《电动汽车电能供应与保障体系车载直流充电机》征求意见稿.docx

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《电动汽车电能供应与保障体系车载直流充电机》征求意见稿

ICS

DB11

北京市标准化指导性技术文件

DB11/ZXXXX—2010

电动汽车电能供给与保障技术规范车载充电机能用要求

Technicalspecificationsofelectricitysupplyandassuranceforelectricvehicle：

Generalspecificationsforon-boardcharger

征求意见稿

2010-XX-XX发布

北京市质量技术监督局发布

目  次

前言II

1　范围1

2　规范性引用文件1

3　术语和定义1

4　基本构成3

5　参数3

6　要求3

7　试验方法7

8　标志与标识12

前  言

本指导性技术文件按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。

本指导性技术文件由北京市质量技术监督局提出

本指导性技术文件由北京市发展改革委员会组织实施。

本指导性技术文件建议和意见，向北京市质量技术监督局反映。

本标准主要起草单位：

本标准主要起草人：

电动汽车电能供给与保障技术规范车载充电机通用要求

1　范围

本标准规定了电动汽车车载充电机的基本构成、参数、要求、试验方法及标志与标识。

本标准适用于电动汽车车载充电机的设计、制造与检验。

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/T191-2008包装储运图示标志

GB/T2423.1-2008电工电子产品基本环境试验规程试验A低温试验方法

GB/T2423.2-2008电工电子产品基本环境试验规程试验B高温试验方法

GB/T2423.3-2006电工电子产品基本环境试验规程试验Ca恒定湿热试验方法

GB/T2423.5-1995电工电子产品基本环境试验规程第2部分：

试验方法试验Ea和导则：

冲击

GB/T2423.6-1995电工电子产品环境试验第2部分:

试验方法试验Eb和导则:

碰撞

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/T2423.17-2008电工电子产品基本环境试验规程第2部分：

试验方法试验Ka：

盐雾试验方法

GB/T2423.21电工电子产品基本环境试验规程第2部分：

试验方法试验M：

低气压

GB4208-2008外壳防护等级（IP代码）

GB/T17619-1998机动车电子电器组件的电磁辐射抗扰性限值和测量方法

GB/Z17625.1-2003电磁兼容限值谐波电流发射限值（设备每相输入电流≤16A）

GB/Z17625.6-2003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谐波电GB19826-2005电力工程直流电源设备通用技术条件及安全要求

GB/T18384.1电动汽车安全要求第1部分:

车载储能装置

GB/T18384.2电动汽车安全要求第2部分:

功能安全和故障防护

GB/T18384.3电动汽车安全要求第3部分:

人员触电防护

GB/T18387-2008电动车辆的电磁场发射强度的限值和测量方法，宽带，9kHz～30kHz

GB/T18488.1-2006电动汽车用电机及其控制器第1部分:

技术条件

GB18655-2002用于保护车载接收机的无线电骚扰特性的限值和测量方法流的限制

QC/T238汽车零部件的储存和保管

QC/T413-2002汽车电气设备基本技术条件

QC/T841-2010电动汽车传导式充电接口

SJ3212-1989电子产品运输包装总技术条件

YD/T731-2008通信用高频开关整流器

3　术语和定义

3.1　

充电charge

从外部电源供给车载储能系统（如动力蓄电池等）直流电，将电能储存起来的过程。

3.2　

车载充电机on-boardcharger

固定安装在电动汽车上，将公共交流电网标称电压值的电能变换为直流电压值的电能的装置，给车载储能系统（如动力蓄电池等）充电。

3.3　

充电效率chargingefficiency

车载充电机的直流输出功率与其交流输入有功功率的比值。

3.4　

恒流充电constantcurrentcharging

充电电流在充电电压范围内，维持在恒定值的充电方式。

3.5　

恒压充电constantvoltagecharging

充电电压在充电电流范围内，维持在恒定值的充电方式。

3.6　

恒流限压充电constant-currentlimitvoltagecharging

先以恒流方式进行充电，当车载储能系统端电压上升到限压值时，车载充电机自动转换为恒压充电，直到充电完毕。

3.7　

标称输入电压inputnominalvoltage

在规定的环境条件、负载状态和温升限度下，车载充电机输入电压的标称值。

3.8　

最高输出电压outputratedvoltage

在规定的环境条件、负载状态和温升限度下，车载充电机能输出的最高工作电压。

3.9　

最大输出电流outputratedcurrent

在规定的环境条件、负载状态和温升限度下，车载充电机能输出的最大工作电流。

3.10　

输出电压误差outputvoltageerror

实际输出电压的有效值与设定值的偏差。

3.11　

输出电流误差outputcurrenterror

实际输出电流值与设定值的偏差。

4　基本构成

车载充电机可由功率单元、控制单元、充电接口、输出接口等部分组成。

5　参数

5.1　输出电压

车载充电机输出电压根据适用车载储能系统（如动力蓄电池、超级电容等）电压等级的范围分为4级，车载充电机对应的输出电压范围见表1。

表1　车载充电机适用车载储能系统电压等级和输出电压范围

适用车载储能系统电压等级（V）

车载充电机输出电压范围（V）

48～60

40～80

96～144

80～190

288～336

240～420

384

300～500

5.2　额定功率

车载充电机输出额定功率应在铭牌中标示额定功率值的100%～103%内。

6　要求

6.1　环境条件

温度

存储温度

车载充电机的存储环境温度满足QC/T413-2002中3.1.3的要求。

工作温度

车载充电机的工作环境温度满足QC/T413-2002中3.1.3的要求。

湿度

车载充电机应能在相对湿度为5%～95%下正常工作。

大气压力

应能在气压为70kPa～106kPa下正常工作。

6.2　电源要求

输入额定电压、输入额定电流

表2　供电设备规格

电源

输入额定电压（V）

输入额定电流（A）

额定频率

单相

220

10

50Hz

单相

220

16

单相

220

32

三相

380

32

三相

380

63

输入电压波动范围

车载充电机能在输入电压为额定电压的±15%波动范围内正常工作。

输入电压不对称度

车载充电机在交流输入电压不对称不超过5%的范围内正常工作。

频率

车载充电机能在输入电流频率为45Hz～60Hz范围内正常工作。

6.3　功能要求

充电功能

车载充电机应具有为车载储能系统安全、自动地充电的能力，充电过程对车载储能系统及人员不造成伤害。

保护功能

过压防护

当车载充电机输出电压大于等于过压保护值时报警并关闭输出。

欠压报警

当车载充电机输出电压小于等于欠压保护值时报警并关闭输出。

短路保护

当车载充电机输出短路时，应自动进入输出限流保护或关闭输出，并报警。

过温保护

当温度超过过温保护值时，车载充电机应自动进入过温保护状态，当温度恢复正常后，应能恢复工作。

反接保护

当车载充电机直流输出端与车载储能系统的正负极反接时，通电后应报警并关闭输出。

低压供电功能

车载充电机需要提供12V电压输出，输出电压为13.5V±0.5V，最大功率不小于150W。

6.4　电气性能要求

启动冲击电流

车载充电机的启动冲击电流不大于满功率工作时最大稳态输入电流峰值的150%。

输出电压误差

车载充电机输出电压与设定电压的相对误差应不大于±0.5%。

输出电流误差

车载充电机输出电流与设定电流的相对误差应不大于±3%。

稳压精度

对于恒压输出特性的车载充电机在额定输出电压下的相对误差不大于±0.5%。

稳流精度

对于恒流输出特性的车载充电机在额定输出电流下的相对误差不大于±2%。

纹波系数

车载充电机的纹波系数不应大于±0.2%

限压特性和限流特性

充电机的限压特性和限流特性符合GB/T19826-2005中5.2.1.5的要求。

功率因数和效率

在规定的环境条件、额定输入电压和连续工作情况下，当车载充电机的输出功率达到满载功率的50%～100%时，单相输入的功率因数应不小于99%，三相输入的功率因数应不小于92%，充电效率应不小于90%。

6.5　电气安全要求

绝缘性能

车载充电机中带电电路与地（外壳）之间的绝缘电阻，在环境温度为23℃±2℃和相对湿度为80%-90%时无结霜，不小于50MΩ。

耐电压性能

车载充电机中带电电路与地（外壳）之间的介电强度，应满足表3中的要求。

表3　各带电电路之间耐电压性能

部件

耐电压要求

输入端对输出端

2000V（DC）（或额定电压+1500V）的试验电压1min，漏电流小于3.5mA

输入端对壳体

输入端对控制端

输出端对壳体

输出端对控制端

电气间隙和爬电距离

电气间隙和爬电距离应满足GB18488.1-2006中表3的要求。

6.6　电磁兼容

车载充电机在运行过程中产生的传导干扰和辐射干扰不应超过GB18387中要求的限值。

抗扰

车载充电机在运行过程中抗干扰应满足GB/T17619-1998中4的要求。

谐波电流限值

输入单相电流≤16A时，车载充电机产生的谐波电流含量应小于GB17625.1中的限值。

输入单相电流＞16A时，车载充电机产生的谐波电流含量应小于GB/Z17625.6中的限值。

6.7　接口与通讯协议

通讯接口

具有与交流充电桩和电池管理系统等进行信息交互的CAN通信功能，波特率为125Kbps、250Kbps或500Kbps，通信协议应由制造商与用户协商，并符合相关国家标准。

充电接口

充电接口应符合QC/T841的要求。

6.8　机械强度

车载充电机的壳体按本指导性技术文件7.9所述的方法试验后，不发生明显的塑性变形。

6.9　振动和冲击

振动

车载充电机的产品耐振性应满足QC/T413-2002中3.12的要求。

冲击

经受GB/T2423.5和GB/T2423.6规定的冲击强度后，性能不能降低，IP等级不受影响，不会因永久或暂时变形而使带电部分和外壳相接触。

6.10　耐环境

腐蚀

产品宜进行工业溶剂试验，对每种溶剂应使用新试件，试验后试件不应出现缺陷。

IP防护等级

车载充电机的防护等级应符合GB4208中IP55的要求。

防潮湿，防霉变，防盐雾

产品内印刷线路板、接插件等电路应有防潮湿、防霉变、防盐雾处理，使产品能在室外潮湿、含盐雾的环境下正常运行。

防锈（防氧化）保护

产品铁质外壳和暴露在外的铁质支架,零件应具有双层防锈措施，非铁质的金属外壳，也应具有防氧化保护膜或防氧化处理。

6.11　噪声

车载充电机及其冷却系统的工作噪声不应大于60dBA。

6.12　可靠性

车载充电机的平均故障间隔时间（MTBF）大应于等于10000h（置信度85%）。

6.13　外观质量

车载充电机外表面应平整，无明显的划伤、变形等缺陷；表面涂镀层应均匀。

铭牌、标志安装端正牢固，字迹清晰。

零部件紧固可靠，无锈蚀、毛刺、裂纹等缺陷和损伤。

7　试验方法

7.1　试验条件

环境条件

没有特殊规定，试验应在下面的环境条件下进行：

1——温度：

18℃～28℃；

2——相对湿度：

45%～75%；

3——大气压力：

86.6kPa～106kPa。

测量仪器、仪表

没有特殊规定，测量仪器、仪表应符合YD/T731-2008中附录A中的要求。

测量仪器仪表设备应有合格证书、在有效期内的计量检定证书。

测量仪器仪表设备应具有足够的分辨率、准确度和稳定度，并且比受试充电机相应技术指标至少高一个等级。

车载充电机的基本状态

没有特殊规定，车载充电机的通电是指输入额定电压和频率进行工作，并且电气性能参数在输入额定电压和频率下进行测试。

电气性能参数的测试应在车载充电机通电工作30min后进行。

7.2　环境条件

温度

低温工作

车载充电机的低温试验应按GB/T2423.1-2001中“试验Ae”的规定执行，通电加载额定负载，试验温度选取为最低工作温度±3℃，持续时间不小于12h。

在试验前、条件试验期间和试验结束后，充电机应能正常工作，电气性能应符合本指导性技术文件中6.5的要求。

高温工作

车载充电机的高温工作试验应按GB/T2423.2-2001中“试验Be”的规定执行，通电加载额定负载，试验温度选取为最高工作温度±3℃，持续时间不小于12h。

在试验前、条件试验期间和试验结束后，充电机应能正常工作，电气性能应符合本指导性技术文件中6.5的要求。

湿度

车载充电机的高温工作试验应按GB/T2423.3-2006中“试验Ca”的规定执行，通电加载额定负载，持续时间不小于48h。

在试验前、条件试验期间和试验结束后，充电机应能正常工作，电气性能应符合本指导性技术文件中6.5的要求。

大气压力

车载充电机的气压试验按GB/T2423.21-2008中“试验M”的规定执行，通电加载额定负载，气压试验严酷等级选取为70kPa，持续时间不小于12h。

7.3　电源

输入额定电压、输入额定电流

按YD/T731-2008中图1搭建试验电路，试验步骤如下：

4——输出电压和负载，使输出电压为额定值并输出额定功率。

分别调整输入电压为额定值的85%、100%和115%，测试记录输出电压、输出电流；

5——调整输出电压和负载，使输出电流为额定值并输出额定功率。

分别调整输入电压为额定值的85%、100%和115%，测试记录输出电压、输出电流。

充电机应能正常工作，电气性能应符合本指导性技术文件中6.5的要求。

输入电压波动范围

按YD/T731-2008中图1搭建试验电路，试验步骤如下：

6——调整输出电压和负载，使输出电压为额定值并输出额定功率。

分别调整输入电压为额定值的85%和115%，测试记录输出电压、输出电流；

7——调整输出电压和负载，使输出电流为额定值并输出额定功率。

分别调整输入电压为额定值的85%和115%，测试记录输出电压、输出电流。

充电机应能正常工作，电气性能应符合本指导性技术文件中6.5的要求。

输入电压不对称度

按YD/T731-2008中图1搭建试验电路，调整输入电源电压使不对称度达到5%，然后通电，车载充电机应能正常工作。

频率

按YD/T731-2008中图1搭建试验电路，然后通电，车载充电机应能正常工作。

试验步骤如下：

8——调整输出电压和负载，使输出电压为额定值并输出额定功率。

分别调整输入频率为45Hz和60Hz，测试记录输出电压、输出电流；

9——调整输出电压和负载，使输出电流为额定值并输出额定功率。

分别调整输入频率为45Hz和60Hz，测试记录输出电压、输出电流。

7.4　功能要求

充电功能

按YD/T731-2008中图1搭建试验电路，在额定输入频率及额定输入电压条件下，调整输出电压和负载，使输出电压为额定值并输出额定功率，车载充电机应能正常工作。

保护功能试

过压防护

按YD/T731-2008中图1搭建试验电路，在额定输入电压、额定频率条件下，调节负载使输出电压大于设定过压值，车载充电机应按本指导性技术文件中6.3.2.1动作。

欠压报警

按YD/T731-2008中图1搭建试验电路，在额定输入电压、额定频率条件下，调节负载使输出电压小于设定欠压值，车载充电机应按本指导性技术文件中6.3.2.2动作。

短路保护

按照YD/T731-2008中的图1搭建试验电路，在额定输入电压、额定频率条件下，将输出电路进行短接，通过直流电流测试装置测量输出电流，之后去掉短接电路，车载充电机应按本指导性技术文件6.3.2.3动作。

过温保护

按照YD/T731-2008中的图1搭建试验电路，模拟环境温度超过设定值，车载充电机应按本指导性技术文件6.3.2.4动作。

反接保护

将车载充电机与车载储能装置的正负极反接，然后通电，车载充电机应按本指导性技术文件6.3.2.5动作；按照规定正常连接车载充电机与车载储能装置，车载充电机应能正常工作。

低压供电功能

按YD/T731-2008中图1搭建试验电路，在12V输出模块上搭建可调节阻性负载（可满足电压及电流范围的0～100%负载条件）的电路，调整输入电压为额定值，主直流输出电路中100%负载，12V输出模块中100%负载，车载充电机带电稳定运行30min后，用直流数字电压表测试12V输出模块输出电压，用直流电流测试装置测试12V输出模块输出电流，记录输出电压、输出电流，并根据电压、电流的乘积计算出输出功率。

按照规定正常连接车载充电机与车载储能装置，车载充电机应能正常工作。

7.5　电气性能要求

启动冲击电流

按YD/T731-2008中5.10的规定进行试验。

输出电压误差

按YD/T731-2008中图1搭建试验电路，分别设定车载充电机的输出电压值V0为范围最小电压值，额定电压值、范围最大电压值，通过直流数字电压表测量实际输出值U0’，按公式

（1）计算输出电压误差。

输出电压误差=（U0’-U0）/U0×100%

（1）

输出电流误差

按YD/T731-2008中图1搭建试验电路，设定车载充电机的输出电流值I0为额定值，通过直流电流测试装置测量实际输出值I0’，按公式

（2）计算输出电流误差。

输出电流误差=（I0’-I0）/I0×100%

（2）

稳压精度

按GB19826-2005中6.3.3的规定进行试验。

稳流精度

按GB19826-2005中6.3.2的规定进行试验

纹波系数

调整输入电压为额定值，改变负载电流分别为0～100%额定值，分别测量充电装置的输出电压和输出电压的交流分量峰-峰值。

改变输入电压为额定值的上、下限；改变负载电流分别为0～100%额定值，分别测量充电装置的输出电压和输出电压的交流分量的峰-峰值。

按公式（3）计算稳压精度：

（3）

限压特性和限流特性

车载充电机的限压特性和限流特性按GB19826中6.5的规定进行试验。

功率因数和效率

按YD/T731-2008中5.4的规定执行。

7.6　电气安全

绝缘性能

在车载充电机未工作情况下，在环境温度为23℃±2℃和相对湿度为80%-90%时，用1000V兆欧表（或其它具有相同功能和精度等级的仪器）对车载充电机中带电电路与地（外壳）之间的绝缘电阻进行测量。

耐电压性能

在车载充电机未工作情况下，在环境温度为23℃±2℃和相对湿度为80%-90%时，用量程为2000V（DC）（或额定电压+1500V）的耐电压测试仪对接线端子对地（外壳）和彼此无电连接的电路的漏电流进行测量。

电气间隙和爬电距离

电气间隙

使用千分尺或塞规，测量两相邻导体或一个导体与相邻壳表面的最短距离。

爬电距离

按GB/T18384.1-2001中6.2的规定执行。

7.7　电磁兼容要求

干扰

按GB/T18387-2008中5的规定执行。

抗扰

按GB/T17619中的规定执行。

谐波电流限值

输入单相电流≤16A时，车载充电机产生的谐波电流含量应按GB17625.1-2003中6.2的规定执行。

输入单相电流＞16A时，车载充电机产生的谐波电流含量试验应按GB/Z17625.6-2003中7的规定执行。

7.8　接口与通讯协议

通讯接口

由制造商与用户协商确定。

充电接口

充电接口应按QC/T841-2010中9的规定执行。

7.9　机械强度

在车载充电机壳体各表面任意30cm×30cm的面积上均匀地施加相当于100kg质量重物的力，观测表面的塑性变形情况。

7.10　振动和冲击

振动

车载充电机的振动应按GB/T2423.10-2008中“试验Fc”的规定进行，试验结束后，充电机应能正常工作，符合本指导性技术文件6.9.1.1的要求。

冲击

车载充电机的碰撞应按GB/T2423.10-2008中“试验Fc”的规定进行，试验结束后，充电机应能正常工作，符合本指导性技术文件中6.9.1.2的要求。

7.11　耐环境

腐蚀

溶剂种类、温度及润渍持续时间按表2的规定。

推荐采用表3所列4种溶剂中的3种以上。

车载充电机在不工作状态下经受试验。

分别将50ml试剂用300mm×300mm的棉布沾溶剂润湿后，涂抹充电机外表面。

表4　溶剂种类、温度及润渍持续时间

溶剂种类

试件存放温度/℃

润渍持续时间/h

制动液

65

48

防冻液

65

48

室内清洁剂

65

48

玻璃清洗剂

室温

48

IP防护等级

按GB4208-2008中IP55中的规定执行。

盐雾

盐雾试验按GB/T2423.17中的规定执行。

车载充电机应处于正常安装状态。

推荐试验持续时间为48h。

试验结束后，车载充电机在QC/T413-2002中3.1.2规定的环境条件下放置1h-2h后，其通电能正常工作。

7.12　噪声

工作噪声按GB/T10069.3中的规定执行。

7.13　可靠性

由制造商和用户协商制定可靠性循环工况，进行试验。

7.14　外观质量

目测检查，外观质量应符合本指导性技术文件6.13的要求。

8　标志与标识

车载充电机上应标识输入/输出极性符号标志，接线、接地标志和“高压危险”标志。