非车载整车直流充电机桩工程技术要求及质量标准.doc

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1、非车载整车直流充电机桩工程技术要求及质量标准1.1技术原则非车载整车直流充电机主要采用传导方式为电动汽车动力蓄电池充电台。产品要求实现充电控制、人机交互、通讯、计量、计费等功能，并具有良好的防尘、防水、防风、防震放功能，可在户外安全运行，户外落地非车载整车直流充电机遵循按功能独立模块化设计原则，以便出现故障时可以按功能模块进行检修或更换。充电机要求能露天安装，无人值守运营，除了通常的正常充电要求外，还必须特别考虑公众安全、人为或意外破坏、新车溅水、台风暴雨天气等多种因素。系统提供实时参数应能充分配合台风过后的设备状态确认体系。a)公共安全面向的人群不仅限于电动汽车车主，必须防范个别安全意识薄弱

2、的路人有意无意的入侵和破坏，要求路边充电设备具有较高的安全和防护等级，确保公众安全。b)特殊环境充电机应能适应路边的重尘和高温，能够应对回南天、连续降雨、暴雨、台风、路面积水、行车溅水等特殊情况。c)无人值守为了降低运营人力需求，控制维护成本，充电机应具有远程诊断和远程复位功能，实现无人值守。d)适用车辆适用于符合GB2015版的750V 以下的乘用电动汽车直流充电。1.2技术参数1.1.1 环境条件a) 环境温度：-2050；b) 相对湿度：595；c) 海拔高度：2000m；d) 在特殊环境下，充电机的使用应在厂家和用户之间进行协商；e) 使用地点不得有爆炸危险介质，周围不含有腐蚀性和破坏

3、绝缘的有害气体及导电介质；f) 使用地点无强烈振动和冲击，无强电磁干扰，外磁场感应强度不得超过0.5mT；g) 安装垂直倾斜度不超过5%。1.1.2 电源要求1.1.1.1 输入a) 交流输入电压：380V15；b) 交流电源频率：50Hz1Hz。1.1.1.2 输出a) 直流输出电压：200V-750V，并应具备一定的恒功率区间：577V750V。b) 额定直流输出功率：30kW。c) 最大直流充电电流优选值：30kW 50A。1.1.1.3 低压辅助电源充电机应能为电动汽车提供低压辅助电源，且具备过负荷、过压、过温保护功能。a) 辅助电源电压：12V/24V5%；b) 辅助电源额定电流：1

4、0A；c) 纹波峰值系数：不超过1%。d) 充电机内部应具有配置给智能计费综合管理模块供电的直流电源，输出额定电压：DC12V，输出范围DC9V-15V。额定功率：30W。1.3设计和结构要求1.3.1 基本构成非车载整车直流充电机采用一体式形式。基本构成包括：功率单元、控制单元、智能计费综合管理模块、充电接口、供电接口、人机交互显示屏、读卡器等。其中业务相关管理由智能计费综合管理模块负责。充电接口应满足GB/T 20234.12015和GB/T 20234.32015的相关要求。1.3.2 适用电池种类充电机应能对下述电池充电：锂离子蓄电池。1.3.3 计量要求a) 充电机宜装配交流电能表，

5、准确度等级不低于0.5s（需提供第三方证明原件）；b) 充电机应装配直流电能表，准确度等级1.0（需提供第三方证明原件）；c) 充电机应预留供检定用的脉冲采样接口和通信接口。d) 非车载整车直流充电机内电能表需提供法定计量机构检定合格证。1.3.4业务模块要求1.3.4.1 人机交互显示屏a) 显示屏应具有背光、防紫外线、抗静电；b) 显示模块为触摸彩屏，显示分辨率不小于800480，亮度500nit，尺寸须经设计确认；c) 4线电容屏，4线背光电源，视角范围（上下左右）：（40/60/60/60）度；1.3.5 电气保护设计要求a)充电机应具有较高的安全性，需具有完善的安全事件预判和处理机制

6、，并具有多层电气保护和软硬件双重保护机制。安全系统的具体要求为：1)控制电路与功率电路相对独立，控制电路具有独立的控制电源，切断功率电路应能切断充电模块的电源输入和充电枪的输出，而控制电路仍可独立正常工作，确保系统的状态始终被记录和上传；2)功率电路的交流输入侧、控制电路的交流输入侧，都应分别有过载保护器和漏电保护器的保护；3)功率电路要具有电气隔离功能，同时输出侧要具有绝缘检测功能，过电流保护功能；4)机柜中所有面板、柜门都应有效接地；5)控制系统应具绝缘检测、急停和互锁等机制；b)充电机系统应能够有效防范以下安全事件：表 安全事件及描状况述安全事件状况描述漏电保护异常当出现30mA以上的泄

7、露电流时应能检出并切断功率电路，停止充电，并向后台系统报告漏电保护异常电缆检查异常在充电机的连接线自检中,出现连接异常,需要检出并切断功率电路，停止充电，并向后台系统报告电缆检查异常极性错配在充电机的输出反向连接时,需要检出并切断功率电路，停止充电，并向后台系统报告极性错配异常车端电压异常在车与桩握手过程中,车端电压异常,需要检出并切断功率电路，停止充电，并向后台系统报告车端电压异常车端电流异常车端的电流指令超过BMS最大电流值,需要检出并切断功率电路，停止充电，并向后台系统报告车端电流异常车端协议错误车端发送的报文不符合国标要求,需要检出并切断功率电路，停止充电，并向后台系统报告车端协议异常

8、锁枪异常充电抢的锁止信号异常,需要检出并切断功率电路，停止充电，并向后台系统报告锁抢异常绝缘测试失效电池正负极对地绝缘阻抗超过国标要求,需要检出并切断功率电路，停止充电，并向后台系统报告绝缘测试失效异常预充电信号异常当充电机在预充电过程中,监测连接不正常,需要检出并切断功率电路，停止充电，并向后台系统报告预充电异常BMS异常BMS给出充电指令自相矛盾,需要检出并切断功率电路，停止充电，并向后台系统报告BMS电异常电气保护部件失效关键保护器件实效(如输出接触器粘连),需要检出并切断功率电路，停止充电，并向后台系统报告具体异常电路板卡失效个别电路板存在异常工作,需要检出并切断功率电路，停止充电，并

9、向后台系统报告预具体异常散热不良机箱内部出现散热不良情况,模块应能自动将额，超过7075摄氏度时需要检出并停止充电凝露危害充电桩本身设计具备防凝露功能，能够有效的排出凝露危害行车溅水进气口设计应能避免从任意角度飞来的溅水直接打到空气过滤网上，预防水气大量吸入充电桩内电网过载系统应具有需求响应机制，预留智能电网的接口开发和接入1.4功能要求1.4.1 充电设定方式在充电过程中，充电机依据电动汽车电池管理系统提供的数据动态调整充电参数，执行相应动作，完成充电过程。1.4.2 充电模式和连接方式充电机采用GB/T18487.1-2015附录B中规定的充电模式4和连接方式C对电动汽车进行充电。充电接口

10、应满足GB/T20234.1-2015和 GB/T20234.3-2015的规定。1.4.3 低压辅助电源和充电控制充电机低压辅助电源应具备12V/24V切换功能（优先屏幕触摸选择切换，默认为12V，需提供相关证明材料：屏幕截图、关键元器件规格说明）。控制导引电路及控制原理应满足GB/T18487.1-2015附录B中的规定。1.4.4 付费交易功能a) 充电机可按配置的参数实现准确计费，参数包括费率时段、计费费率等。b) 充电机支持网络支付等多种电子支付方式。1.4.5 人机交互功能a) 充电机应能通过人机交互显示屏显示各状态下的相关信息，信息应支持包括以下内容： 电池类型、充电电压、充电电

11、流、已充电时间、充电电量、计费信息； 电池单体最高/最低电压； 故障及报警信息； 在手动设定过程中应显示人工输入信息。b) 充电机可显示的信息包含以下信息：电池温度、设定参数、电池单体电压、预计剩余充电时间、荷电状态SOC值等。c) 显示字符应清晰、完整，没有缺损现象，不应依靠环境光源即可辨认。d) 充电机应具备手动输入和控制的功能，充电机应能通过显示屏设置设备的MAC地址、IP地址、子网掩码、默认网关、端口号，中心服务器的IP地址、端口号，充电机编号，资产编号，充电配置参数等。1.4.6计量功能充电机应具有对每个充电接口的充电电量进行独立计量的功能。1.4.7通信功能a) 充电机应具备与电动

12、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。充电机应能获得蓄电池管理系统充电参数和充电实时数据。b) 充电机与蓄电池管理系统的通信协议应能满足GB/T 27930的规定。1.4.8远程启停功能充电机应具备远程启停功能。当远程监控发现充电机出现异常或即将出现异常的情况下，或者需要远程如维护升级时，应能够通过远程控制启动和停止充电。1.4.9 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 256条的记录空间。1.4.10 自检功能a) 上电操作时，充电机应先进行自检，检查内容应包括

13、时钟、供电情况、费率配置情况、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。c) 充电机应能通过智能计费综合管理模块对媒体信息具有自检能力，可综合检测媒体文件信息、媒体播放设备的故障等信息，形成故障情况信息记录并上传至上级监控管理系统。d) 充电机应对重要的关键部件的工作情况有自动监测功能，包含而不仅限于充电枪连接性自检、功率单元自检等。1.4.11 急停a) 充电机应装设急停保护装置，即在紧急情况下，可从硬件上切断充电回路。b) 急停回路应设计在交流输入侧，急停装置应装设透明保护罩防止误操作，充电机急停后应能有效保存设备断电前的

14、状态和计量计费信息。c) 充电机急停保护装置。d) 充电机应对重要的关键部件的工作情况有自动监测功能，包含而不仅限于充电枪连接性自检、功率单元自检等。1.4.12 与电池管理系统通信协议a) 充电机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。充电机应能获得蓄电池管理系统充电参数和充电实时数据。b) 充电机与蓄电池管理系统的通信协议应能满足GB/T 27930-2015的规定。1.5耐气候环境要求1.5.1 防护等级充电机的柜体和桩体防护等级不应低于GB 4208-2008中IP54（室外）的规定。1.5.2 三防（防潮湿，防霉变，防盐雾）保护充电机内

15、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应能满足GB/T 4797.6-2013中图7的要求。1.5.3 防锈(防氧化)保护充电机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。1.5.4 防风保护a) 充电机应能承受GB/T 4797.5-2008中表NA.2和表3规定的不同地区、不同高度最大风速的侵袭。b) 防风等级：9。1.5.5 防盗保护用于室外运行的充电机应具有必要的防盗措施。1.6防护要求1.6.1 允许表面温度a) 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：金属部

16、分，50；非金属部分，60。b) 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：金属部分，60；非金属部分，80。充电机应设计为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。1.6.2 电击防护充电机的电击防护应符合GB/T 18487.1-2015中第7章的要求。1.6.3 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表2的规定。表2 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）60Ui3005.06.0300Ui7008.010.0注1：当主电路与控制电路或辅助电路的额定

17、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14mm，爬电距离不小于20mm。1.6.4 接地要求充电机的接地要求应能满足以下的规定：a) 充电机金属壳体应设置接地螺栓，其直径不得小于6mm，并应有接地标志。b) 所有作为隔离带电导体的金属隔板、电气元件的金属外壳以及金属手柄等均应有效接地，连续性电阻不应大于0.1。c) 充电机的门、盖板、覆板和类似部件，应采用保护导体将这些

18、部件和充电机主体框架连接，此保护导体的截面积不得小于1.5mm2。d) 接地母线和柜体之间的所有连接应躲开（或穿透绝缘层）喷漆层，以保证有效的电气连接。1.7绝缘性能1.7.1 绝缘电阻用开路电压为表3规定电压的测试仪器测量，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10M。1.7.2 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3所规定历时1 min的工频耐压试验（也可采用直流电压，试验电压为交流电压有效值的1.4倍）。试验过程中应无绝缘击穿和闪络现象。1.7.3冲击电压充电机非电气连接的各带电

19、回路、各带电电路对地（金属外壳）之间，按其工作电压应能承受表3所规定标准雷电波的短时冲击电压。试验过程中应无击穿放电。表3 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（kV）冲击耐压试验电压（kV）60 UI 3005001.0(1.8)1.5300 UI 70010001.4(3.36)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。1.8安全要求充电机的安全性要求应满足GB/T 18487.1-2015附录B中对应的描述及技术参数要求。1.8.1 充电机应具备电源输入侧的过

20、压保护和欠压保护。1.1.8.2 充电机应具备输出过压保护。1.1.8.3 充电机应具备输出过电流和短路保护。a) 持续过电流保护：充电机应能在电流超过设备的保护动作值时进行保护；b) 短路保护：充电机应能在短路时限流输出。保护特性应能满足GB/T 174782004中附录C中过电流保护曲线的规定。c) 当电网（电源）未提供短路保护时，充电机短路保护要求应符合IEC 6185123。1.1.8.4 充电机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。1.1.8.5 充电机的绝缘检测功能应与车辆绝缘检测功能相配合，绝缘检测功能应符合GB/T 18487.12015附录B的相关

21、要求。1.1.8.6 充电过程中当发生下列情况时，充电机应能在100ms内断开直流输出接触器，且直流输出电压应在1s内下降至60V以下。d) 启动急停开关；e) 与蓄电池管理系统通信故；f) 控制导引故障。1.1.8.7 充电机在启动充电时应人工确认启动。1.1.8.8 充电机应具备软启动功能，软启动时间为3s8s。1.1.8.9 充电机应具备限制冲击电流功能，冲击电流不应超过额定输入电流的110%。1.1.8.10 充电机应具备电池反接保护功能。1.1.8.11 充电机在自动充电前，应具有蓄电池电压检测功能。1.1.8.12 在充电过程中，充电机应具有明显的状态指示和文字提示，防止人员误操作

22、。1.1.8.13 充电机在充电过程中应具有防止充电连接器意外脱落的锁止装置，直流充电时，车辆接口应具有锁止功能，该锁止功能应符合GB/T20234.1的相关要求。车辆插头端应安装机械锁止装置，充电机应能判断机械锁是否可靠锁止。车辆插头应安装电子锁止装置，电子锁处于锁止位置时，机械锁应无法操作，充电机应能判断电子锁是否可靠锁止。当机械锁或电子锁未可靠锁止时，充电机应停止充电或不启动充电。直流充电车辆接口锁止装置工作示例参见GB/T18487.1-2015附录C。1.1.8.14 充电机应具备防止电池电流倒灌功能。1.1.8.15 充电机应具备预充电功能。当充电机检测到电动汽车直流接触器闭合后，

23、充电机应检测电池端电压；充电机检测到电池端电压后需进行预充，将功率模块输出电压升到与电池端电压测量值之差小于10V后，方可闭合充电机输出接触器。1.1.8.16 充电机在每个充电周期内进行接触器触点烧结检测。当检测到接触器触点出现粘连的情况后，充电机不得继续工作。1.1.8.17 充电机必须保证充电机输出接触器闭合发生在车辆直流充电接触器闭合之后，其时间间隔不得低于500ms。1.1.8.18 充电机在充电停止状态下，应保证直流输出回路处于断开状态。1.1.8.19 充电机柜门被打开时，应切断主电路电源。1.1.8.20 防汽车意外碰撞的多重安全保护机制： 1)只有机械损伤：没有电气损伤，系统

24、保持安全并能正常使用； 2)柜体接触内部器件：如柜体接触到端子，触发对地短路（柜体接地），进而触发熔断器或漏电保护开关跳闸； 3)内部器件错位：如果电气短路应能触发熔断器或漏电保护开关跳闸；如果风扇或进气系统损坏，在线诊断系统反馈机柜控制错误通知； 4)直流线缆损伤：充电开始或过程中绝缘检测不通过，切断功率电路； 5)柜门被撞开：触发互锁系统，切断功率电路； 6)充电桩被撞离底座：当交流电缆破损或移位，线间短路触发上游的配电箱的断电保护1.9充电输出要求1.9.1 输出电压误差在恒压状态下，充电机的输出电压误差不应超过0.2。1.9.2 输出电流误差在恒流状态下，输出直流电流在规定的额定值的2

25、0%100%范围内。1.9.3 稳压精度当交流电源电压在额定值的15%范围内变化，直流输出电流在规定的额定值的0100%范围内变化时，输出直流电压在规定的相应调节范围内任一数值上，充电机的输出电压稳压精度不应超过0.5%。1.9.4 稳流精度当交流电源电压在额定值的15%范围内变化，直流输出电压在规定的相应范围内变化时，直流输出电流在规定的额定值的20%100%范围内任一数值上，充电机的输出电流稳流精度60kW：不应超过1%；120kW：不应超过1%。1.9.5 纹波系数当交流电源电压在额定值的15%范围内变化，直流输出电流在规定的额定值的0100%范围内变化时，直流输出电压在规定的相应调节范

26、围任一数值上，充电机的输出纹波有效值系数不应超过0.5%，纹波峰值系数不应超过1%。1.9.6 限压、限流特性a) 充电机在恒流状态下运行时，当直流输出电压超过限压整定值时，应能立即进入恒压充电状态，自动限制其输出电压的增加。b) 充电机在恒压状态下运行时，当直流输出电流超过限流整定值时，应能立即进入限流充电状态，自动限制其输出电流的增加。1.9.7 输出响应要求在充电阶段，车辆向充电机实时发送电池充电需求参数，充电机应最长在1s以内将充电电压和充电电流调整到与车辆发送的电池充电需求命令值相一致，充电机根据电池充电需求参数实时调整充电电压和充电电流。1.10均流不平衡度当充电机采用多个高频开关

27、整流模块并机工作时，各模块应能按比例均分负载，当各模块平均输出电流为50100的额定电流值时，其均流不平衡度不应超过5。1.11待机功耗在额定电源电压下，当充电机处于待机状态时，其整机功耗满足以下要求： 式中：Ps整机功耗，单位W；PN额定功率，单位W。备注：以上待机功耗不包含媒体播放屏消耗功率。1.12效率和功率因数在额定输入电压及直流输出电压限制在规定的相应调节范围内200-500V（取200V、350V和500V三点）、350-700V（取350V、550V和700V三点），调节输出电流使输出功率在20%100%之间变化，充电机效率和功率因数不应低于表4的要求。表4 充电机效率和功率因数

28、（60kW）输出功率功率因数效率20%P50%0.9690%50%P100%0.9893%充电机效率和功率因数(120kW)输出功率功率因数效率20%P50%0.9890%50%P100%0.9994%1.13噪声充电机的噪声最大值应不大于65dB（A级）。1.14温升充电机在额定负载下长期连续运行，内部各发热元器件及各部位的温升不应超过表5中的规定。表5 充电机各部件极限温升部 件 或 器 件极 限 温 升（K）功率器件70变压器、电抗器（B级绝缘绕组）80与半导体器件的连接处55与半导体器件的连接处的塑料绝缘线25母线连接处铜与铜铜搪锡铜搪锡50601.15高低温和湿热性能1.15.1 低

29、温性能按GB/T 2423.1-2008中试验Ad规定的方法进行试验。1.15.2 高温性能按GB/T 2423.2-2008中试验Bd规定的方法进行试验。1.15.3 湿热性能按GB/T 2423.4-2008中试验Db规定的方法进行试验。1.16机械强度充电机能承受GB/T 2423.55-2006规定的机械冲击测试，剧烈冲击能量为20J（5kg，在0.4m）。试验后性能不应降低，充电机的IP等级不受影响，门的操作和锁止点不应损坏，不会因变形而使带电部分和外壳接触。1.18可靠性指标平均故障间隔时间（MTBF）应大于等于8760h（置信度为85%）。1.19充电机柜体（桩体）要求a) 充电

30、机柜体（桩体）应外观线条流畅、整体紧凑、简洁时尚，与安装地点周边环境相协调。b) 材质：热镀锌板，厚度1.5mm。c) 充电机柜体（桩体）应具备安装4G/3G通信模块天线的位置，并确保壳体不对通信模块接收信号产生负面影响。d) 充电机柜体（桩体）应便于内置蓝牙通信模块的对外通信。e) 充电机柜体（桩体）应便于内置语音提示装置的声音外放。f) 充电机柜体（桩体）内部线束，应排布整齐、规整，标识清楚，捆扎牢固。g) 充电机柜体（桩体）内元器件应布局合理，易耗易损元件方便更换。h) 充电机柜体（桩体）安装于户外时，应便于特殊天气条件下的日常维护。i) 充电机柜体（桩体）应采用抗冲击力强、抗老化的材质。j) 充电机柜体（桩体）表面涂覆色泽层应均匀光洁，不起泡、不龟裂、不脱落。k) 非绝缘材料外壳应可靠接地，结构上应防止操作人员触及带电部件。人机交互的操作按键和显示界面应设置在便于人操作和查看的位置。