NB电动汽车顶部接触式充电设备技术规范

ICSFORMTEXTFORMTEXT点击此处添加中国标准文献分类号FORMTEXTFORMTEXTNBFORMTEXTNB/TFORMTEXTXXXXX—FORMTEXTXXXXFORMTEXTFORMTEXT电动汽车顶部接触式充电设备技术规范FORMTEXTFORMTEXT点击此处添加与国际标准一致性程度的标识FORMTEXTFORMTEXT20XX-FORMTEXTXX-FORMTEXTXX发布FORMTEXT20XX-FORMTEXTXX-FORMTEXTXX实施FORMTEXT国家能源局发布NB/TXXXXX—XXXX电动汽车顶部接触式充电设备技术规范范围本标准主要规定了电动汽车顶部接触式充电设备的基本构成、分类、技术参数、接口要求、功能要求、技术要求、安全要求、试验要求、标识等。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/T2423.4-2008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/T2423.16—2008电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验J及导则：长霉GB/T2423.17—2008电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Ka：盐雾GB/T2423.10-2008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/T2423.55—2006电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Eh：锤击试验GB/T4208外壳防护等级（IP代码）GB/T4797.5电工电子产品环境条件分类自然环境条件降水和风GB/T13384机电产品包装通用技术条件GB/T18487.1—2015电动车辆传导充电系统第1部分：通用要求GB/T18487.2—2017电动汽车传导充电系统第2部分：非车载传导供电设备电磁兼容要求GB/T19596—2017电动汽车术语GB/T20234.1—2015电动汽车传导充电用连接装置第1部分：通用要求GB/T20234.3—2015电动汽车传导充电用连接装置第3部分：直流充电接口GB/T27930电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议GB/T29317电动汽车充换电设施术语GB/T29318电动汽车非车载充电机电能计量NB/T33008.1-2018电动汽车充电设备检验试验规范第1部分：非车载充电机IEC61140：2016电击防护-安装及设备的通用部分IEC62128-1：2013轨道应用-固定式安装-电气安全，接地及回路-第一部分：针对电击的保护条款。ISO15118-8Ed.1车辆到电网通信接口-第8部分：无线通信物理层和数据链层要求。GB50260-2013电力设施抗震设计规范。NBT33001-2010电动汽车非车载传导式充电机技术条件GB/TXXXXX电动客车顶部接触式充电系统第1部分：通用要求IEC/CD61851-23-1Electricvehicleconductivechargingsystem–Part23-1:D.C.electricvehiclechargingstationwithanautoconnectchargingdevice（电动汽车传导充电系统-带有自动充电连接装置的电动汽车直流充电站）术语和定义GB/T29317、GB/TXXXXX（电动客车顶部接触式充电系统第1部分：通用要求）界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

顶部接触式充电系统topcontactchargingsystem充电自动耦合器位于电动汽车顶部的为电动汽车提供电能的充电系统。注：顶部接触式充电系统由非车载充电机、充电自动耦合器等部分组成。

顶部接触式充电设备topcontactchargingequipment采用顶部接触式充电模式的电动汽车充电设备。注：顶部接触式充电设备包括非车载充电机、充电自动耦合器主动端和充电自动耦合器被动端。

充电弓off-boardpantograph一种充电自动耦合器主动端，安装在专用支架或建筑物上，通过下压方式与安装在车辆顶部的被动端连接实现充电。

受电排counterpartofoff-boardpantograph一种充电自动耦合器被动端，安装在车辆顶部，充电弓通过下压方式与之连接实现充电。注：又称充电弓对接端。

受电弓on-boardpantograph一种充电自动耦合器主动端，安装在车辆顶部，通过上举方式与安装在专用支架或建筑物上的被动端连接实现充电。

充电排counterpartofon-boardpantograph一种充电自动耦合器被动端，安装在专用支架或建筑物上，受电弓通过上举方式与之连接实现充电。注：又称受电弓对接端。设备基本参数输出参数电动汽车顶部接触式充电设备直流输出电压优选值：200V～750V，500V～950V，750V～1500V。直流输出电流优选值：300A，500A，800A，1000A，1500A。连接方式按照GB/TXXXXX（电动客车顶部接触式充电系统第1部分：通用要求），电动汽车顶部接触式充电设备的连接方式采用以下两种：连接方式D：将电动汽车和供电网连接时，使用了充电弓和充电弓对接端组成的自动耦合器；连接方式E：将电动汽车和供电网连接时，使用了受电弓和受电弓对接端组成的自动耦合器。自动耦合器基本参数自动耦合器的基本参数优选值：升弓时间：0S～10S；降弓时间：0S～10S；防护盖打开时间：0S～10S；防护盖关闭时间：0S～10S。基本构成顶部接触式充电系统基本构成包括动力电源输入、功率变换单元、输出开关单元、自动耦合器充电端、自动耦合器受点端，以及控制电源、充电控制单元、自动耦合器充电端控制单元、自动耦合器受电端控制单元、人机交互单元，也可包括计量等功能单元。充电机构成原理框图见图1。注：实线框内为电动汽车顶部接触式充电设备的基本构成单元，虚线框内为可选构成单元。图1电动汽车顶部接触式充电设备原理框图接口要求接口定义电动汽车顶部接触式充电设备充电接口定义见表1。表1电极板技术参数电极编号/标志额定电压和电流功能定义1——（DC+）750V/950V/1500V300A/500A/800A/1000A/1500A直流电源正，连接直流电源正与电池正极2——（DC-）直流电源负，连接直流电源负与电池负极3——（PE）-保护接地，连接供电设备地线和车辆4——（CP）0V~30V2A充电连接确认信号线充电弓及其对接端电极板的布置及尺寸图2和图3。充电弓及其对接端电极板的各电极宽度宜相同且W≤60mm，电极长度尺寸公差±2mm，安装尺寸公差±2mm。图2充电弓俯视图图3充电弓对接端俯视图通信协议参考GB/TXXXXX（电动客车顶部接触式充电系统第1部分：通用要求）。控制导引电路控制导引电路和控制时序参见GB/TXXXXX（电动客车顶部接触式充电系统第1部分：通用要求）。功能要求充电控制功能充电机应具备自动充电控制功能，可具备手动充电控制功能。充电机采用手动充电控制时，应具有明显的操作提示信息，仅限于专业人员在特殊情况下对充电机设备进行调试或维护时使用。通信功能充电机应具有与电动汽车BMS或车辆控制器通信的功能，判断充电机是否与电动汽车动力蓄电池系统正确连接；获得电动汽车BMS或车辆控制器充电参数和充电实时数据。充电机与BMS或车辆控制器之间的通信协议应符合GB/TXXXXX（电动客车顶部接触式充电系统第1部分：通用要求）的规定。充电机宜具有与上级监控系统或运营管理系统通信的功能。绝缘检测功能充电机应具备对直流输出回路进行绝缘检测的功能，并且充电机的绝缘检测功能应与车辆绝缘检测功能相配合。充电机的绝缘检测功能应符合GB/T18487.1—2015中B.4.1和B.4.2的规定。充电机在进行绝缘检测前应检测直流输出接触器（K1、K2）的外侧电压，当此电压超过±10V时应停止绝缘检测流程并发出告警信息。直流输出回路短路检测功能充电机应具备对直流输出回路进行短路检测的功能，充电机的短路检测在绝缘检测阶段进行，当直流输出回路出现短路故障时，应停止充电过程并发出告警信息。充电弓/受电弓压力自保持功能充电机应具备电极板接触压力自保持功能，充电弓装置与受电弓装置连接完成后，当充电弓装置与受电弓装置电极板之间的接触压力值处于设定压力值范围内时，充电机启动。温度检测功能充电机应具备电极板温度检测功能，在充电过程中，充电机应对充电弓连接装置的电极板温度进行检测，当电极板温度超过设定过温保护值时，充电机应降低输出功率或停机进行保护。预充功能充电机应具备预充电功能。启动充电阶段，电动汽车闭合车辆侧直流接触器后，充电机应检测电池电压并判断此电压是否正常。当充电机检测到电池电压正常后，将输出电压调整到当前电池端电压减去1V～10V，再闭合充电机侧的直流输出接触器。人机交互功能7.8.1显示功能充电机应显示下列状态信息：a）充电机的运行状态指示：待机、充电、告警；b）具有手动充电控制功能的充电机应显示人工输入信息。充电机宜显示下列信息：a）电池当前荷电状态、充电电压、充电电流、充电功率；b）已充电时间、已充电电量、已充电金额。7.8.2输入功能充电机宜具有手动输入和控制的功能。计量功能公用型充电机应具有对充电电能量进行计量的功能，计量功能应符合GB/T29318的规定。急停功能充电机应安装急停装置。当启动急停装置时，一体式充电机应同时切断动力电源输入和直流输出；分体式充电机应切断相应充电终端的直流输出，也可同时切断充电机的动力电源输入。紧急升弓/降弓充电机应具备紧急升弓/降弓要求：a）下压式充电弓装置：充电机应具备紧急升弓功能，工作过程中充电机出现突然断电、危及车辆安全或危及充电设备安全等紧急现象时，应能手动或自动实现紧急升弓操作。b）举升式受电弓装置：充电机应具备紧急降弓功能，工作过程中充电机出现突然断电、危及车辆安全或危及充电设备安全等紧急现象时，应能手动或自动实现紧急降弓操作。保护功能7.12.1充电机应具备电源输入侧的过电压保护、欠电压保护。7.12.2充电机应具备输出过电压保护。7.12.3充电机应能够提供车辆侧供电回路及电缆的短路电流保护，短路保护设备的I2t值不应超过XXXA2s。7.12.4充电机应具备过温保护，当内部温度达到保护阈值时，采取降功率或停止输出。7.12.5充电机应具备开门保护，当充电机门打开造成带电部分露出时，一体式充电机应同时切断动力电源输入和直流输出；分体式充电机应切断相应部分的电源输入或输出。7.12.6充电过程中当发生下列情况时，充电机应能在100ms内断开直流输出：a）充电机启动急停装置；b）充电机与电动汽车间的保护接地线断开；c）充电机与电动汽车间的连接检测信号线断开。7.12.7充电机应具备限制输入电流过冲的能力，开机或启动充电时产生的输入电流过冲不应大于额定输入电流峰值的10%。7.12.8充电机直流输出接触器接通时发生的车辆到充电设备或充电设备到车辆的冲击电流（峰值）应控制在20A以下。7.12.9在启动充电阶段车辆侧接触器闭合后，充电机应对车辆电池电压进行检测，当出现下列情况时，充电机应停止启动过程，并发出告警信息：a）蓄电池反接；b）检测电压与通信报文电池电压之差的绝对值大于通信报文电池电压的5%；c）检测电压小于充电机的最低输出电压或大于充电机的额定输出电压。7.12.10充电机应具备对电动汽车动力蓄电池二重保护功能，在充电过程中，当检测到输出电压大于车辆最高允许充电总电压，或检测到输出电流大于车辆当前需求电流，充电机应在1s内断开直流输出，并发出告警信息。注：充电机检测的输出电压或输出电流应考虑稳压精度或稳流精度范围加测量误差。7.12.11充电机应具备防逆流功能（如输出加二极管等），防止蓄电池电流倒灌。7.12.12充电机应在启动充电前进行供电回路直流接触器触点粘连检测，也可以在直流接触器断开后进行触点粘连检测。当检测到任何一个直流接触器的主触点出现粘连情况时，充电机不应启动充电，并发出告警信息。7.12.13充电机在充电过程中，当检测到与电动汽车电池管理系统（batterymanagementsystem，BMS）或车辆控制器发生通信中断时，充电机应停止充电，并发出告警信息。7.12.14充电机应在充电握手阶段判断电池管理系统BHM报文中的最高允许充电总电压值，当检测到该值小于充电机最低输出电压时，应停止绝缘检测进程，并发出告警信息。7.12.15充电机应在充电阶段实时判断电池管理系统BCL报文中的电压需求和电流需求值，当检测到该值大于车辆最高允许充电总电压或最高允许充电电流时，充电机应停止充电，并发出告警信息。7.12.16充电机的雷电防护应符合GB/T18487.1—2015中11.7的规定。锁止确认功能自动耦合器连接时，电动汽车应有互锁机制，确保只有在动力系统关闭或车辆不可移动时才能充电，以避免意外带电切换。技术要求温升要求动力电源输入电流所流经的回路，如接线端子、输入断路器、输入接触器等；功率变换单元及其内部元器件、输入输出端子；直流输出电流所流经的回路，如接线端子、直流熔断器、直流接触器、功率电阻、电流采样分流器、车辆插头等。这些发热元器件及部件的最高温度小于等于元器件及部件最大耐受温度的90%，且不应影响周围元器件的正常工作和无元器件损坏。在正常试验条件下，输入为额定值，充电机在最大输出电流下长期运行，内部各发热元器件及各部位连接端子处的温升不应大于表2的规定。表2充电机内部温升内部测试点极限温升K动力电源输入端子50输入断路器、接触器接线端子50塑料绝缘线25充电模块输入输出连接端子50功率电阻25（距外表30mm处空间）电流采样分流器端子连接处70熔断器端子连接处70直流接触器外壳与极柱50直流输出接线端子50正、负电极板50正、负电极板端子连接处70极板接触压力要求充电弓装置与受电弓装置连接时，各电极板之间的接触压力值应符合表3规定。表3电极板接触压力电极板压力值NDC+80～300NDC-80～300NPE80～300NCP80～300N极板对接偏差适应性要求充电弓装置与受电弓装置连接时，每一对连接的电极板之间的位置偏差示意图如图5所示，应符合表4的规定。图4极板对接偏差示意图表4极板对接偏差规定X|X|≥250mmY|Y|≥250mmθ|θ|≥5°α|α|≥5°运动行程要求充电弓装置运动行程应不小于Xmm；受电弓装置运动行程应不小于Xmm。升弓时间充电弓装置升弓时间应小于10s；受电弓装置升弓时间应小于10s。降弓时间充电弓装置降弓时间应小于10s；受电弓装置降弓时间应小于10s。环境条件8.7.1正常使用条件8.7.1.1工作环境温度－20℃～＋50℃。8.7.1.2相对湿度5%～95%。8.7.1.3海拔充电机正常工作海拔高度≤2000m；海拔高度＞2000m时，参照GB/T3859.2-2013中规定降低电流容量使用；充电机的电气间隙和爬电距离等符合GB/T16935.1-2008的要求。注：对于在高海拔使用的供电设备，有必要考虑介电强度的下降、设备的开关能力和空气的冷却作用。8.7.1.4其他要求使用地点不得有爆炸危险介质，周围介质不含有腐蚀金属和破坏绝缘的有害气体及导电介质。在特殊环境下，充电机的使用在厂家和用户之间进行协商。电源要求8.8.1电压和电流充电机输入电压和电流要求应符合表5的规定，输入电压允许波动范围为额定电压±15%。表5输入电压和电流要求交流供电充电机输入方式输入电流额定值InA输入电压额定值V1In≤32单相/三相220/3802In>32三相380注：直流供电充电机输入要求，正在考虑中8.8.2频率交流输入电源频率为50Hz±1Hz。环境适应要求8.9.1防护等级充电机外壳防护等级不应低于GB/T4208中下列的规定：a）IP54（室外使用）；b）IP32（室内使用）；c）IP54（室内暴露于污染的工业环境）。8.9.2三防（防潮湿、防霉变、防盐雾）保护充电机内印刷线路板、接插件等部件应进行防潮湿、防霉变、防盐雾处理。其中防霉变腐蚀试验参考GB/T2423.16—2008中的试验方法1，长霉程度等级不低于标准中要求的2a；其中防盐雾腐蚀试验参考GB/T2423.17—2008中第6章规定的试验方法，试验时间48h，试验后在15℃～40℃流水中用柔软的刷子清洗7min，干燥1h，产品应无赤/青锈、没有出现涂装掉落现象、涂装无鼓起。8.9.3防锈（防氧化）保护充电机铁质外壳和暴露的铁质支架、零件应采用双层防锈措施，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。8.9.4防风保护户外型充电机应能承受GB/T4797.5规定的不同地区最大风速的侵袭。8.9.5抗震保护充电机设计应符合GB50260-2013中第6章关于抗震的规定。8.9.6防倾倒保护充电机应具备充电弓装置的防倾倒保护，当充电弓装置水平方向或垂直方向倾斜角度超出设定安全角度范围时，充电机应立即停止工作并发出警告信息。8.9.7防盗保护户外型充电机应具有防盗措施。安全要求8.10.1允许温度充电机的表面温度应符合GB/T18487.1—2015中11.6.3的规定。8.10.2电击防护充电机的电击防护应符合GB/T18487.1—2015中第7章的规定。8.10.3电气间隙和爬电距离充电机的电气间隙和爬电距离应符合GB/T18487.1—2015中10.4的规定。8.10.4接地要求充电机的接地应符合下列要求：a）充电机金属壳体应设置接地端子（螺栓），其直径不应小于6mm，并应有接地标志；b）充电机金属材质的门板、盖板、覆板和类似部件，应采用铜质保护导体将这些部件和充电机的结构主体框架连接，且保护导体的截面积不应小于2.5mm2；c）所有作为隔离带电导体的金属外壳、隔板，电气装置的金属外壳以及金属手柄等，均应有效等电位连接，且接地连续性电阻不应大于0.1Ω；d）充电机内的工作接地与保护接地应单独连接到接地导体（铜排）上，不应在一个接地线中串接多个需要接地的电气装置。8.10.5电气隔离要求充电机的动力电源输入和直流输出之间应采取电气隔离防护措施；对于一机多充式充电机，各直流输出接口之间也应采取电气隔离防护措施。电气绝缘性能8.11.1绝缘电阻用开路电压为表6规定的直流电压等级的测试仪器，测量充电机非电气连接的各带电回路之间、各独立带电回路与地（金属外壳）之间绝缘电阻不应小于10MΩ。表6绝缘试验的试验等级额定绝缘电压UiV绝缘电阻测试仪器的电压等级V介电强度试验电压V冲击耐压试验电压kV≤602501000（1400）160<≤3005002000（2800）±2.5300<≤70010002400（3360）±6700<≤9501500V?10002×+1000（2.8×+1400）±6注1：括号内数据为直流介电强度试验值。注2：出厂试验时，介电强度试验允许试验电压高于表中规定值的10%，试验时间1s。8.11.2介电强度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4所规定历时1min的工频交流电压（也可采用直流电压，试验电压为交流电压有效值的1.4倍）。试验过程中，试验部位不应出现绝缘击穿和闪络现象。8.11.3冲击耐压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4所规定的标准雷电波短时冲击电压试验。试验过程中，试验部位不应出现击穿放电。待机功耗在额定输入电压下，充电机的待机功耗不应大于N×XXW。注：N表示充电接口数量。控制时序与流程充电机与电动汽车充电控制时序与流程，应符合GB/TXXXXX电动客车顶部接触式充电系统第1部分：通用要求的规定。机械强度按GB/T2423.55—2006规定的方法进行试验，剧烈冲击能量为20J（5kg，在0.4m）。试验结束后性能不应降低，充电机的IP防护等级不受影响，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。噪声正常试验条件下，交流输入为额定值，充电机在额定输出功率下且内部温度稳定后，在周围环境噪声不大于40dB的条件下，距离充电机水平位置1m处，测得噪声最大值应符合表7的要求。表7噪声级别要求噪声等级噪声最大值dBⅠ级≤55Ⅱ级55～80Ⅲ级＞80根据不同的安装场所，充电机在使用时的噪声应符合相关法律法规的要求。如实测值大于相关法律法规的要求，充电机在安装时应加装额外的降低噪声的设备以满足使用要求。高低温和湿热性能8.16.1低温性能按GB/T2423.1—2008中试验Ad规定的方法执行，试验温度为7.1.1规定的下限值，待达到试验温度2h后开机，充电机应能正常启动。试验温度持续工作2h后，测试充电机的稳流精度应符合7.7.4的规定。试验前、试验期间、试验后，充电机应能正常工作。注：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，下同。8.16.2高温性能按GB/T2423.2—2008中试验Bd规定的方法执行，试验温度为7.1.1规定的上限值，待达到试验温度后启动充电机，充电机应能正常工作。试验温度持续2h后，测试充电机的稳流精度应符合7.7.4的规定。试验前、试验期间、试验后，充电机应能正常工作。8.16.3交变湿热性能按GB/T2423.4—2008中试验Db规定的方法执行，试验的高温温度为（40±2）℃，循环次数为2次，在试验结束前2h进行介电强度试验和测试绝缘电阻，其中绝缘电阻不应小于1MΩ，介电强度按表3规定值的75%施加测试电压。试验结束后，恢复至正常大气条件，通电后检查充电机应能正常工作。电磁兼容要求8.17.1概述设备制造商应按照GB/T18487.2—2017中6.3的规定，说明充电机的安装使用场所。当设备制造商未规定充电机的预期使用的环境时，应实施最严格的发射和抗扰度试验，即采用最低的发射限值和最高的抗扰度试验等级。8.17.2充电机试验配置充电机的试验配置应符合GB/T18487.2—2017中第4章的规定。8.17.2充电机试验负载条件充电机的试验负载条件应符合GB/T18487.2—2017中第5章的规定。8.17.3测试过程中的操作条件充电机测试过程中的操作条件应符合GB/T18487.2—2017中第6章的规定。8.17.4抗扰度要求充电机抗扰度试验要求、性能判据应符合GB/T18487.2—2017中第7章的规定。8.17.5发射要求8.17.5.1输入电压波动和闪烁充电机抗扰度试验要求、性能判据应符合GB/T18487.2—2017中第7章的规定。8.17.5.2输入谐波电流要求交流供电充电机产生的谐波电流要求应符合GB/T18487.2—2017中8.2.2的规定。8.17.5.3射频骚扰的限值和试验条件充电机射频骚扰的限值和试验条件,应符合GB/T18487.2—2017中8.3的规定。标志、包装、运输及贮存标志9.1.1充电机应具有铭牌，并安装在明显位置，铭牌上应标明下列内容：a）生产厂家；b）产