T/SPEMF 0059-2025 电动汽车超级充电设备技术规范
资料介绍
ICS 29.200
T/SPEMF
团体 标准
T/SPEMF 0059-2025
电动汽车超级充电设备技术规范
2025-04-25 发布 2025-04-25 实施
深圳市卓越绩效管理促进会发 布
本文件按照 GB/T 1.1—2020《标准化工作导则
第 1 部分:标准化文件的结构和起草规则》的规
定起草。
本文件由深圳市卓越绩效管理促进会(深圳标准认证联盟秘书处)提出并归口。
本文件参与起草单位:深圳市计量质量检测研究院、中国质量认证中心深圳分中心、深圳市深汇通能源科技发展有限公司、特来电新能源股份有限公司、深圳市标准技术研究院、深圳奥特迅电力设备股份有限公司、中石油昆仑网联电能科技(广东)有限公司、华为数字能源技术有限公司、深圳市新能源汽车运营企业协会、深圳市卓越绩效管理促进会、深圳永泰数能科技有限公司、深圳市灰山石能源管理有限公司。
本文件主要起草人:黄超、陈松禄、林俊、韩宗涛、陈锐衡、何雨霞、张蓉、刘祥、黄利雄、刘明夏、黄琰、陶东、周頔、陈昱、王雅斌、刘超、王冰、吴序一、王超群、李志刚、吴锦河、林全喜、罗晶、胡瑾、王莹、张增英、王梦桢、邓超群、黄国柱。
1 范围
本文件规定了电动汽车超级充电设备的术语和定义、基本构成、分类、功能要求、技术要求和试验方法。
本文件适用于超充设备的技术评价和试验方法等活动。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;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/T 2421 环境试验概述和指南
GB/T 2423. 1 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验A: 低温
GB/T 2423.2 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验B:高温
GB/T 2423.4 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/T 2423.17 环境试验第2部分:试验方法试验Ka:盐雾
GB/T 2423.55 环境试验第2部分:试验方法试验Eh:锤击试验
GB/T 4208 外壳防护等级(IP代码)
GB/T 4797.5 环境条件分类自然环境条件降水和风
GB 4824—2019 工业、科学和医疗设备射频骚扰特性限值和测量方法
GB/T 7251. 1 低压成套开关设备和控制设备第1部分:总则
GB/T 16935. 1 低压供电系统内设备的绝缘配合第1部分:原理、要求和试验
GB/T 18487.1—2023 电动汽车传导充电系统第1部分:通用要求
GB/T 18487.2 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 20234.1—2023 电动汽车传导充电用连接装置第1部分:通用要求
GB/T 20234.3 电动汽车传导充电用连接装置第3部分:直流充电接口
GB/T 20234.4 电动汽车传导充电用连接装置第4部分:大功率直流充电接口
GB/T 27930—2023 非车载传导式充电机与电动汽车之间的数字通信协议
GB/T 29317 电动汽车充换电设施术语
GB/T 29318 电动汽车非车载充电机电能计量
GB/T 34657. 1 电动汽车传导充电互操作性测试规范第1部分:供电设备
GB/T 34658 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一致性测试
GB 39752 电动汽车供电设备安全要求
GB 44263 电动汽车传导充电系统安全要求
JJG 1149 电动汽车非车载充电机检定规程(试行)
NB/T 33001—2018 电动汽车非车载传导式充电机技术条件
NB/T 33008.1—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
IEC 61851-23:2023 电动汽车传导充电系统第23部分:直流电动汽车充电站
DB4403/T 433—2024 电动汽车超级充电设备分级评价规范
3 术语和定义
GB/T 29317、GB/T 18487.1—2023、NB/T 33001—2018界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
超级充电设备 super charging equipment
固定连接至交流或直流电源,并将其电能转化为直流电能,采用整车传导充电方式为电动汽车提供电能,且至少具备一个额定功率不小于480 kW的车辆插头的专用装置,简称超充设备。
注:超充设备可具备快充终端
全液冷超充设备 fully liquid cooling super charging equipment
充电功率变换单元、车辆插头及充电电缆采用液冷技术的超级充电设备(3. 1)。
超充主机 super charging power unit
分体式超级充电设备(3. 1)的核心组件,将充电控制模块、功率变换模块、功率分配模块等部件单独放置于一个柜(箱)体内,与充电终端通过电缆连接的专用装置。
超级充电终端 super charging terminal
至少具备一个车辆插头,其单枪额定功率不小于480 kW的充电终端。
注:简称超充终端。
快充终端 fast charging terminal
至少具备一个车辆插头,其单枪额定功率在480kW以下且不小于120 kW的充电终端。
4 总体要求
超充设备应符合GB 39752、GB 44263的要求。
5 基本构成
超充设备的基本构成包括动力电源输入、功率变换单元、输出开关单元、充电电缆和车辆插头,以及控制电源、充电控制单元,也可包括计量、负荷分配单元、人机交互、散热系统、辅助控制系统等其他功能单元。超充设备构成原理框图见图1。
图 1 超充设备构成示意图
6 超充设备分类
6.1 超充设备的超充终端单枪额定功率不小于 480 kW,且最大输出电流≥600A;
6.2 超充设备的应用场景可根据 NB/T 33001—2018 中 5 规定的进行分类。
7 功能要求
7.1 充电控制功能
7.1.1 自动充电控制
超充设备应具备自动充电控制功能,根据电动汽车BMS提供的充电需求自动调整充电参数,输出功率值应不超过电动汽车BMS提供的允许最大功率限值。
7.1.2 手动充电控制
超充设备可具备手动充电控制功能。超充设备采用手动充电控制时,应具有明确的操作指示信息,仅限于专业人员在特殊情况下对设备进行调试或维护时使用。
7.1.3 启停控制
超充设备应具备启停功能。超充设备收到本地或上级监控系统启停指令后执行相应的启动充电、停止充电操作。
7.1.4 输出功率调控
超充设备应具备输出功率控制功能,按照上级监控系统下发的功率调节指令,调整充电当前最大输出功率。
7.1.5 预约充电控制
超充设备应具备预约充电功能,根据接收的预约指令在指定的时间启动或停止充电。
7.1.6 供电模式
采用 GB/T 20234.4 车辆插头的超充设备可具备供电模式功能,以恒压模式为电动汽车提供电能,其直流供电回路不与电动汽车动力电池直接相连。
7.1.7 多枪充电控制
针对具备多枪充电功能的超充设备:
a)超充设备应具备单通信回路检测功能,禁止超充设备多个车辆插头共用同一个通信回路;
b)超充设备配置两个或多个符合 GB/T 20234.3、 GB/T 20234.4 规定的车辆插头,每个车辆插头应分别配置满足 GB/T 18487.1—2023 中 F.3. 1中的结构要求;
c)直流充电系统的多个充电接口同时对不同电动汽车进行充电时,应保证各直流供电回路之间电气隔离,并具备一定策略的自动功率分配功能。
注:非限制性场合不允许多枪给同一辆车充电。
7.2 通信功能
超充设备应具有与电动汽车BMS或车辆控制器通信的功能,判断超充设备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。
采用 GB/T 20234.3 车辆插头的回路,超充设备与车辆控制器(EVCC)之间的通信协议应符合 GB/T 27930—2023 A 类系统。
采用 GB/T 20234.4 车辆插头的回路,超充设备与车辆控制器(EVCC)之间的通信协议应符合 GB/T 27930—2023 B 类系统。
超充设备的北向通信宜同时具备两种或以上通信方式和接口(FE/GE/4G/5G/WIFI 等),至少具备一种通信方式和接口的通信备份能力。
超充设备与运营管理系统之间的信息传输宜具备防止非授权用户进行访问、防止信息泄露与非法篡改、防止软件包被篡改及漏洞管理等能力。其中安全传输能力和完整性保护能力满足以下要求:
a)支持安全加密协议,实现数据的保密性和完整性保护;
b)支持升级包数字签名完整性校验,不应使用已知为不安全的加密算法。
注:用于支撑可信计算平台信任链建立和传递的可对外提供完整性度量、安全存储、密码计算等服务,集成在硬件系统的功能模块。
7.3 绝缘检测功能
超充设备应具备对直流输出回路进行绝缘检测的功能,并且超充设备的绝缘检测功能应与车辆绝缘监测功能相配合。超充设备在进行绝缘检测前应检测直流输出接触器(C1、C2)的外侧电压,当此电压超过±60V时应停止绝缘检测流程,停止充电并发出告警信息。
采用GB/T 20234.3车辆插头的回路,超充设备的绝缘检测功能应符合GB/T 18487. 1—2023中附录B.5. 1和B.5.2的规定。
采用GB/T 20234.4车辆插头的回路,超充设备绝缘检测功能应符合GB/T 18487. 1—2023中附录C.7.3的规定。
7.4 直流输出回路短路检测功能
超充设备应具备对直流输出回路进行短路检测的功能,超充设备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,并满足下列所有要求:
a) 将车辆插头位置的I2t值限制在500000A2s及以下;
b) 在1s时间内触发紧急停机;
c) 超充设备将锁定故障状态,需完成制造商提供的专门措施后,方可再次启动充电。
7.5 车辆插头锁止功能
直流充电时,车辆接口应具有锁止装置,其功能应符合 GB/T 18487.1—2023 中 10.6.2 节中要求。
能量传输阶段,如果电子锁未预期上锁或未可靠锁止时,超充设备应向车辆周期发送“超充设备中止充电报文”,并控制超充设备停止充电,应在1s内断开C1、C2,S3和S4应在超充设备发完统计报文和收到车辆统计报文之后才可断开。
使用 GB/T 20234.4 车辆插头的锁止功能由电动汽车实现。
7.6 预充电功能
超充设备应具备预充电功能。启动充电阶段,电动汽车闭合车辆侧直流接触器后,超充设备应检测电池电压并判断此电压是否正常,且是否在超充设备正常工作电压范围内。
使用 GB/T 20234.3 接口的超充设备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1~ 10V,再闭合超充设备侧的直流输出接触器。
使用 GB/T 20234.4 接口的超充设备检测到电池电压正常后,按照以下方案之一进行预充电。如果超充设备监测到车辆供电回路电压不正常,设备控制器应断开S1开关,且不允许进入能量传输阶段。
——防反灌二极管方案:超充设备检测到电池电压正常后,将输出电压调整到当前电池侧电压减去1V~ 10VDC,再闭合C1和C2导通直流供电回路。
——旁路预充电路方案:超充设备检测到电池电压正常后,先使能预充电路,控制冲击电流小于20A峰值,完成预充后,再导通直流供电回路。
7.7 人机交互功能
7.7.1 显示功能
超充设备应显示下列信息或状态:
a) 超充设备的运行状态指示:待机、充电、故障;
b) 有手动充电控制功能的超充设备应显示人工输入信息。
超充设备宜通过超充设备本体或连接的终端,如用户 APP、小程序等显示下列信息:
a) 电池当前SOC、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。
7.7.2 输入功能
超充设备宜具有实现手动输入和控制的功能。
7.8 计量功能
超充设备应具有对充电电能量进行计量的功能,计量功能应符合GB/T 29318 的规定。
超充设备应具备计量铅封等安全装置,确保充电桩的计量部分在未经授权的情况下不被篡改或破坏。这种铅封通常由物理和电子两部分组成,共同保障充电桩计量的准确性和安全性。
7.9 急停功能
超充设备宜安装急停装置。当启动急停装置时,一体式超充设备应切断直流输出和动力电源输入。分体式超充设备应切断相应充电终端的直流输出,也可切断超充设备的功率变换部分的电源输入。
7.10 保护功能
7.10.1 超充设备应具备电源输入侧的过电压保护、欠电压保护。
7.10.2 超充设备应具备输出过电压保护、过电流保护。
7.10.3 超充设备应能够提供车辆侧供电回路及电缆的短路保护功能,短路保护设备的 I2 t 值不应超过
500 000A2s。
7.10.4 超充设备应具备过温保护,当内部温度达到保护阈值时,采取降功率或停止输出。
7.10.5 超充设备应具备开门保护功能,当超充设备门打开造成带电部分露出时,一体式超充设备应切断超充设备的功率变换部分的电源输入和直流输出;分体式超充设备应切断功率变换部分的电源输入和输出,充电终端门打开时,应切断相应的直流充电回路输出。
7.10.6 使用 GB/T 20234.3 接口的超充设备,充电过程中当发生下列情况时,超充设备应能在 100 ms内断开直流输出接触器:
a) 超充设备启动急停装置;
b) 超充设备与电动汽车间的保护接地线断开;
c) 超充设备与电动汽车间的连接检测信号线断开。
7.10.7 超充设备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的 10 %。
7.10.8 超充设备输出直流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 20 A 以下。
7.10.9 在启动充电阶段车辆侧接触器闭合后,超充设备应对车辆电池电压进行检测,当出现下列情况时,超充设备应停止启动过程,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) 检测电压小于超充设备的最低输出电压或大于超充设备的额定输出电压。
7.10.10 超充设备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,检测到车辆接口处充电电压超过车辆最高允许充电总电压+15V 时,或检测到输出电流大于车辆当前需求电流的 110 %(当前需求电流值大于等于 30 A 时)或大于车辆当前需求电流+3 A(当前需求电流值小于 30 A 时),超充设备应在 1s 内断开直流输出,并发出告警信息。
7.10.11 超充设备应具备防逆流功能(如输出加二极管等),防止蓄电池电流倒灌。
7.10.12 超充设备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,超充设备不应启动充电,并发出告警信息。
7.10.13 超充设备在充电过程中,当检测到与电动汽车电池管理系统(battery management system, BMS)或车辆控制器发生通信中断时,超充设备应在 5s 内停止充电(断开 C1 和 C2),并发出告警信息。
7.10.14 超充设备应在充电握手阶段判断电池管理系统 BHM 报文或车辆充电参数报文中的最高允许充电总电压值,当检测到该值小于超充设备最低输出电压时,应停止绝缘监测进程,并发出告警信息。
7.10.15 超充设备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,超充设备应停止充电,并发出告警信息。
7.10.16 超充设备的雷电防护应符合 GB/T 18487.1—2023 中 12.6 节的规定。
7.10.17 使用 GB/T 20234.4 接口的超充设备,超充设备紧急停机要求应符合 GB/T 18487.1—2023 中C.7.13.3 规定。检测到紧急情况或检测点 1 电压超过正常充电范围后,设备控制器应执行以下操作:
a) 在20 ms 内将充电电流降至 5 A 及以下并断开开关 S1;
b) 在 100 ms 内断开接触器 C1 和 C2;
c) 在 1 s 内将直流供电回路 DC+与 DC-之间、DC+与 PE 之间、DC-与 PE 之间的电压将至60VDC以下;
d) 发送中止报文。
注:触发时间见 GB/T 18487.1—2023 中表 C. 15 要求。
7.10.18 使用 GB/T 20234.4 接口的超充设备,检测到故障(如输出过压、输出过流、电池过压、单体电池过压、单体电池过温、连接器过温、通信中断、绝缘故障、电压不匹配、电流不匹配等),应在规定时间内触发故障停机:发送中止报文,并将车辆接口处输出电流降至 5A 及以下,确认直流供电回路DC+与 DC-之间、DC+与 PE 之间、DC-与 PE 之间的电压降至 60V 以下。设备控制器应在确认接触器 C1和 C2 断开后断开开关 S1;在确认车辆 C5 和 C6 断开后,将车辆接口处直流供电回路 DC+与 DC-之间的电压泄放至 60VDC 以下,并将泄放电路从强电回路中分离。
超充设备故障停机要求应符合GB/T 18487.1—2023 中C.7.13.2规定。
7.10.19 采用冷却系统的充电连接装置,当冷却系统失效时,超充设备应能自动限制充电电流不应超过非冷却工况下的最大工作电流,并触发失效告警。
7.10.20 在能量传输阶段由于故障出现负载突降(如甩负载)的情况时,瞬时输出电压值不应超过(充电电压需求值的 110%)和(充电电压需求值+50VDC)二者较大值,且不应出现危险情况。
注:负载突降时可能出现的持续长达 10ms 的瞬态电压,忽略不计。
7.11 电网冲击缓冲能力
7.11.1 智能调度系统
超充设备宜具备智能调度系统平衡充电负荷与电网供电,优化充电策略等,以降低对电网的压力。
7.11.2 储能设备配合
超充设备宜配备储能电池,以在非高峰时段储存电能,并在高峰时段提供快速充电服务,从而减轻电网压力。
8 技术要求
8.1 环境条件
8.1.1 环境温度:-20 ℃~50 ℃(室外使用),-5 ℃~50 ℃(室内使用)。
8.1.2 相对湿度:5 %~95 %。
8.1.3 污染等级:3(室外使用),2(室内使用),3(室内暴露于污染的工业环境)
8.1.4 海拔:≤2000 m。海拔超过 2000 m 设备的电气间隙和爬电距离等应符合 GB/T 16935. 1 的要求。
8.1.5 周围环境: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。
8.1.6 超充设备在特殊环境下使用时,运营商和厂家应协商一致。
注:特殊使用条件包括GB/T 18487. 1—2023中15.2的相关规定。
8.2 电源要求
8.2.1 电源电压和电流
超充设备输入电压和电流要求应符合表1的规定,其中交流输入电压允许波动范围为额定值的
±15%,直流输入电压允许波动范围为额定值的(-20%~+5%)。
表 1 输入电压和电流要求
8.2.2 电源频率
交流输入电源频率为50Hz±1Hz。
8.3 环境适应要求
8.3.1 防护等级
鼓励采用全液冷超充设备、独立风道充电模块或其他高可靠技术来提高设备的可靠性和使用寿命,超充设备的外壳防护等级不应低于IP54。
8.3.2 三防(防潮湿、防霉变、防盐雾)保护
超充设备内的印刷线路板、接插件等部件应进行防潮湿、防霉变、防盐雾处理。其中防盐雾性能(试验时长)不应低于48h。
8.3.3 防锈(防氧化)保护
超充设备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。
8.3.4 防风保护
室外型超充设备应能承受GB/T 4797.5规定的不同地区最大风速的侵袭。
8.3.5 防盗保护
室外型超充设备应具有防盗措施。
8.4 内部温升要求
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且无元器件损坏。
在正常试验条件下,输入为额定值,超充设备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 超充设备内部温升
8.5 安全要求
8.5.1 允许温度
超充设备的表面温度应符合GB/T 18487.1—2023 中12.5.3节的规定。
8.5.2 电击防护
超充设备的电击防护应符合 GB/T 18487.1—2023 中 4.7 节的规定。
8.5.3 爬电距离
超充设备的爬电距离应符合GB/T 18487.1—2023 中11.4节的规定。
8.5.4 接地要求
超充设备的接地应符合下列要求:
a) 超充设备金属壳体应设置接地端子(螺栓),其直径不应小于6 mm,并应有接地标志;
b) 超充设备金属材质的门板、盖板、覆板和类似部件,应采用铜制保护导体将这些部件和超充设备的结构主体框架连接,且保护导体的截面积不应小于2.5 mm2;
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. 1 Ω;
d) 超充设备内的工作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。
8.6 电气绝缘性能
8.6.1 绝缘电阻
在超充设备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)之间施加500V DC直流电压1min,绝缘电阻应不小于10 MΩ。
8.6.2 介电强度
超充设备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1 min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,泄漏电流值不应大于10mA,试验部位不应出现绝缘击穿和闪络现象。
表 3 介电强度试验
8.6.3 冲击耐压
超充设备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。
表 4 冲击耐压试验电压
8.7 输出要求
8.7.1 输出电压和电流
输出电压和电流符合下列要求:
a) 输出电压范围优选值:200 V~500 V,200 V~750 V,200 V~ 1000 V*,500 V~ 1250 V。
b) 额定输出电流优选值:10 A,20 A,30 A,50 A,80 A,100 A,125 A,160 A,200 A,250 A, 315 A,400 A,500 A,630 A,800 A。
8.7.2 恒功率输出
超充设备可具备恒功率输出功能,恒功率值的大小和恒功率输出电压范围由运营商和厂家协商一致。
8.7.3 低压辅助电源
符合GB/T 20234.3 的公共型超充设备应能为电动汽车提供低压辅助电源。低压辅助电源应具备输出过压、过流、短路保护功能。
a) 辅助电源电压:12V±1.2 V;
b) 辅助电源额定电流:不大于10 A。
8.7.4 稳流精度
当输入电源电压在额定值±15 %范围内变化、输出直流电压在8.7. 1 a)规定的相应调节范围内变化时,输出直流电流在额定值的20 %~最大输出电流值范围内任一数值上,超充设备输出电流稳流精度不应超过±1 %。
注:对于不具备恒功率输出特性的超充设备,其最大输出电流值等于额定输出电流值,下同。
8.7.5 稳压精度
当输入电源电压在额定值±15 %范围内变化、输出直流电流在0~最大输出电流值范围内变化时,输出直流电压在8.7. 1 a)规定的相应调节范围内任一数值上,超充设备输出电压稳压精度不应超过±0.5 %。
8.7.6 电压纹波因数
当输入电源电压在标称值±15 %范围内变化、输出直流电流在0~最大输出电流值范围内变化时,输出直流电压在8.7. 1 a)规定的相应调节范围内任一数值上,超充设备输出电压纹波峰值因数不应大于1 %。
8.7.7 电流纹波
在恒流状态下,当输入电源电压为额定值,输出直流电压在8.7. 1 a)规定的相应调节范内变化时,输出直流电流设定为最大输出电流值,超充设备输出电流纹波峰峰值不应大于表5的规定。
表 5 超充设备输出电流纹波峰值要求
8.7.8 输出电流设定误差
在恒流状态下,输出直流电流设定在额定值的20 %~最大输出电流值范围内,在设定的输出直流电流大于等于30 A时,输出电流误差不应超过±1 %;在设定的输出直流电流小于30 A时,输出电流误差不应超过±0.3 A。
8.7.9 输出电压设定误差
在恒压状态下,输出直流电压设定在8.7. 1 a)规定的相应调节范围内,超充设备输出电压误差不应超过±0.5 %。
8.7.10 限压、限流特性
限压、限流符合下列要求:
a) 超充设备在恒流状态下运行时,当输出直流电压超过限压整定值时,应能自动限制其输出电压的增加,转换为恒压充电运行;
b) 超充设备在恒压状态下运行时,当输出直流电流超过限流整定值时,应能立即进入限流状态,
自动限制其输出电流的增加。
8.7.11 超充设备输出响应要求
8.7.11.1 输出电流响应时间
在充电状态下,超充设备应能快速响应电池管理系统的电流下降请求,响应时间不应低于表6的要求。
表 6 输出电流控制要求
8.7.11.2 输出电流停止速率
在充电状态下,当超充设备达到正常充电结束条件或收到电池管理系统中止充电报文,应能快速停止充电,输出电流的停止速率不应小于100 A/s。
8.7.12 启动输出过冲
超充设备应具备软启动功能,稳压工作开机启动过程中,输出电压过冲不应大于当前整定值的5%;稳流工作开机启动过程中,在设定的输出直流电流大于等于30 A时,输出电流过冲不应大于当前整定值的5% ;在设定的输出直流电流小于30 A时,输出电流过冲不应大于1.5 A。
当超充设备从暂停状态恢复充电状态时,应同样满足上述要求。
8.8 电容耦合
超充设备直流输出正、负极与地之间的电容耦合由Y电容器和寄生电容产生,用于实现电磁兼容。为防止人员触电危险,对于额定输出电压不大于 500V 的超充设备,其每个充电接口直流输出正、负极与地之间的总电容均不应大于 0.4uF;对于额定输出电压大于 500V 的超充设备,应满足下述条件之一:
a) 超充设备与电动汽车动力蓄电池连接在一起的直流正、负极与地之间的总电容在其最大工作电压时所存储的能量均不应大于 0.2J;
b) 超充设备直流输出回路采用双重绝缘或加强绝缘措施。
8.9 待机功耗
额定电压输入下,超充设备的待机功耗不应大于15+20×N1+12×N2+0.003%Pn W。
注1:N1为超充设备所带液冷充电车辆插头数量,N2为超充设备所带自然冷充电车辆插头数量。
注2:Pn为超充主机直流额定输出功率,单位为W。
8.10 输出电压、电流测量误差
超充设备输出电压测量误差不超过±5 V,输出电流测量误差不超过±(1.5%×实际输出电流+1) A,测量值更新时间不大于1 s。
8.11 超充设备效率、输入功率因数
在额定输入电压下,超充设备的效率要求如下:
??-20%≤负载率≤50%,超充设备的效率不应低于93%;
??-50%<负载率≤100%,超充设备的效率不应低于95%。
8.12 充电模式和连接方式
超充设备应采用 GB/T 18487.1—2023 中规定的充电模式4对电动汽车进行充电。车辆插头应符合GB/T 20234.1—2023 和 GB/T 20234.3 或 GB/T 20234.4 的规定。
8.13 控制导引电路
超充设备控制导引电路,使用 GB/T 20234.3 车辆插头时,应符合 GB/T 18487.1—2023 中附录B.2和B.3的规定。
超充设备控制导引电路,使用 GB/T 20234.4 车辆插头时,应符合 GB/T 18487.1—2023 中附录C.2和C.3的规定。
8.14 充电控制时序与流程
超充设备与电动汽车充电控制时序与流程,使用 GB/T 20234.3 车辆插头时,应符合 GB/T 18487. 1
—2023 中附录B.4、B.5、B.6的规定。
超充设备与电动汽车充电控制时序与流程,使用 GB/T 20234.4 车辆插头时,应符合 GB/T 18487. 1
—2023 中附录C.4、C.5、C.6的规定。
8.15 机械强度
按GB/T 2423.55规定的方法进行试验,剧烈冲击能量为20 J(5 kg,在0.4 m)。试验结束后性能不应降低,超充设备的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。
8.16 噪声
鼓励采用全液冷超充设备、空调制冷技术或其他先进冷却技术来提升充电过程中的用户体验。正常试验条件下,交流输入为额定值,超充设备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40 dB(A)的条件下,距离超充设备水平位置1 m处,离地面高度1~1.5m处测量噪声,测得噪声最大值A应符合下列要求:
当环境温度25℃时,A≤55 dB(A);
当环境温度40℃时,A≤65 dB(A)。
8.17 机械开关设备的特性
8.17.1 开关和隔离开关
超充设备内开关和隔离开关应符合 GB/T 18487.1—2023 中11.2. 1节的规定。
8.17.2 接触器
超充设备内接触器应符合 GB/T 18487.1—2023 中11.2.2节的规定。
8.17.3 断路器
超充设备内断路器应符合 GB/T 18487.1—2023 中11.2.3节的规定。
8.17.4 继电器
超充设备内继电器应符合 GB/T 18487.1—2023 中11.2.4节的规定。
8.17.5 机械耐久开关次数
超充设备的功率路由高压直流开关应采用长寿命器件,机械耐久开关次数不应低于20万次。
8.18 超充设备电缆管理及贮存要求
超充设备电缆管理及贮存方式应符合 GB/T 18487.1—2023 中11.6节的规定。
8.19 高低温和湿热性能
8.19.1 低温性能
按GB/T 2423. 1中试验Ad规定的方法执行,试验温度为8. 1. 1规定的下限值,待达到试验温度2h后开机,超充设备应能正常启动。试验温度持续工作2h后,测试超充设备的稳流精度应符合7.7.4的规定。试验前、试验期间、试验后,超充设备应能正常工作。
注:正常工作是指超充设备的充电、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。
8.19.2 高温性能
按 GB/T 2423.2中试验Bd规定的方法执行,试验温度为8. 1. 1规定的上限值,待达到试验温度后启动超充设备,超充设备应能正常工作。试验温度持续2h后,测试超充设备的稳流精度应符合8.7.4的规定。试验前、试验期间、试验后,超充设备应能正常工作。
8.19.3 交变湿热性能
按 GB/T 2423.4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1 MΩ , 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,通电后检查超充设备各项功能应正常。
8.20 电磁兼容要求
8.20.1 概述
设备制造商应按照 GB/T 18487.2 的规定,说明超充设备的安装使用场所。当设备制造商未规定超充设备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。
8.20.2 超充设备试验配置
超充设备的试验配置应符合 GB/T 18487.2的规定。
8.20.3 超充设备试验负载条件
超充设备的试验负载条件应符合 GB/T 18487.2的规定。
8.20.4 测试过程中的操作条件
超充设备测试过程中的操作条件应符合 GB/T 18487.2的规定。
8.20.5 抗扰度要求
超充设备抗扰度试验要求、性能判据应符合 GB/T 18487.2的规定。
8.20.6 发射要求
8.20.6.1 输入电压波动和闪烁
超充设备产生的电压波动和闪烁发射要求应符合 GB/T 18487.2的规定。
8.20.6.2 输入谐波电流要求
交流供电超充设备产生的谐波电流要求应符合 GB/T 18487.2的规定。
8.20.6.3 射频骚扰的限值和试验条件
超充设备射频骚扰的限值和试验条件, 应符合 GB/T 18487.2的规定。
9 试验方法
9.1 试验条件
9.1.1 试验系统
超充设备试验系统主要包括三相可调电源、车辆插座、车辆电池管理系统模拟软件、车辆控制模拟电路、交流电压和电流测量仪器、直流电压和电流测量仪器以及电池模拟装置等,可配置上级监控系统或运营管理系统、主控机等,如图2所示。该试验系统适用于9.3(9.3.9除外)、9.4、9.8.2、9. 12、9. 14、 9.15、9.16、9.17、9.18、9.23、9.24、9.25、9.26试验项目,其他测试项目的试验系统和测试用仪器详见具体章节要求。除另有规定,所有输出测试点均在车辆接口位置测试。
图 2 超充设备试验系统拓扑图
9.1.2 试验环境条件
在本文件中,除环境试验条件外,其他试验均在测量和试验用标准大气条件下进行。在每一项目的试验期间内,试验环境条件应相对稳定,即:
a) 环境温度:+15℃~+35℃;
b) 相对湿度:45%~75%;
c) 大气压力:86kPa~106kPa。
9.1.3 试验电源条件
试验时供电电源条件为:
a) 频率:50Hz±0.5Hz;
b) 交流电源电压:220V/380V, 允许偏差±5%;
c) 交流电源波形:正弦波,波形畸变因数不大于5%;
d) 交流电源系统的不平衡度:不大于5%;
e) 交流电源系统的直流分量:偏移量不大于峰值的2%。
9.1.4 试验仪器要求
除另有规定外,试验中所使用的仪器仪表应满足下列要求:
a) 所用测量仪器、仪表应通过计量检定或校准,证书在有效期内;
b) 测量仪器、仪表的测量范围应覆盖被测量的测量范围;
c) 测试仪器、仪表或系统的测量不确定度应优于被测量的允许误差的1/3;
d) 测量值应在选用仪器、仪表量程的1/5以上。
9.1.5 电流传感器
测量电流可选用电流表直接测量法或经电流传感器的二次测量法,传感器可选用分流器或霍尔传感器等,传感器应满足如下要求:
a) 使用电流传感器时,应保证环境条件满足使用要求,必要时需要做隔离防护措施;
b) 应选用量程适宜的电流传感器。
9.1.6 试验负载
推荐使用电阻负载,或者具备模拟电池电压和负载功能的电池模拟装置,参考附录A。
9.2 一般检查
9.2.1 外观检查
目测检查超充设备(含充电连接装置)的外壳应平整,无明显凹凸痕、划伤、变形等缺陷;表面涂镀层应均匀,无脱落;零部件(包括连接装置内触头)应紧固可靠,无锈蚀、毛刺、裂纹等缺陷和损伤。
9.2.2 标志检查
目测检查超充设备铭牌位置和内容的正确性与完整性,铭牌内容应符合NB/T 33001—2018 的规定。目测检查超充设备接线、接地及安全标志的正确性与完整性。通过观察并用一块浸透蒸馏水的脱脂棉在约15s内擦拭15个来回,随后用一块浸透汽油的脱脂棉在约15s内擦拭15个来回,试验期间应用约 2N/cm²的压力将脱脂棉压在标志上。试验后,标志仍应易于辨认。
9.2.3 基本构成检查
打开超充设备门,目测检查超充设备的基本构成应包括动力电源输入、功率变换单元、输出开关单元、 充电电缆和车辆插头、控制电源、充电控制单元、人机交互单元,宜包括有计量等功能单元。
9.2.4 机械开关设备检查
9.2.4.1 开关和隔离开关
检查超充设备的开关和隔离开关应符合 GB/T 18487.1—2023 中11.2. 1的规定或具备对应的证明材料。
9.2.4.2 接触器
检查超充设备的交流/直流接触器应符合GB/T 18487.1—2023 中11.2.2的规定或具备对应的证明材料。
9.2.4.3 断路器
检查超充设备的断路器应符合GB/T 18487.1—2023 中11.2.3 的规定或具备对应的证明材料。
9.2.4.4 继电器
检查超充设备的功率继电器应符合GB/T 18487.1—2023 中11.2.4的规定或具备对应的证明材料。
9.2.5 防雷措施检查
检查超充设备应采取避雷防护措施,且符合GB/T 18487.1—2023 中12.6的规定。
9.2.6 防盗措施检查
检查室外型超充设备,应具有防盗措施,如防盗锁和防盗螺钉等,且产品安装说明书中应有相关要求。
9.3 功能试验
9.3.1 充电控制功能试验
按照以下步骤进行充电控制功能试验:
a) 将超充设备连接试验系统,检查超充设备应能根据车辆电池管理系统模拟软件提供的数据动态调整充电输出,并根据设定的参数执行相应动作,控制充电过程且自动完成充电。
b) 具备手动充电控制功能的超充设备在进行调试或维护时,且没有连接上级监控系统或运营管理系统以及车辆的情况下,检查超充设备应按照制造商声明的方式手动设定充电参数,并实施充电启停操作,完成充电过程。
9.3.2 通信功能试验
对于具备与厂家指定的上级监控系统或运营管理系统通信功能的超充设备,连接试验系统,在充电过程中,检查超充设备应能按照约定的协议要求进行通信。
9.3.3 绝缘检测功能试验
将超充设备连接试验系统,按照以下步骤进行试验:
a) 在绝缘检测前,模拟 K1 和 K2 外侧电压绝对值大于10V, 检查超充设备应停止绝缘检测过
程,并发出告警提示;
b) 检查超充设备端应设置绝缘检测电路,且在车辆接口连接后到车辆充电回路接触器K5 和 K6闭合前,超充设备应能闭合直流输出回路接触器K1 和 K2 对其内部(含充电电缆)进行绝缘检测,绝缘检测电压应符合 GB/T 18487.1—2023 中 B.4.3 的规定;
c) 按照GB/T 34657. 1规定的方法进行模拟绝缘故障和绝缘异常,按照图3所示,超充设备绝缘检测误差不应超过±5%,选择绝缘电阻测试点,测试电压为超充设备额定输出电压值,测试结果应符合GB/T 18487.1—2023 中 B.5. 1 和 B.5.2 的规定。
图 3 绝缘电阻测试点范围
9.3.4 直流输出回路短路检测功能试验
将超充设备连接试验系统,模拟直流输出回路出现短路故障,启动充电,检查超充设备应停止绝缘检测过程,并发出告警提示。
9.3.5 车辆插头锁止功能试验
将超充设备连接试验系统,启动充电,按照以下步骤进行试验:
a) 通过检查检测点1电压值,并施加符合 GB/T 20234. 1—2023中6.3.4.4规定的拔出外力,检查机械锁止装置的有效性。
b) 通过检查电子锁反馈信号变化和机械锁是否能操作,检查电子锁止装置对机械锁止装置的联锁效果。当电子锁未可靠锁止时,检查超充设备不应允许充电。在整个充电过程中(包括绝缘检测过程),超充设备电子锁应可靠锁止,不允许带电解锁且不应由人手直接操作解锁。
c) 模拟故障不能继续充电、充电完成时,在解除电子锁时车辆接口电压应降至 60VDC 以下。
d) 电子锁装置应具备应急解锁功能。
9.3.6 预充电功能试验
将超充设备连接试验系统,在充电配置阶段,K5 和 K6 闭合前,模拟正常的车辆端电池电压(K1
和 K2 外侧电压与通信报文电池电压误差范围≤±5%且在超充设备正常输出电压范围内), 闭合 K5 和K6,检查超充设备应在检测到正常的车辆端电池电压后,将 K1 和 K2 内侧输出电压调整到当前电池电压减去1V~ 10V, 再闭合 K1 和 K2。
9.3.7 显示功能试验
将超充设备连接试验系统,模拟待机状态、充电状态、故障或告警状态等,检查超充设备的显示信息或状态应符合NB/T 33001—2018 的规定,且显示字符清晰、完整,没有缺损。
具备手动充电控制功能的超充设备应能显示人工输入信息。
9.3.8 输入功能试验
对于具备手动输入和控制功能的超充设备,连接试验系统,设置超充设备充电参数,检查超充设备应能正确进入充电过程并执行设置操作;在充电过程中,模拟进行启停操作,检查超充设备应能正确启动或停止充电。
9.3.9 计量功能试验
对于安装有电能表的超充设备,超充设备电能计量功能应符合GB/T 29318 的规定。
9.3.10 急停功能试验
按照以下步骤进行试验:
a) 检查超充设备应安装急停装置,且具备防止误操作的防护措施;
b) 对于一体式超充设备,将超充设备连接试验系统,在充电过程中,模拟启动急停装置,检查超充设备应能同时切断超充设备的动力电源输入和直流输出;
c) 对于分体式超充设备,将超充设备连接试验系统,在充电过程中,模拟启动急停装置,检查超充设备应能切断相应充电终端的直流输出,也可同时切断超充设备的动力电源输入。
9.4 安全要求试验
9.4.1 输入过压保护试验
将超充设备连接试验系统,并设置在额定负载状态下运行。调整输入电源电压超过输入过压保护动作值时,检查超充设备输入过压保护应启动,立即切断直流输出,并发出告警提示。输入过压保护动作值不应低于115%额定输入电压。
9.4.2 输入欠压保护试验
将超充设备连接试验系统,并设置在额定负载状态下运行。调整输入电源电压低于输入欠压保护动作值时,检查超充设备输入欠压保护应启动,并发出告警提示。输入欠压保护动作值不应高于85%额定输入电压。
9.4.3 输出过压保护试验
将超充设备连接试验系统,在充电过程中,人为模拟超充设备输出过压故障,检查超充设备应立即切断直流输出,并发出告警提示。
9.4.4 输出短路保护试验
将超充设备连接试验系统,并设置在额定负载状态下运行,短接超充设备的直流输出端,检查超充设备应自动进入恒流输出状态或切断直流输出,并发出告警提示。短路容量保护值不应超过 NB/T 33001 —2018 的规定。
9.4.5 过温保护试验
将超充设备连接试验系统,并设置在额定负载状态下运行,采用如过滤网堵塞、冷却风扇失效或其他故障方式,模拟超充设备内部温度超过过温保护值,检查超充设备应降低输出功率或切断直流输出,并发出告警提示。
9.4.6 开门保护试验
将具有维护门且门打开时可造成带电部位露出的超充设备连接试验系统,按照以下步骤进行试验:
a) 在充电前,打开超充设备门,检查超充设备,应无法启动充电;
b) 一体式超充设备在充电过程中,模拟门打开,超充设备应同时切断动力电源输入和直流输出;
c) 分体式超充设备在充电过程中,模拟门打开,超充设备应切断相应部分的电源输入或输出。
9.4.7 启动急停装置试验
将超充设备连接试验系统,并设置在额定负载状态下运行,启动急停装置,超充设备应在100ms 内断开 K1和 K2,且电子锁解锁时车辆接口电压不应超过 60VDC。
9.4.8 输入电流过冲试验
将超充设备连接试验系统,设置在额定负载状态下运行,在超充设备进入充电阶段开始输出时,用测量仪器记录超充设备输入峰值电流,检查超充设备峰值电流不应超过额定输入电流峰值的110%。
9.4.9 蓄电池反接试验
将超充设备连接试验系统,在充电参数配置阶段前,模拟将动力蓄电池与超充设备输出正、负极反置,闭合 K5 和 K6 ,超充设备不应允许充电,并发出告警提示。
9.4.10 防逆流功能试验
超充设备主回路电路(图)或者所配置功率变换单元(如充电模块等)应具备防逆流功能,如输出安装二极管等。将超充设备连接试验系统,在充电过程中,模拟外侧电压超出超充设备当前输出电压,直流回路不应能产生反向电流。
9.4.11 接触器粘连试验
将超充设备连接试验系统,采用如短接直流输出端或者触发接触器节点信号,模拟任何一个接触器主触点为动断状态(无法断开)或者动合状态,启动充电,检查超充设备应停止绝缘检测过程,并发出告警提示。
9.5 充电模式和连接方式检查
目测超充设备采用的充电模式应符合 GB/T 18487.1—2023 中 3.1.4 规定的充电模式 4,连接方式应采用 GB/T 18487.1—2023 中 3.1.5.3 规定的连接方式 C。
9.6 充电连接装置及电缆检查
9.6.1 充电连接装置检查
超充设备所配置的充电用连接装置应具备符合 GB/T 20234.1—2023、GB/T 20234.3 规定的证明材料,或者按照GB/T 34657. 1规定的方法对车辆插头的结构尺寸、插头空间尺寸进行复核。
9.6.2 电缆管理及贮存检查
超充设备应随桩配置车辆插头贮存装置,该装置可以与超充设备分离或固定在超充设备上。在未使用车辆插头时,车辆插头应存放在地面上方0.5m~1.5m 处(除地面安装设备);对采用长度超过7.5m 的电缆的超充设备,自由电缆长度不应超过7.5m。未在超充设备本体上设置车辆插头贮存装置,产品说明书应有外置车辆插头贮存装置的安装位置相关说明,应随桩配置车辆插头贮存装置。
9.7 电气隔离检查
检查超充设备的电气原理图,并目测超充设备的动力电源输入和直流输出之间应电气隔离。对一机多充式超充设备,各直流输出口之间应电气隔离。电气隔离防护措施应符合 NB/T 33001—2018 的规定。
9.8 电击防护试验
9.8.1 直接接触防护试验
按照 GB/T 4208 的方法进行直接接触防护试验。通过IPXXC试验试具进行试验,将试具推向超充设备外壳的任何开口,试验用力(3±0.3)N。如试具能进入一部分或全部进入,应在每一个可能的位置上活动,但挡盘不得穿入开口,且不应触及危险带电部件。
9.8.2 动力电源输入失电试验
将超充设备连接试验系统,在充电过程中,模拟交流供电停电,超充设备应能在1s 内将车辆接口电压降至 60VDC 以下;保持充电用连接装置处于完全连接状态,恢复对超充设备的交流供电,超充设备不应继续充电。
9.9 电气间隙和爬电距离试验
用量规或游标卡尺测量超充设备规定部位的最小间隙和爬电距离应符合表7的规定。表7中的爬电距离是对基本绝缘的规定值。
表 7 电气间隙和爬电距离
9.10 绝缘性能试验
9.10.1 绝缘电阻试验
在超充设备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)之间按表8规定施加直流电压,绝缘电阻不小于10MΩ。
9.10.2 介电强度试验
在超充设备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)之间按表8规定施加1min 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)。试验时,超充设备泄漏电流值不应大于10mA,试验部位不应出现绝缘击穿或闪络现象。
对采用绝缘材料外壳的超充设备,按照GB/T 7251. 1的方法进行试验。
9.10.3 冲击耐压试验
在超充设备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)之间按表8规定施加3次正极性和3次负极性标准雷电波的短时冲击电压,每次间隙不小于5s, 脉冲波形1.2/50μs, 电源阻抗500Ω,试验时其他回路和外露的导电部分接地。试验过程中,试验部位不应出现击穿放电,允许出现不导致损坏绝缘的闪络,如果出现闪络,则应复查介电强度,介电强度试验电压为规定值的75%。
表 8 绝缘试验的试验等级
9.11 接地试验
按照以下步骤进行接地试验:
a) 超充设备金属壳体应设置接地螺栓,用量规或游标卡尺测量其直径不应小于6mm,且有接地标志。
b) 超充设备的门、盖板、覆板和类似部件,应采用保护导体将这些部件与超充设备主体框架连接,用量规或游标卡尺测量保护导体的截面积不应小于2.5mm²。
c) 通过电桥、接地电阻试验仪或数字式低电阻试验仪测量,超充设备内任意应该接地的点至总接地之间的电阻不应大于0. 1Ω,测量点不应少于3个;如果测量点涂敷防腐漆,需将防腐漆刮去,露出非绝缘材料后再进行试验,接地端子应有明显的标志。
d) 检查超充设备内部工作地与保护地应相互独立,应分别直接连接到接接地导体(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。
9.12 充电输出试验
9.12.1 试验点的选择
不具备恒功率充电功能和具备恒功率充电功能超充设备的充电输出试验应分别在表9和表10给出的
试验点进行测试(该试验点是指输入电压、输出电压和输出电流点的组合),试验点参考图如图4所示。根据制造商声明或产品说明书规定的充电策略,试验时可增加其他试验点。
对于采用充电模块复用方式的一机多充式超充设备,仅对其中最大输出功率的车辆接口按照表9或表10给出的试验点进行测试。对于未采用充电模块复用方式的一机多充式超充设备,根据制造商声明或产品说明书规定的充电策略,每个车辆接口均应按照表9或表10给出的试验点进行测试。
表 9 不具备恒功率充电功能的超充设备试验点
表 10 具备恒功率充电功能的超充设备试验点
表 10 具备恒功率充电功能的超充设备试验点(续)
a)不具备恒功率充电功能 b) 具备恒功率充电功能(以一段恒功率为例)
说明:
OPn—工作点n,n=1,2, … ; Pmax—额定输出功率;
Umax一允许输出电压上限值; U’max一某一恒功率段上允许输出电压上限值;
Umen一允许输出电压中值; U’men一某一恒功率段上允许输出电压中值;
Umin一允许输出电压下限值; U’min 某一恒功率段上允许输出电压下限值;
In— 额定输出电流; I max— 某一恒功率段上最大输出电流;
Imax一最大输出电流; Imen一允许输出电流中值;
Imin— 最小允许输出电流。
电流扩展区域
图 4 试验点参考图
9.12.2 最大恒功率输出试验
最大恒功率输出试验方法按照NB/T 33008. 1-2018的要求执行,对具备恒功率充电功能的超充设备,根据制造商声明的恒功率充电曲线进行测试。典型恒功率充电原理如图4b)所示。将超充设备连接试验系统,输入电压为额定值,在电流扩展区域内,分别按照表10中规定的试验点设定输出电压,调整负载使输出电流增加至最大值,检查实际输出功率不小于99%的额定功率恒功率。试验过程中检查恒功率区间为一段连续区间,区间内不能存在任何负载点不满足恒功率。
9.12.3 功率控制试验
具备功率控制的超充设备连接试验系统,输入电压为额定值,由上级监控系统或超充设备设置当前最大输出功率分别为25%、50%、75%的额定输出功率或者根据制造商声明的恒功率充电策略进行设置,当前最大恒功率区间应符合9. 12.2的规定,且实际输出功率误差的绝对值不应大于当前恒功率区间输出功率的2%。
9.12.4 低压辅助电源试验
对于具有辅助电源的超充设备,辅助电源电压应为(12±0.6)V, 辅助电源额定电流为10A。
a) 在充电过程中,人为模拟辅助电源输出过压故障,检查辅助电源应停止输出;
b) 在充电过程中,人为模拟辅助电源输出过流故障,检查辅助电源应停止输出;
c) 在充电过程中,人为模拟辅助电源输出短路故障,检查辅助电源应停止输出。
9.12.5 稳流精度试验
将超充设备连接试验系统,并设置在恒流状态下运行,设定输出电流值,调整输入电压分别为85%、 100%、115%额定值时,调整输出电压在上、下限范围内,分别测量超充设备输出电流IZ ,找出上述变化范围内充电电流的极限值IM。在20%额定输出电流~最大输出电流范围内改变输出电流设定值,重复上述测量。稳流精度不应超过±1%。
测得的稳流精度按公式(1)计算。
式中:
δI——稳流精度;
IZ——交流输入电压为额定值且输出电压在上、下限范围内的中间值时,输出电流的测量值;
IM——输出电流的极限值。
注:对于不具备恒功率功能的超充设备,其最大输出电流等于额定输出电流,下同。
9.12.6 稳压精度试验
将超充设备连接试验系统,并设置在恒压状态下运行,设定输出电压值,调整输入电压分别为85%、 100%、115%额定值时,调整负载电流为0A~最大输出电流范围内,分别测量超充设备的输出电压U₂,找出上述变化范围内超充设备输出电压的极限值 UM。在上、下限范围内改变输出电压设定值,重复上述测量。稳压精度不应超过±0.5%。
测得的稳压精度按公式(2)计算。
δu——稳压精度;
UZ——交流输入电压为额定值且负载电流为50%的额定输出电流时,输出电压的测量值;
UM ——输出电压的极限值。
9.12.7 电压纹波因数试验
将超充设备连接试验系统,负载为阻性负载,并设置在恒压状态下运行,设定输出电压值,调整输入电压分别为85%、100%、115%额定值时,调整负载电流为0 A~最大输出电流范围内,分别测量直流输出电压、输出电压的交流分量峰峰值。在上、下限范围内改变输出电压设定值,重复上述测量。电压纹波因数试验用示波器要求:频带宽20MHz,水平扫描速度0.5s/DIV。电压纹波因数不应超过1%。
电压纹波因数按公式(3)计算:
Xrip——电压纹波因数;
Upp——输出电压交流分量峰峰值;
UDC——直流输出电压平均值。
9.12.8 电流纹波试验
将超充设备连接试验系统,负载为电池模拟装置,输入电压为额定值,并设置在恒流状态下运行,设定输出电流分别在额定输出电流和最大输出电流(仅对具备恒功率充电功能的超充设备),分别测量直流输出电流、输出电流的交流分量峰峰值。 电流纹波试验用示波器要求:频带宽度至少20MHz,水平扫描速度至少1MS/s,记录长度至少1M 点,记录宽度至少1. 1s。电流探头要求:额定电流至少达到超充设备最大输出电流,频带宽度至少300kHz, 测量精度±1%。电流纹波应符合 NB/T 33001—2018 的规定。
9.12.9 输出电流设定误差试验
将超充设备连接试验系统,并设置在恒流状态下运行,输入电压为额定值,设定输出电流在20%额定输出电流至最大输出电流范围内,调整输出电压在上、下限范围内的中间值,分别测量超充设备的输出电流IZ。在超充设备设定的输出电流大于等于30A时,输出电流误差不应超过土1%;在超充设备设定的输出电流小于30A时,输出电流误差不应超过±0.3A。
测得的输出电流误差按公式(4)计算。
△I——输出电流误差;
IZ0——设定的输出电流。
9.12.10 输出电压设定误差试验
将超充设备连接试验系统,并设置在恒压状态下运行,输入电压为额定值,设定输出电压在上、下限范围内,调整负载电流为 50% 额定输出电流,分别测量超充设备的输出电压UZ。输出电压误差不应超过±0.5%。
测得的输出电压误差按公式(5) 计算。
△U——输出电压误差;
UZ——交流输入电压为额定值且负载电流为50%的额定输出电流时,输出电压的测量值; UZ0——设定的输出电压。
9.12.11 限压特性试验
将超充设备连接试验系统,并设置在恒流状态下运行,调整负载使输出电压增加,当输出电压超过设定值时,检查超充设备应自动降低输出电流,从而限制输出直流电压的增加;当输出电压回调到设定
值以下时,检查超充设备应恢复恒流状态运行。
9.12.12 限流特性试验
将超充设备连接试验系统,并设置在恒压状态下运行,调整负载使输出电流增加,当输出电流超过设定值时,检查超充设备应自动降低输出电压,从而限制输出直流电流的增加;当输出电流回调到设定值以下时,检查超充设备应恢复恒压状态运行。
9.12.13 输出电流响应时间试验
将超充设备连接试验系统,并设置在恒流状态下运行,按照 GB/T 34657. 1规定的方法进行试验,试验结果应符合对应合格评判的规定。
9.12.14 输出电流停止速率试验
将超充设备连接试验系统,按照 GB/T 34657. 1规定的方法进行试验,试验结果应符合对应合格评判的规定。
9.12.15 启动输出过冲试验
将超充设备连接试验系统,在预充电后进入充电阶段、从暂停状态恢复充电状态时,用测量仪器记录超充设备输出峰值电压和电流,稳压状态进入充电过程中,检查超充设备输出电压的过冲量不应超过电池充电需求报文中电压需求的5%;稳流状态进入充电过程中, 电池充电需求报文中电流需求大于等于 30A 时,检查输出电流过冲不应大于需求值的5%;需求电流小于30A时,检查输出电流过冲不应大于1.5A。
9.12.16 输出电流测量误差试验
将超充设备连接试验系统,并设置在恒流状态下运行,输入电压为额定值,设定充电需求报文中输出电流在20%额定输出电流~最大输出电流范围内,调整输出电压在上、下限范围内的中间值,分别测量超充设备的实际输出电流Im ,并记录超充设备充电状态报文中的电流输出值Icm。输出电流测量误差不应超过±(1.5%Im+1)A。
输出电流测量误差按公式(6)计算。
ΔI = Icm - Im (6)
△I——输出电流测量误差,单位为安培 (A);
Icm——超充设备充电状态报文中输出电流,单位为安培 (A);
Im——超充设备实际输出电流测量值,单位为安培 (A)。
9.12.17 输出电压测量误差试验
将超充设备连接试验系统,并设置在恒压状态下运行,输入电压为额定值,设定充电需求报文中输出电压值在额定输出电压范围内,调整负载电流为50%额定输出电流,分别测量超充设备的实际输出电压Um 并记录超充设备充电状态报文中的输出电压Ucm。输出电压测量误差不应超过±5V。
输出电压测量误差按公式(7)计算。
ΔU = Ucm - Um (7)
△U——输出电压测量误差,单位为伏特 (V);
Ucm——超充设备充电状态报文中输出电压,单位为伏特 (V);
Um——超充设备实际输出电压测量值,单位为伏特 (V)。
9.12.18 测量值更新时间试验
将超充设备连接试验系统,负载为电池模拟装置,测量值更新时间如图5所示,设置在恒流状态下运行,利用车辆电池管理系统模拟软件发送电池充电需求报文电流为I0, 然后改变电流为IN,在整个过程中记录超充设备实际输出电流的变化和超充设备充电状态报文中电流,将超充设备实际输出电流 INZ的时间设为T0,记录超充设备发送的充电状态报文中电流输出INC 的时间为TN,检查超充设备发送的充电状态报文的测量值更新时间 (TN-T0) 不应大于1s。超充设备实际输出电流INZ 的设定误差应符合9. 12.9的规定,超充设备发送的充电状态报文中电流输出值INC 的测量误差应符合9. 12. 16的规定。
图5 测量值更新时间
9.12.19 效率试验
效率试验方法按照NB/T 33008. 1-2018的要求执行,将超充设备连接试验系统,设置在恒压状态下运行,输入额定电压,设定输出电压为上限值,调整负载电流为20%额定输出电流~最大输出电流范
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