜导体。有线插头和车辆连接器要灵活,符合多股导线或电缆尺寸的基础附件的额定电流。试验电流应通过交配的配件和接地线串联。连续性应存在于测试组件时测量的接地导体之间。任何设备如欧姆表的指示,电池和蜂鸣器组合
40、,或类似的任何显示装置,可以用来确定是否持续存在。(9)端子表2-9-1中国标准与欧盟标准的区别(电动汽车充电接口的端子的相关要求)表9.2 导体尺寸表9.3欧盟规定拉力(10)防护等级欧盟标准EN 61851-1:2011,等同采用IEC 61851-1:2010,规定供电插头和供电插座、车辆插头和车辆插座的IP等级。室内使用时:供电插头和供电插座、车辆插头和车辆插座插合后,其防护等级应分别最低达到IP21。室外使用时:供电插头和供电插座、车辆插头和车辆插座插合后,其防护等级应分别最低达到IP44。所有电缆组件应满足室外使用的要求。供电插头和供电插座、车辆插头和车辆插座不插合时,其防护等级应
41、分别最低达到IP24。(11)分段能力欧盟标准EN 61851-1:2011,等同采用IEC 61851-1:2010,规定用于电流分段的附件(带载接通和分段)应有足够的分段能力。试验结束后,试样不应出现不利于继续使用的损坏。试样的部件不能分离。对应的试验方法如下:试验位置应为水平位置,若不可行,应为正常使用位置。插头或车辆连接器插入并从插座或车辆插座拔出的速率为每分钟7.5个行程。 插头或车辆连接器插入拔出速度为(0.8±0.1)m/s。 速度测量方法,记录主插销插入或拔出与接地插销插入或拔出之间的时间间隔相对于距离之比。电气接触应维持不多于4S但不小于2S。周期数见表14规定。一
42、个行程是插头或车辆连接器插入插座的一次插入或一次拔出。一个周期由两个行程,即由一个插入行程和一个拔出行程组成。直流接口用等值的交流电流进行试验。(12)使用寿命欧盟标准EN 62196-1:2011等同采用IEC 62196-1:2011,第23章规定了供电插头和供电插座、车辆插头和车辆插座插拔寿命试验的要求,具体要求如下。配件应能承受过度的磨损或者其他有害影响以及在正常使用中机械、电气和热应力带来的影响。配件的测试应符合表2-12-1的要求。表2-12-1在测试过程中,不应发生持续飞弧。 测试后,样品应显示无磨损,不影响附件或其联锁的进一步使用; 无分开的部分;无恶化的外壳或障碍;不损坏的入
43、口孔插头接触,不影响正常的工作; 没有松动的电气或机械连接; 无渗漏的密封化合物;交配信号和试验点保持联系之间的连续性。(13)温度和温升欧盟标准EN 62196-1:2011等同采用IEC 62196-1:2011,该标准16.5章规定了充电连接装置按照规定试验方法进行试验时应满足的要求,与GB/T 20234.1-2011要求一致。该标准第24章规定了连接器应符合的温升要求。该标准规定配件在温度上升而又不过度的情况下正常使用。是否合格,通过测试一个新的补充附件而完成。测试电流的交变电流的值要符合表2-13-1的要求。表2-13-1铜导线温升试验 测试电流和标称横截面积除非使用制造商指定的专
44、用电缆,重装配件的横截面积需符合表1-13的规定。测试用连接到终端的电缆至少长2米。对具有三个或以上磁极的电路配件,并且多相电路,测试过程中的测试电流应相联系。如果有一个中立的接触,需要进行单独的测试,测试电流流过中性触点和最近的触点。 试验应持续进行,直到达到热稳定。端子的温升不得超过50K。(14)车辆碾压欧盟标准EN 61851-1:2011,等同采用IEC 61851-1:2010,规定供电插头和车辆插头应能足够承受车辆碾压的损伤。进行车辆碾压试验后,不应出现裂纹、破损、变形或下列现象:a)易于被条款10.1中图2标准试验指触碰到带电部分,例如,裸露的接线端子、内部接线。b) 外壳的完
45、整性受到破坏,以至于设备的内部零件没有足够的机械或环境保护,或导致设备极化。c)设备的操作、功能或安装受到干扰。d)设备不能满足软线电缆的应力要求。e)非绝缘带电部分与接地金属的爬电距离和电气间隙不满足条款28.1中最小距离要求 f) 其他可能会增加着火或电击可能性的损坏迹象。g)不能满足21.3重复绝缘试验的要求。对应的测试方法将带有制造商推荐的最小尺寸的电缆的供电插头和车辆插头随意地放在水泥地上。用P225/75R15或同等负载的传统汽车轮胎以(5000±250)N的压力,以(8±2)km/h的速度压过充电插头或车辆插头(轮胎充气气压(2.2±0.1)bar)
46、。当车轮从试件压过之前,每一个试件均应随意地以正常方式放在地上。测试中的试件应无明显移动。被施加压力的试件不应放置在突出物上。额外的试验,负载的传统汽车轮胎以(11000±500)N的压力,轮胎充气气压为额定压力。与我国的测试方法相同。美国1. 传导充电用连接装置(1)充电模式美国标准SAE J1772电动汽车传导充电连接器中定义了三种充电模式,分别为交流1级充电:将电动汽车连接到现有单相交流电网时,使用最常用的供电插座(NEMA 5-15R和NEMA 5-20R),并且使用车载充电机。供电设备NEMA 5-15R的插头可使用NEMA 5-20R的插座,但是NEMA 5-20R的插头
47、不可使用NEMA 5-15R的插座。交流2级充电:将电动汽车连接到单相交流电网时,使用了专用的交流充电设备和车载充电机,可在住宅或公共场所进行充电。直流充电:对电动汽车充电时,使用了专用的直流充电设备和非车载充电机,可在住宅或公共场所进行充电。(2)连接方式没有标准对电动车辆与供电设备之间的连接方式进行定义。(3)额定值美国标准SAE J1772电动汽车传导充电连接器规定了交流充电接口的额定值,但暂美国标准SAE J1772电动汽车传导充电连接器规定插头插入和拔出插座的力应小于60N。这一力度在成年人的正常体能范围内。此项规定小于我国对插拔力的要求。对应的试验方法在UL 2251 条款40.1
48、规定,供电插头插入和拔出供电插座、车辆插入插入和拔出车辆插座的力,不应太大以阻止插头方便地插入和拔出,也不应太小以防止正常使用时插头从插座脱落。插头插入和拔出插座的力应符合表40.1中最小插拔力的要求。对应的试验方法通过测试供电插头插入和拔出3次供电插座或车辆插头插入和拔出3次车辆插座所需的力,检测是否符合规定。插拔口的纵轴垂直于朝下的接触面。(5)橡胶和热塑性材料的耐老化UL 2251 规定了电动汽车插头、插座、耦合器标准的加速老化试验,并对橡胶化合物和聚氯乙烯化合物分别进行试验。橡胶化合物试验方法将3个模制橡胶插头或插座放置在温度100±1.0(212.0±1.8),全
49、通风循环的烤箱中,持续70小时,他们都不得出现劣化且硬度变化不应超过10级。模制橡胶设备尽可能完整。可使用合适的仪器,比如Rex硬度计、肖氏硬度计,测定橡胶的硬度,测量5次结果取平均值。将被测设备共烤箱取出后可放置室温下4小时以上。再次测量其硬度,测量5次结果取平均值。设备的初始平均硬度值与在烤箱加热后的硬度平均值有所不同。设备使用的每种颜色的橡胶和每种基本橡胶化合物都需进行24.1.1和24.1.2的试验。 PVC化合物(聚氯乙烯化合物)试验方法将3个模制增塑聚氯乙烯为外壳或共聚物制品的设备放置在温度100.0±1.0(212.0±1.8),全通风循环的烤箱中,持续96小
50、时,他们都不得出现裂痕、褪色或其他可以看见的劣化。测试方法中对测试温度和持续时间的要求与我国稍有不同。(6)锁止装置美国标准SAE J1772规定耦合器应具有闭锁机制,以防止因疏忽或意外脱落。当连接器从车辆插座拔出时,闭锁机制应能使连接器断开接近检测导体。无对应的试验方法。与我国不同的是没有对拔出力的要求。(7)防触电保护美国标准SAE J1772规定耦合器的设计应能避免或减少潜在的危险情况,比如火灾、电击或乘员伤害。美国标准UL 2251规定带电部分的可触及性的要求及其试验方法。为了减少非故意接触,比如无绝缘带电部分的触电危险的可能性,图13.1所示的探针应不能触及带电部分。图13.1所示的
51、探针应能深入槽允许的任何深度,并且在使用过程中对被试验设备的任何必要位置可以旋转、改变配置、改变角度。图13.1所示的探针是用于判断槽的可触及性的测量仪器,而不是用于判断材料强度的工具。对探针施加13.3N(3磅)的力判断槽的可触及性。设备应根据制造商的说明,进行连接和组装后,不用工具就能打开的部分被打开后,其中危险带电部分不应该能触及到。插头触点插合前,通过确定插头插入插座来测试插头插座组件。 配套设备在完全插合或在插合或拔出过程中,不应暴露带电触点。是否合格,通过使用图13.1所示的探针在任何可能的位置进行试验检查。 与我国在防触电方面的要求不同,试验方法也不同。(8)接地措施美国标准UL
52、 2251规定了,根据电流的不同,接地导体应满足下表中最小的横截面积。 表3-8-1用于现场连接接地导体的连接端子也应满足表15.1最小横截面积的要求,且应使用机械夹紧装置,不能通过焊接导线连接。(9)端子美国标准UL 2251 电动汽车插头、插座和耦合器规定了端子的相关要求。电器附件应装配有进行连接的端子或导线,且符合规定的导线尺寸。用于单级或多级导体的压力导线和固定螺钉端子应符合UL 486E的规定。装有螺纹孔、焊片或压力导线的接线板的截面积不应小于1.27mm(0.050inch)。接线螺钉应配有不少于2个的金属制全螺纹。插座的接线端子,在安装的过程中不应受到接线盒或隔室的压力。螺纹端子
53、在尾部应装有检查孔以确保导体的整体插入。装有螺纹端子的设备应依照制造商推荐规范安装并且只能与绞合导线一起使用。用于电气连接的钢丝接线螺钉不应小于规定数值。螺钉接线端子在衔接到金属时不应少于两个全螺纹。带有一个从0.76mm(0.030英寸)原料加工成形的端子板的接线螺钉每英寸(每25.4mm)有32或更多的螺纹,在螺纹孔受金属挤压以提供两个全螺纹。意在适应No.8AWG或更大导线的端子应遵守UL 486E用于连接铝和/或铜导体的设备接线端子的相关规定。设备的现场接线端子的拧紧力矩应符合制造厂商的规定并且按60.11.11中所描述的标记出来。指定的拧紧力矩不应小于UL486中静态加热试验中规定值
54、的90%,最大导线尺寸与设备的电流比率相一致。端子部分能够携带电流并且连接直流电路导体,不同于接地导体,不能带有锌或镉的涂层。(10)防护等级美国标准SAE J1772规定,车辆插座在插合和不插合时,在户外使用应提供有效的密封系统满足UL50 type 3S:电气设备外壳标准对防腐蚀、防灰尘、防雨、放喷水、防淋水、外部结冰的防护等级的要求。具体的要求详见UL 2251。车辆插座还应提供液体的流出口。经过分析得出,IEC 60529 不是一个产品标准, 也不包括对外壳的技术要求, 而仅提供外壳的“防护等级”。例如,IEC 60529 没有规定腐蚀保护和其他操作环境要求和测试, 而NEMA 250
55、 对此作了规定。1 用来现场接线的设备应标注指定的拧紧力矩的值。该值需被明显标注:a)在设备上;b)最小单元的容器上;或c)最小单元容器的信息表上。美国标准未对连接器的分段能力进行规定。(12)使用寿命美国标准SAE J1772规定耦合器应至少经历10000次的机械操作。(13)温度和温升美国标准UL 2251 电动汽车插头、插座和耦合器规定了连接器的触摸温度,不应大于下表所规定的值。在该标准的第49章中,规定了相关温升的试验要求。试验应在环境温度10-40(50-104)进行。当测试设备携带最大电流时,每个测量点的温升不得超过50(122)。连接导线的额定温升为105°C(221&
56、#176;F)。若接线端子和触点是可安装热电偶,则温度测量在该设备上进行。若没有接线端子或触点难以接近,温升测试应尽可能接近公插头插入的配对设备的表面。温度测试在过流试验之后,持续到达到稳定的温度。按事先经过的时间10%作为间隔,连续3次成功读数,在测试期间读数没有增加大于2°C(4°F)。因其他原因产生的热量要尽可能最小化。每条连接到设备的做测试的导线或软线长度至少为150毫米(6英寸)。对于小于200A耦合器的额定负载量需持续施加。连接器额定200A或更大的负载被施加20分钟后进行空载时间10分钟。这个周期(20分钟的负载,空载10分钟)需要重复运行,直到温度稳定。连接
57、器连接到入口,采用相同的AWG大小的电导体。在标准SAE J1772电动汽车传导充电连接器中也规定了充电连接器试验所需符合的温度范围和温升要求。条款8.5.2规定了耦合器在安装到EV/PHEV时,设计应能承受的环境温度范围在(3050),运输或储存时零部件需承受的温度为(4080)。(14)车辆碾压美国标准UL 2251规定, 供电插头和车辆插头,按照39.1的方法进行车辆碾压试验后,不应出现裂纹、破损、变形甚至下列现象:a)易于被条款13.2中图13.1触碰到带电部分,例如,裸露的接线端子、内部接线。 b) 外壳的完整性受到破坏,以至于设备的内部零件没有足够的机械保护,或导致设备极化。c)设备的操作、功能或安装受到干扰。d)设备不能满
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