电动汽车柔性充电堆培训资料.docx
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电动汽车柔性充电堆培训资料
电动汽车柔性充电堆
flexibleEVchargingpiles
（初稿）
目次
前 言
本部分起草单位：
本部分主要起草人：
电动汽车柔性充电堆
1 范围
本标准规定了电动汽车柔性充电堆（以下简称“充电堆”）的基本构成、分类、使用条件、功能要求、性能要求、检验规则、试验方法、标志、包装和贮运等的要求。
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/T2423.55-2006 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
GB4208外壳防护等级（IP）
GB/T4797.5-2008电工电子产品自然环境条件降水和风
GB/T4797.6-2013环境条件分类自然环境条件尘、沙、盐雾
GB9254信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法
GB/T13384 机电产品包装通用技术条件
GB/T17478-2004低压直流电源设备的性能特性
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
流的限制
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/T17626.11-2008 电磁兼容 试验和测量技术 电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验
GB/T18487.1-2015 电动车辆传导充电系统 第一部分：
通用要求
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/T27930-2015 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/T29317-2012 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
3 术语和定义
GB/T18487.1-2015和GB/T29317-2012界定的术语和定义适用于本文件。
充电堆本体principalpartofEVflexiblechargingpiles
电动汽车柔性充电堆实现能量变换和功率分配的核心部分，一般由交流输入电源接口（直流输入电源不在本标准考虑范围内）、一定数量的充电模块、功率分配单元、充电站监控系统（可选）、外壳以及实现必要的辅助功能的部件（如照明、排风、环境监控、门禁等）组成。
3.1
充电终端chargingterminate
充电堆与电动汽车进行信息交互和能量传输、计量计费的部分，主要由外壳、人机交互界面、充电控制单元、计量计费单元（可选）等组成。
3.2
集控终端centralizedcontrolterminate
充电堆实现人机交互、计费、数据上传、充电策略转换的部分，该部分功能也可集成在充电终端上。
3.3
电动汽车柔性充电堆EVflexiblechargingpiles
将电动汽车充电站全部或部分充电模块集中在一起，通过功率分配单元按电动汽车实际需要充电功率对充电模块进行动态分配，并可集成站级监控系统，对充电设备、配电设备及辅助设备进行集中控制，可为多辆电动汽车同时充电的系统。
充电堆一般由充电堆本体及充电终端、集控终端组成。
4 基本构成及分类
4.1 基本构成
充电堆的基本构成包括：
充电堆本体、充电终端、集控终端。
充电堆本体包括外壳、充电模块、功率分配单元、充电站监控系统（可选）等部分。
充电堆的基本构成及各功能单元之间的关系可参考图1。
图1充电堆示意图
4.2 分类
按使用环境条件
充电堆按照使用环境条件进行分类：
——室内型充电堆；
——室外型充电堆。
按使用对象
充电堆按照使用对象进行分类：
——公用型充电堆：
对普通公众开放，使用运营商的支付方式进行充电；
——专用型充电堆：
只对特定用户提供充电服务，不对普通公众开放。
5 使用条件
5.1 正常使用的环境条件
温度
设备运行期间周围环境温度不低于–20℃，不高于50℃。
湿度
日平均相对湿度不大于95%，月平均相对湿度不大于90%。
振动、冲击和磁场干扰
设备安装使用地点无强烈振动和冲击，无强电磁干扰。
安装垂直倾斜度
安装垂直倾斜度不超过5%。
5.2 交流输入电气条件
频率
频率变化范围不超过工频的±2%。
交流输入电压波动范围
交流输入电压波动范围为380V±15%。
交流输入电压不对称度
交流输入电压不对称度不超过5%。
交流输入电压畸变率
在输入电压谐波总畸变率不超过10%时，充电堆应能正常工作。
6 功能要求
6.1 充电模式和连接方式要求
充电堆采用GB/T18487.1-2015附录A中规定的充电模式4和连接方式C对电动汽车进行充电。
车辆插头应满足GB/T20234.1-2015和GB/T20234.3-2015的规定。
6.2 计量要求
公用型充电堆宜具备计量功能。
如具备计量功能，每个独立的充电接口均应装配直流电能表，电能表准确度等级不低于1.0级，计量功能应符合GB/T29318的要求；
6.3 通信功能
充电终端应具备与电动汽车蓄电池管理系统通信的功能，且能判断与电动汽车蓄电池管理系统是否正确连接。
充电堆应能获得蓄电池管理系统充电参数和充电实时数据。
充电终端与电动汽车BMS之间的通信协议应符合GB/T27930-2015的要求。
充电堆宜具备与充电运营管理系统通信的功能。
6.4 控制导引和充电控制
充电堆应具备控制导引功能，控制导引电路、充电控制过程及时序应能满足GB/T18487.1-2015附录B的规定。
6.5 功率分配
充电堆应具备功率分配功能。
充电堆的集控终端可根据充电终端接收到的电动汽车充电信息以及充电模块的参数，通过功率分配单元动态分配充电模块到对应的充电终端，并由充电终端根据电池管理系统要求实时调整输出参数。
6.6 限压、限流、限功率特性
限压特性
充电堆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。
限流特性
充电堆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，并自动限制其输出电流的增加。
限功率特性
当变压器实际工作时的功率值超出其额定功率时，充电堆应自动限制各充电终端的输出功率，将变压器的实际功率值限制在额定功率下。
6.7 充电堆输出响应要求
输出电流控制时间
在自动充电状态下，充电堆应能快速响应蓄电池管理系统的电流控制，控制时间不应低于表1的要求。
表1 输出电流控制要求
电流变化值ΔI
A
上升控制时间
s
下降控制时间
s
≤20
2
2
20＜ΔI≤125
5
3
125＜ΔI≤250
10
5
输出电流停止速率
当发生下列情况时，充电堆应能快速停止充电，输出电流的停止速率不应小于100A/s。
a）在手动充电状态下，充电堆达到操作人员设定的充电结束条件；
b）在自动充电状态下，充电堆收到蓄电池管理系统中止充电报文。
6.8 显示功能
充电终端应能显示其工作状态：
待机、充电、故障。
充电堆应显示或借助外部设备（如手机）显示以下信息：
a）充电电压、充电电流、已充电时间、充电电量、计费信息；
b）故障及报警信息。
充电堆可显示或借助外部设备显示以下信息：
a）电池最高/最低温度；
b）设定参数；
c）电池单体最高/最低电压；
d）预计剩余充电时间；
e）荷电状态SOC值。
6.9 低压辅助电源
充电终端应能为电动汽车提供低压辅助电源，辅助电源性能要求：
12V±5%、10A、纹波小于±1%。
6.10 付费交易功能
公用型充电堆宜具备付费交易功能。
6.11 本地数据存储功能
a）交易数据应以记录形式保存在非易失性存储器内。
b）应保证存储数据的正确、连续、完整、有效。
c）应具有不少于10000条的记录空间。
6.12 自检功能
a）上电操作时，充电终端应先进行自检，检查内容应包括时钟、供电情况、绝缘情况、费率配置情况（如有）、存储空间等。
b）应能通过状态指示灯或显示屏等方式显示故障信息，形成故障情况信息记录并上传至上级监控管理系统。
6.13 站级监控系统
充电堆宜具备站级监控系统，可对配电系统、充电系统、环境信息进行实时监测和记录，记录充电过程电压电流曲线，存储充电记录和事件、告警记录等。
站级监控系统应配备独立的不间断电源供电。
站级监控系统宜具备对时功能。
6.14 安全防护功能
充电堆应具备电源输入的过压、欠压保护，并有告警提示。
充电堆应具备输出过压保护，并有告警提示。
充电堆应具备输出过电流和短路保护：
a）输出过电流保护：
充电堆应能在充电终端输出电流等于或大于115%额定电流值时进行保护,并有告警提示；
b）短路保护：
充电堆短路保护特性应能满足GB/T17478-2004中附录C中过电流保护曲线的规定。
充电堆应具备内部过温保护，当内部温度达到保护值时，采取降功率或停止输出。
充电堆应具备对各直流输出回路分别进行绝缘检测的功能，并且充电堆的绝缘检测功能应与车辆绝缘监测功能相配合。
充电堆的绝缘检测功能应符合GB/T18487.1-2015中附录B.4.1和B.4.2的规定。
充电堆在进行某一直流输出回路绝缘检测前应检测该回路车辆插头的电压，当此电压≥10V时应停止绝缘检测流程并发出告警提示。
充电堆应能检测平衡接地和不平衡接地。
充电过程中当发生下列情况时，充电终端应能在200ms内断开直流输出接触器，且输出电压应在1s内下降至60V以下：
a）启动急停开关；
b）与蓄电池管理系统通信故障；
c）控制导引故障。
充电堆应具备蓄电池反接保护功能以及充电堆与智能充电终端之间的动力电缆接反保护功能。
充电堆应具备限制冲击电流功能，冲击电流不应超过额定电流的110%。
各充电终端输出接触器接通时发生的车辆到充电设备、或者充电设备到车辆的冲击电流（峰值）应控制在20A以下。
充电堆输出应具备缓慢或阶梯上升的缓启动功能，直流输出电压上升时间为1s～8s。
充电过程中，充电堆应保证蓄电池的充电电压和充电电流不超过允许值。
充电堆在自动充电前，应具备蓄电池电压检测功能。
充电堆应具备切换元件状态检测功能，并应采取相应的闭锁保护措施。
充电堆应具备PE断线保护功能。
充电堆应具备对直流输出回路进行短路检测的功能，充电堆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提示。
充电堆各充电终端车辆插头端应具备锁止装置，其功能应符合GB/T18487.1-2015中9.6节的规定。
充电终端和充电堆本体应分别设置急停开关。
7 性能要求
7.1 直流输出电压范围
直流输出电压范围宜在以下数值中选取：
200～500V，250～750V，500～950V。
7.2 直流输出额定功率
直流输出额定功率宜在200～1600kW范围内选取。
7.3 额定电流
充电终端额定电流宜在以下数值中选取：
80A、100A、125A、160A、200A、250A。
7.4 输入总谐波电流
在额定输入电压下：
当输出功率为额定功率的20%～50%时，充电堆输入电流总谐波畸变率不应大于10%。
当输出功率为额定功率的50%～100%时，充电堆输入电流总谐波畸变率不应大于5%。
7.5 功率因数
在额定输入电压下：
当输出功率为额定功率的20%～50%时，充电堆交流输入功率因数不应低于0.95。
当输出功率为额定功率的50%～100%时，充电堆交流输入功率因数不应低于0.98。
7.6 稳流精度
当交流电源电压在额定值±15%范围内变化、输出直流电压在本标准6.1.1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%～100%范围内任一数值上，充电堆输出电流稳流精度不应超过±1%。
7.7 稳压精度
当交流电源电压在额定值±15%范围内变化、输出直流电流在额定值的0～100%范围内变化时，输出直流电压在本标准6.1.1规定的相应调节范围内任一数值上，充电堆输出电压稳压精度不应超过±0.5%。
7.8 均流不平衡度
≤5%。
7.9 纹波系数
当交流电源电压在标称值±15%范围内变化、输出直流电流在充电终端额定值的0～100%范围内变化时，输出直流电压在本标准6.1.1规定的相应调节范围内任一数值上，输出电压纹波有效值系数不应超过0.5%，纹波峰值系数不应超过±1%。
当交流电源电压在标称值±15%范围内变化、输出直流电压在本标准6.1.1规定的相应调节范围内变化时，输出直流电流在充电终端额定值的20%～100%范围内任一数值上，输出电流纹波有效值系数不应超过1%，纹波峰值系数不应超过±2%。
7.10 效率
在额定输入电压和额定输出电压下：
当输出功率为额定功率的20%～50%时，充电堆效率不应低于88%。
当输出功率为额定功率的50%～100%时，充电堆效率不应低于93%。
7.11 噪声
正常实验条件下，交流输入为额定值，充电堆在额定输出功率下持续运行2小时后，在周围环境噪声不大于40dB，距离充电堆水平位置1m处，测得噪声最大值应满足表2的要求。
表2 噪音级别要求
噪音等级
噪音最大值（dB）
A级
≤65
B级
≤80
C级
≤100
7.12 电磁兼容性
抗扰度要求
a）静电放电抗扰度
充电堆应能承受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。
b）射频电磁场辐射抗扰度
充电堆应能承受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。
c）电快速瞬变脉冲群抗扰度
充电堆应能承受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。
d）浪涌（冲击）抗扰度
充电堆应能承受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。
e）电压暂降、短时中断抗扰度
充电堆应能承受GB/T17626.11—2008中第5章规定的电压试验等级在0%、40%、70%的额定工作电压的电压暂降、短时中断抗扰度试验。
无线电骚扰限值
a）辐射骚扰限值
充电堆辐射骚扰限值应符合表3规定的辐射骚扰限值。
表3 在10m测量距离处的辐射骚扰限值
频率范围
MHz
准峰值限值
dB（μV／m）
30～230
40
230～1000
47
b）传导骚扰限值：
1）电源端子
充电堆电源端子应符合表4规定的传导骚扰电压限值；
表4 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
0.15～0.50
79
66
0.50～30
73
60
2）信号和控制端口
充电堆信号和控制端口应符合表5规定的传导骚扰电压限值和电流限值。
表5 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
0.15～0.50
97～87
84～74
53～43
40～30
0.50～30
87
74
43
30
7.13 机械强度
充电堆应有足够的机械强度，能承受GB/T2423.55—2006规定的机械冲击测试，剧烈冲击能量为20J（5kg，0.4m）。
试验后性能不应降低，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。
7.14 各部件的温升
在额定电流和环境温度40℃条件下，手握可接触的表面最高允许温度为：
a）金属部分，50℃；
b）非金属部分，60℃。
同样条件下，用户可能触及但是不能手握的表面最高允许温度为：
a）金属部分，60℃；
b）非金属部分，80℃。
充电堆可接触部分不超过特定温度，组件、部件、绝缘体和塑料材料不超过在设施寿命周期内正常使用时可能降低电气、机械或其他性能的温度。
7.15 防护及保护
IP防护等级
IP32（室内），IP54（室外）。
三防（防潮湿，防霉变，防盐雾）保护
充电堆内印刷线路板、接插件等电路应进行防潮湿、防霉变、防盐雾处理，其中防盐雾腐蚀能力满足GB/T4797.6-2013中表9的要求，使充电堆能在室外潮湿、含盐雾的环境下正常运行。
防锈（防氧化）保护
充电堆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
充电堆以及暴露在外的部件应能承受GB/T4797.5-2008中表9规定的湿热气候相对风速（60m/s）的侵袭。
电击防护要求
充电堆的电击防护要求应符合GB/T18487.1-2015中第7章的要求。
7.16 电气间隙和爬电距离
充电堆规定部位的最小电气间隙和爬电距离应符合表6规定的要求。
表6 电气间隙和爬电距离
额定绝缘电压Ui
（V）
电气间隙
（mm）
爬电距离
（mm）
Ui≤60
3.0
3.0
60＜Ui≤300
5.0
6.0
300＜Ui≤1000
8.0
10.0
注1：
当主电路与控制电路或辅助电路的额定绝缘电压不一致时，其电气间隙和爬电距离可分别按其额定值选取。
注2：
具有不同额定值主电路或控制电路导电部分之间的电气间隙与爬电距离，应按最高额定绝缘电压选取。
注3：
小母线、汇流排或不同级的裸露的带电导体之间，以及裸露的带电导体与未经绝缘的不带电导体之间的电气间隙不小于12mm，爬电距离不小于20mm。
7.17 电气绝缘性能
绝缘电阻
在充电堆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7规定施加直流电压，绝缘电阻应不小于10MΩ。
介电强度
充电堆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7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）。
试验过程中，试验部位不应出现绝缘击穿或闪络现象。
表7 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
介电强度试验电压
V
冲击耐压试验电压
kV
≤60
250
1000（1400）
1
60＜UI≤300
500
2000（2800）
±2.5
300＜UI≤700
1000
2400（3360）
±6
700＜UI≤950
1000
2×UI+1000
（2.8×UI+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。
冲击耐压
在充电堆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4规定施加标准雷电波的短时冲击电压。
试验过程中，试验部位不应出现击穿放电。
8 检验规则
8.1 产品的试验分型式试验、出厂试验和到货验收三大类。
8.2 在下列情况下，产品必须进行型式试验：
a）新投产的产品（包括转厂生产的产品），应在生产鉴定前进行型式试验；
b）连续生产的产品，应每三年对出厂验收合格的产品进行型式试验；
c）当设计变更、工艺或主要元器件改变，影响产品性能时，应在投入生产前进行型式试验；
d）停产两年以上的产品，应在再次投入生产前进行型式试验。
8.3 每套产品均应进行出厂检验，经过制造厂技术检验部门确认后，并具有证明产品合格的证明书方能出厂。
8.4 设备在投入运行前应进行现场试验，现场试验合格方能投入使用。
8.5 试验项目
试验项目见表8。
表8 试验项目表
序号
试验项目
型式试验
出厂试验
现场试验
1
一般检查
√
√
√
2
电击防护试验
√
√
—
3
绝缘性能试验
绝缘电阻试验
√
√
√
介电强度试验
√
√
—
冲击耐压试验
√
—
—
4
充电输出试验
输出电压误差试验
√
√
√
输出电流误差试验
√
√
√
稳压精度试验
√
√
—
稳流精度试验
√
√
—
纹波系数试验
√
√
—
效率试验
√
—
—
功率因数试验
√
—
—
均流不平衡度试验
√
√
—
限压特性试验
√
√
—
限流特性试验
√
√
—
限功率试验
√
√
—
5
功能试验
显示功能
√
√
√
自检功能试验
√
√
√
本地数据存储功能试验
√
√
√
低压辅助电源
√
√
—
付费交易功能
√
√
√
6
协议一致性试验
√
√
√
7
站级监控系统试验
√
√
√
表8 （续）
序号
试验项目
型式试验
出厂试验
现场试验
8
功率分配功能试验
√
√
—
9
安全防护功能试验
输入过压保护试验
√
√
—
输入欠压保护试验
√
√
—
输出过压保护试验
√
√
—
输出过载和短路保护试验
√
√
—
过温保护试验
√
√
—
绝缘保护试验
√
√
√
冲击电流试验
√
√
—
软启动试验
√
√
—
电池反接试验
√
√
—
动力电缆反接试验
√
√
—
连接异常试验
√
√
√
急停试验
√
√
√
10
控制导引试验
√
—
—
11
切换元件故障试验
√
√
—
12
噪声试验
√
—
—
13
温升试验
√
—
—
14
机械强度试验
√
—
—
15
防护等级试验
防止固体异物进入试验
√
—
—
防止水进入试验
√
—
—
16
低温试验
√
—
—
17
高温试验
√
—
—
18
交变湿热试验
√
—
—
表8 （续）
序号
试验项目
型式试验
出厂试验
现场试验
19
电子兼容抗扰度试验
静电放电抗扰度试验
√
—
—
射
升级会员 