2015电动汽车非车载充放电装置技术条件

FORMTEXT电动汽车非车载充放电装置技术条件I目  次TOC\h\z\t"前言、引言标题,1,参考文献、索引标题,1,章标题,1,参考文献,1,附录标识,1"1范围 12规范性引用文件 13术语和定义 14总则 25基本构成 26功能要求 27技术要求 38检验规则 99试验方法 1010标识 16电动汽车非车载充放电装置技术条件范围本标准规定了电动汽车用非车载充放电装置（以下简称充放电装置）的基本构成、功能要求、技术要求、检验规则、试验方法以及充放电装置的标识。本标准适用于采用传导式充放电方式的电动汽车用非车载充放电装置。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/T2421.1-2008电工电子产品环境试验概述和指南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/T2423.4-2008电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Db：交变湿热（12h＋12h循环）GB/T2423.55-2006电工电子产品环境试验第2部分：环境测试试验Eh：锤击试验GB/T3859.1-1993半导体变流器基本要求的规定GB4208-2008外壳防护等级（IP代码）GB/T4797.5-2008电工电子产品自然环境条件降水和风GB9254-2008信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法GB17625.2-2007电磁兼容限值对额定电流不大于16A的设备在低压供电系统中产生的电压波动和闪烁的限制GB/Z17625.3-2000电磁兼容限值对额定电流大于16A的设备在低压供电系统中产生的电压波动和闪烁的限制GB/T17626.2-2006电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验GB/T17626.3-2006电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验GB/T17626.4-2008电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验GB/T17626.5-2008电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验GB/T18487.1-2001电动车辆传导充电系统一般要求GB/T19826-2005电力工程直流电源设备通用技术条件及安全要求GB/TXXXX电动汽车充换电设施术语JB/T5777.4-2000电力系统直流电源设备通用技术条件及安全要求术语和定义GB/T18487.1-2001和GB/TXXXX（电动汽车充换电设施术语）中确立的以及下列术语和定义适用于本标准。

充放电装置bi-directionalcharger实现电动汽车蓄电池系统与电网之间双向电能转换的装置。总则充放电装置应具有为蓄电池系统安全、自动的充电的能力和按照使用要求将蓄电池的电能向电网回馈放电的能力。充放电装置应具有在充电状态和放电状态之间自动转换的能力。在充电和放电的过程中，应确保不危害周围的人身和设备的安全；不影响所接入电网的安全稳定运行，不伤害或少伤害蓄电池本体。基本构成充放电装置的基本构成包括：功率单元、控制单元、计量单元、充放电接口、交流电源接口、通信接口及人机交互界面等。功能要求充电功能充放电装置应根据车辆通信控制器（或蓄电池管理系统）和上层监控系统的控制指令，动态调整充电运行参数，执行相应操作，为动力蓄电池系统充电。充放电装置可手动设定运行参数为蓄电池系统充电。放电功能充放电装置应根据车辆通信控制器（或蓄电池管理系统）和上层监控系统的控制指令，动态调整放电运行参数，执行相应操作，将动力蓄电池系统能量反馈给电网。充放电装置可手动设定运行参数将动力蓄电池系统能量反馈给电网。通信功能与车辆通信控制器（或蓄电池管理系统）的通信功能充放电装置应具有与车辆通信控制器（或蓄电池管理系统）的通信功能，交互车辆充放电参数和指令。与上层监控系统的通信功能充放电装置应具有与上层监控系统的通信功能，交互充放电参数和获取充放电指令。人机交互功能显示功能充放电装置应显示的信息包括：运行状态、充放电电压、充放电电流、充放电时间和故障信息。充放电装置可显示的信息包括：手动设定过程中显示的人工输入信息、电能计量信息和蓄电池系统相关信息。手动输入功能通过操作面板以手动方式设置充放电装置的运行模式、充电参数和放电参数，并具有明确的操作指示信息。故障报警功能充放电装置出现异常和故障时应报警，并具有故障记录、查询和远传功能。故障记录应具有掉电保持功能。计量功能充放电装置应具有电能计量的功能。低压供电功能在电动汽车充放电过程中，充放电装置应能为电动汽车提供低压直流辅助电源，额定电压宜采用12V或24V。技术要求环境条件工作环境温度：-20℃～+50℃。相对湿度：5％～95％。海拔高度：不大于2000m；在特殊环境下，充放电装置的使用应在厂家和用户之间进行协商。使用地点不得有爆炸危险介质，周围不含有腐蚀性和破坏绝缘的有害气体及导电介质。正常使用的电气条件频率变化范围：50Hz±1Hz。交流电源电压波动范围：380V电网为323V~437V，220V电网为187~253V。交流电源电压不对称度不超过5%。交流电源电压波形非正弦含量不超过10%。耐环境要求防护等级充放电装置的外壳防护等级应不低于GB4208-2008中IP30（室内）或IP54（室外）。三防(防潮湿，防霉变，防盐雾)保护充放电装置内印刷线路板、接插件等电路应进行防潮湿、防霉变、防盐雾处理。防锈(防氧化)保护充放电装置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。防风保护户外安装的充放电装置应能承受GB/T4797.5-2008中表NA.2规定的不同地区最大风速的侵袭。防盗保护用于室外运行的充放电装置应具有必要的防盗措施。温升要求充放电装置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1中的规定。充放电装置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母排连接处铜与铜5060铜搪锡——铜搪锡防护要求允许温度（核实）在40℃环境温度下，充放电装置可用手接触部分允许最高温度应是：金属部分，50℃；非金属部分，60℃。可以用手接触但不必紧握的部分，在同样条件下允许的最高温度应为：金属部分，60℃；非金属部分，85℃。电击防护充放电装置的电击防护要求应符合JB/T5777.4-2000中7.7的要求。电气绝缘性能电气间隙和爬电距离电气间隙和爬电距离应符合表2的要求。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mm150＜Ui≤3006.06.3300＜Ui≤5008.010.0500＜Ui≤75012.016.0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应小于12mm，爬电距离不应小于20mm。绝缘电阻用开路电压为表3规定电压的测试仪器测量，充放电装置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。工频耐压充放电装置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3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。冲击耐压充放电装置非电气连接的各带电回路之间、各独立带电电路对地（金属外壳）之间，按其工作电压应能承受表3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。绝缘试验的试验等级额定绝缘电压UI（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）≤602501.0160＜UI≤3005002.05300＜UI≤70010002.512安全要求充放电装置应具备直流侧的限流、限压功能和过流、过压、短路保护。充放电装置应具备绝缘监察及直流系统接地故障报警。在充电和放电过程中，充放电装置应保证蓄电池的充放电电压和电流不超出允许值。在充电和放电过程中，在蓄电池的温度超出允许限值时，充放电装置应停止充放电。充放电装置应具备交流侧的缺相保护.充放电装置应具备交流侧的过流保护。充放电装置应具备交流侧的过/欠压保护。在放电状态下，充放电装置检测到电网电压异常，应能延时自动停止放电。如果在要求的延时内电网电压恢复到正常，则无需响应。电压条件和延时如表4。异常电压的响应电压（电网连接端）响应时间U＜50%UN0.1s50%UN≤U＜85%UN2.0s85%UN≤U≤110%UN继续运行110%UN＜U＜135%UN2.0s135%UN≤U0.05s充放电装置在交流侧应具备过/欠频保护。在放电状态下，充放电装置检测到电网频率低于49.5Hz或高于50.2Hz时，应延时0.2s自动停止放电。如果在要求的延时内频率恢复到正常，则无需响应。充放电装置在交流侧应具备孤岛效应保护。充放电装置必须在电网失压2s内停止向电网线路送电。由于超限状态导致充放电装置停止充放电后，在电网工作电压和频率恢复到正常范围后20s至5min，充放电装置根据电网需要恢复充放电。恢复充放电运行时必须执行软启动。充放电装置应具有软启动功能，软启动时间为(3～8)s，交流侧的启动冲击电流不大于额定电流的110%。充放电装置应具备急停开关，能通过手动或远方指令紧急停止充放电。充放电装置在启动时应需人工确认启动。当充放电装置与蓄电池正确连接后，才能允许启动充电过程；当充放电装置检测到与蓄电池的连接不正常时，必须立即停止充放电。在充放电过程中，充放电装置应具有明显的警示标志和文字提示，防止人员误操作。直流输出要求直流侧电压直流侧电压优选范围：50V～100V，75V～150V，150V～350V，300V～500V，450V～700V。直流侧电流直流侧额定电流优选值：10A、20A、50A、100A、160A、200A、250A、315A、400A、（500A）。稳流精度当交流电源电压在标称值的±15%范围内变化、输出/输入直流电压在7.8.1规定的相应调节范围内变化时，输出/输入直流电流在额定值的20%～100%范围内任一数值上应保持稳定，输出/输入电流稳流精度不应超过±1％。稳压精度当交流电源电压在标称值±15%范围内变化，输出/输入直流电流在额定值的0～100%范围内变化时，输出/输入直流电压在7.8.1规定的相应调节范围内任一数值上应保持稳定，输出/输入电压稳压精度不应超过±0.5％。纹波系数当交流电源电压在标称值±15%范围内变化，输出/输入直流电流在额定值的0～100%范围内变化时，输出/输入直流电压在7.8.1规定的相应调节范围内任一数值上应保持稳定，输出/输入纹波有效值系数不应超过±0.5%，纹波峰值系数不应超过±1%。电流误差在恒流状态下，输出/输入直流电流设定在额定值的20%～100%范围内，在设定的输出/输入直流电流大于等于30A时，输出/输入电流整定误差不应超过±1％；在设定的输出/输入直流电流小于30A时，输出/输入电流整定误差不应超过±0.3A。电压误差在恒压状态下，直流输出/输入电压设定在7.8.1规定的相应范围内，输出/输入电压整定误差不应超过±0.5％。电网接入要求闪变充放电装置运行造成的电压闪变不应超出GB17625.2-2007（小于16A的系统）或GB/Z17625.3-2000（16A及以上的系统）中规定的限值。直流注入分量充放电装置向电网交流接口注入的直流电流不应大于基波电流的1%。谐波和波形畸变充放电装置向电网注入的总谐波电流应小于额定交流输出的5%。各次谐波应限制在表5所列的百分比之内。此范围内偶次谐波限值应小于更低奇次谐波的25%。电流畸变限值谐波次数畸变限值奇次谐波3次至9次小于4.0%11次至15次小于2.0%17次至21次小于1.5%23次至33次小于0.6%偶次谐波2次至8次小于1.0%10次至32次小于0.5%充放电效率和功率因数充放电效率当充放电装置直流输出功率大于额定直流输出功率的50%时，效率应大于等于90%；当充放电装置交流输出功率大于额定交流输出功率的50%时，效率应大于等于85%。功率因数当充放电装置输出功率大于额定输出功率的50%时，功率因数应大于0.90。均流不平衡度多台同型号的高频开关电源模块并机工作时，各模块应能按比例均分负载，当各模块平均输出电流为50%～100%的额定电流值时，其均流不平衡度不应超过±5%。电磁兼容性抗扰度要求静电放电抗扰度充放电装置应能承受GB/T17626.2-2006中第5章规定的试验等级为3级的静电放电抗扰度试验。射频电磁场辐射抗扰度充放电装置应能承受GB/T17626.3-2006中第5章规定的试验等级为3级的射频电磁场辐射抗扰度试验。电快速瞬变脉冲群抗扰度充放电装置应能承受GB/T17626.4-2008中第5章规定的试验等级为3级的电快速瞬变脉冲群抗扰度试验。浪涌（冲击）抗扰度充放电装置应能承受GB/T17626.5-2008中第5章规定的试验等级为3级的浪涌（冲击）抗扰度试验。无线电骚扰限值辐射骚扰限值充放电装置应符合表6规定的辐射骚扰限值。在10m测量距离处的辐射骚扰限值频率范围（MHz）QP限值（10m）dB（μV/m）30--23040230--100047传导骚扰限值电源端子充放电装置电源端子应符合表7规定的传导骚扰电压限值。电源端子传导骚扰限值频率范围（MHz）限值，dB（μV）准峰值平均值0.15～0.5079660.50～307360信号和控制端口充放电装置信号和控制端口应符合表8规定的传导骚扰电压限值和电流限值。信号和控制端口传导共模（不对称）骚扰限值频率范围（MHz）电压限值，dB（μV）电流限值，dB（μV）准峰值平均值准峰值平均值0.15～0.5097～8784～7453～4340～300.50～3087744330机械强度充放电装置应有足够的机械强度，能承受9.13规定的机械冲击测试。试验后性能不应降低，确保IP等级不受影响，门的操作和锁止点不受损坏，不会因变形而使带电部分和外壳相接触。噪声在额定负载和周围环境噪声不大于40dB的条件下，距充放电装置水平位置1m处，测得的噪声最大值应不大于65dB(A)。可靠性指标平均故障间隔时间（MTBF）应大于等于8760h。检验规则出厂试验出厂设备应逐台进行出厂试验，试验合格后方可给予出厂试验合格证。型式试验设备属于下列情况者应进行型式试验：新研制或转厂生产的充放电装置；当设计、工艺、材料、主要元器件改变而影响到充放电装置的性能时；停产二年以上再次生产时；在正常生产情况下，每三年进行一次型式试验。试验项目出厂试验与型式试验项目应符合表9的要求。出厂试验和型式试验项目序号试验项目型式试验出厂试验1环境试验低温试验√—高温试验√—湿热试验√—2防护等级试验防尘试验√—防水试验√—3温升试验√—4电击防护试验√—5绝缘性能试验电气间隙和爬电距离√—绝缘电阻试验√√工频耐压试验√√冲击耐压试验√—6安全性能试验直流侧限、流限压功能试验√√直流侧过压、过流短路保护试验√√绝缘检查及接地保护试验√√交流侧过流保护试验√√交流侧过/欠压保护试验√√交流侧过/欠频保护试验√√软启动试验√√7直流输出/输入试验充电稳流精度试验√√充电稳流精度试验√√稳压精度试验√√纹波试验√√充电电流误差试验√√放电电流误差试验√√电压误差试验√√8接入电网试验闪变试验√—直流注入分量试验√—谐波试验√—9充放电效率和功率因数试验充电效率试验√√放电效率试验√√功率因数试验√√10均流不平衡度试验√—11电磁兼容性试验静电放电抗扰度试验√—射频电磁场辐射抗扰度试验√—电快速瞬变脉冲群抗扰度试验√—浪涌（冲击）抗扰度试验√—辐射骚扰试验√—传导骚扰试验√—12机械强度试验√—13噪声试验√—试验方法试验的基本要求试验环境条件在本标准中，除环境条件试验外，其他试验均在下述正常大气条件下进行。环境温度：15℃～35℃相对湿度：45%～75%大气压力：86～106kPa充放电装置的配置与要求按受试充放电装置技术标准、使用说明规定的输入、输出容量等进行配置。按受试充放电装置技术标准、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。受试充放电装置在通电前应与环境温度平衡。试验用测量仪器仪表试验用仪器仪表设备应有合格证书、在有效期内的计量检定证书。用于测试充放电装置性能指标的试验用仪器仪表设备应具有足够的分辨率、准确度和稳定度，并且比受试充放电装置相应技术指标至少高一个等级。环境条件试验低温试验按照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。试验中，取低温试验温度为7.1.1规定的最低工作环境温度，试验持续时间为2h。在试验前、试验期间和试验结束后，充放电装置应能正常工作，测试稳压精度应符合7.8.4的规定。正常工作是指充放电装置的充电、通信、显示及各项保护功能都应正常，不允许有功能丧失。高温试验按照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。试验中，取高温试验温度为7.1.1规定的最高工作环境温度，试验持续时间为2h。在试验前、试验期间和试验结束后，充放电装置应能正常工作，测试稳压精度应符合7.8.4的规定。湿热试验按照GB/T2423.4-2008的规定进行试验，高温温度：（40±2）℃；循环次数：2。在试验结束前2h进行工频耐压试验和测量绝缘电阻，试验电压应为表2规定值的75%；绝缘电阻不应小于1MΩ。防护等级试验防尘试验按GB4208-2008中13的要求进行防尘试验，试验结果应符合7.3.1的规定。防水试验按GB4208-2008中14的要求进行防水试验，试验结果应符合7.3.1的规定。温升试验充放电装置在额定输入电压、额定负载、稳定状态下连续运行时，关好柜门，使各发热元件的温度逐渐上升至稳定，温度稳定的定义参见GB/T2421.1-2008中4.8的规定。测得各发热元件的温升符合表1的规定，并且发热元件的温度不应影响周围元器件的正常工作且无元器件损坏。电击防护试验按要求用电桥、接地电阻测试仪或数字式低电阻测试仪检查，充放电装置应符合7.5.2的规定。电气绝缘性能试验电气间隙和爬电距离试验用测量工具测量规定部位的电气间隙和爬电距离，试验结果应符合7.6.1表2的要求。绝缘电阻试验使用表3规定的电压等级的兆欧表测定充放电装置各带电回路之间、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7.6.2的规定。工频耐压试验试验前对充放电装置的预处理应按照GB/T3859.1-1993中6.4.1的相关要求进行。充放电装置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3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放电装置各带电回路之间、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。安全试验直流侧限流、限压功能试验充放电装置在恒流充电状态下运行，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；当输出电压减小到限制电压以下时，能自动恢复工作。充放电装置在恒压充电状态下运行，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；当输出电流减小到限制电流以下时，能自动恢复工作。充放电装置在恒流放电状态下运行，当直流侧电压超过限压整定值时，应能自动停止放电。直流侧过压、过流、短路保护试验整定直流侧过压保护动作值，调整输出参数，人为模拟过压故障，充放电装置应按产品标准规定的方式进行保护（自动停止充放电或发出告警提示）。整定直流侧过流保护动作值，调整输出参数，人为模拟过流故障，充放电装置应按产品标准规定的方式进行保护（自动停止充放电或发出告警提示）。充放电装置在额定负载状态下运行，通过适当的短接装置，使电阻性负载短路，充放电装置停止充放电并发出告警提示。断开短接装置，重新启动充放电，充放电装置应能恢复正常工作。绝缘检查及接地保护试验人为模拟直流系统发生接地故障或绝缘水平下降到产品标准中规定的设定值，充放电装置应按产品标准规定的方式进行保护（自动停止充放电或发出告警提示）。交流侧过流保护试验充放电装置分别在充电和放电状态下运行，调整负载，使交流侧电流超过设定的保护定值，充放电装置应在设定的时间内停止充放电，并发出告警提示。故障排除后，充放电装置应能正常工作。交流侧过/欠压保护试验充放电装置在放电状态下运行，交流侧连接模拟电网，设置模拟电网电压为额定值。在充放电装置交流侧输出额定功率时，分别往正、负方向调整模拟电网的输出电压直至充放电装置停止放电，记录下的动作时间以及动作时的电压应符合7.7.7表4的要求。交流侧过/欠频保护试验充放电装置在放电状态下运行，交流侧连接模拟电网，设置模拟电网电压为额定值。在充放电装置交流侧输出额定功率时，分别往正、负方向调整模拟电网的输出频率直至充放电装置停止放电，记录下的动作时间以及动作时的频率应符合7.7.8的要求。软启动试验充放电装置连接电阻性额定负载，并设置充放电装置输出电压为额定值。启动充放电装置充电，检测启动时间和交流侧电流，试验结果应符合7.7.11的规定。直流输出/输入性能试验充电稳流精度试验充放电装置在恒流充电状态下运行，按照GB/T19826-2005中6.3.2的规定进行试验，充放电装置直流侧稳流精度应达到7.8.3的规定。放电稳流精度试验充放电装置在恒流放电状态下运行，按照GB/T19826-2005中6.3.2的规定进行试验，充放电装置直流侧稳流精度应达到7.8.3的规定。稳压精度试验充放电装置在恒压充电状态下运行，按照GB/T19826-2005中6.3.3的规定进行试验，充放电装置直流侧稳压精度应达到7.8.4的规定。纹波试验充放电装置在恒压充电状态下运行，按照GB/T19826-2005中6.3.4的规定进行试验，充放电装置直流侧电压纹波系数应达到7.8.5的规定。充电电流误差试验充放电装置在恒流充电状态下运行，按照GB/T19826-2005中6.4.1的规定进行试验，充放电装置直流侧电流静态误差应达到7.8.6的规定。放电电流误差试验充放电装置在恒流放电状态下运行，按照GB/T19826-2005中6.4.1的规定进行试验，充放电装置直流侧电流静态误差应达到7.8.6的规定。电压误差试验充放电装置在恒流充电状态下运行，按照GB/T19826-2005中6.4.2的规定进行试验，充放电装置直流侧电压静态误差应达到7.8.7的规定。接入电网试验闪变试验闪变试验按GB17625.2-2007（小于16A的系统）或者GB/Z17625.3-2000(16A及以上的系统)中的规定执行，试验结果应符合7.9.1的要求。直流注入分量试验充放电装置分别在充电和放电的状态下，输出额定负载，测量其交流侧电流中的直流分量，试验结果应符合7.9.2的要求。谐波试验充放电装置分别在充电和放电的状态下，输出额定负载，用电能质量分析仪测量出电流谐波总畸变率和各次谐波电流含有率，试验结果应符合7.9.3的要求。充放电效率和功率因数试验充电效率试验充放电装置在充电状态下，按照G