电动汽车顶部接触式充电设备技术规范

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中华人民共和国能源行业标准

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电动汽车顶部接触式充电设备技术规范

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20XX-XX-XX发布20XX-XX-XX实施

国家能源局发布

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目次

前百3

1范围.................................4

2规范性引用文件......................4

3术语和定义...........................5

4符号、代号和缩略语.....错误!未定义书签。

5设备基本参数........................5

6基本构成............................6

7分类...................错误!未定义书签。

8接口要求.............................6

9功能要求................................................8

10技术要求.........................11

11标志、包装、运输及贮存.............18

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■iX,-A—

刖百

为规范电动汽车顶部接触式充电设备的设计和制造，制定本标准。

本标准由中国电力企业联合会提出。

本标准由能源行业电动汽车充电设施标准化技术委员会归口。

本标准主要起草单位：。

本标准参加起草单位：。

本标准主要起草人：。

本标准的建议和意见向…反映。

3

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电动汽车顶部接触式充电设备技术规范

1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。

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/T

2423.17—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/T

19596—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.electric

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vehiclechargingstationwithanautoconnectchargingdevice（电动汽车传导充电系统一带有自

动充电连接装置的电动汽车直流充电站）

3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。

3.1

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。

3.2

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1tl动耦合器主动端和充电H动耦合器被动端。

3.3

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。

3.4

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。

3.5

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。

3.6

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。

4设备基本参数

4.1输出参数

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电动汽车顶部接触式充电设备直流输出电压优选值：200V-750V,5G0V-950V,750V-1500V.

直流输出电流优选值：300A,50CA,800A,1000A,1500A1,

4.2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：

a）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：

b）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。

4.3自动耦合器基本参数

自动耦合器的基本参数优选值：

a）升弓时间：0S-10S；

b）降弓时间：0S-10S；

c）防护盖打开时间：OS〜10S；

d）防护盖关闭时间：OS-1OS.

5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。

能量传输

采集、控制、通信

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I电动汽车顶部接触式充电设备原理框图

6接口要求

6.1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。

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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/1500V直流电源正，连接直流电源正与电池正极

2——(DC-)300A/500A/800A/1000A/1500A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WW60mm,电极长度尺寸公差±2mm,安装尺寸

公差±2mm。

图2充电弓俯视图

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图3充电弓对接端俯视图

6.2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）。

6.3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）。

7功能要求

7.1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。

7.2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。

7.3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（KI、K2）的外侧电压，当此电压超过±10V时应停止绝缘检

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测流程并发出告警信息.

7.4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。

7.5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。

7.6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。

7.7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。

7.8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。

7.9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。

7.10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。

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7.11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。

7.12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12t值不应超过

XXXA2SO

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

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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,

7.13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用或车辆不可移动时才能充电,

以避免意外带电切换。

8技术要求

8.1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

极限温升

内部测试点

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30nlm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

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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

8.2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

压力值

电极板

N

DC+80〜300N

DC-80~300N

PE80-300N

CP80〜300N

8.3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。

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DC-

图4极板对接偏差示意图

表4极板对接偏差规定

X|X|2250mm

Y|Y|2250mm

0|盼5°

a*5°

8.4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。

8.5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.

8.6降弓时间

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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。

8.7环境条件

8.7.1正常使用条件

8.7.1.1工作环境温度

-20℃〜+50C。

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W2000m；

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。

8.8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

输入电流额定值L输入电压额定值

交流供电充电机输入方式

AV

1IW32单相/三相220/380

21)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±1Hzo

8.9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）；

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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'C流水中

用柔软的刷子清洗7min,干燥lh,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/T47g7.5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。

8.10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干0.1Q;

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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。

8.11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10MQ。

表6绝缘试验的试验等级

额定绝缘电压Ui绝缘电阻测试仪器的电压等级介电强度试验电压冲击耐压试验电压

VVVkV

W602501000(1400)1

60<W3005002000(2800)±2.5

300<W70010002400(3360)±6

700«9502X+1000

1000±6

1500V?(2.8X+1400)

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

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liiiin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。

8.12待机功耗

在额定输入电压下，充电机的待机功耗不应大于NXXXWo注：N表示充电接口数量。

8.13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。

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8.14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。

8.15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

噪声最大值

噪声等级

dB

I级455

II级55〜80

in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颔外的降低噪声的设备以满足使用要求。

8.16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，充电机应能正常自动。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巾.、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l)b规定的方法执行，试验的高温温度为(40±2)℃,循环次数为