电动汽车充电机(站)设计规范.doc

电动汽车充电机（站）设计规范目 次前言 11 适用范围 22 引用标准 23 定义 34 对充电机的要求 44.1 适应电池类型 44.2 对供电电压的要求 44.3操作方式 44.4 充电机的充电效率和功率因数 54.5 充电机控制的安全要求 55 充电控制导引电路 75.1 充电控制导引电路组成 75.2 安全控制功能 76 对充电连接器的要求 76.1 主要技术参数 76.2 对连接器的基本要求 86.3 连接器插接端子的连接和分离顺序 97 充电机接口和通信要求 97.1 充电机接口 97.2充电机通信要求 98 计量、计费 99 充电机的质量认证 1010 外观、标识和标志 10前言电动汽车能源供给系统主要由供电系统、充电系统和动力蓄电池构成。充电机（站）是充电系统的重要组成部分。制定充电机（站）的技术标准，是建立能源供给系统的基础。目前已经颁布的电动汽车充电系统国家标准有：GB/T 18487.1-2001电动车辆传导充电系统 一般要求、GB/T 18487.2-2001电动车辆传导充电系统 电动车辆与交流/直流电源的连接要求、GB/T 18487.3-2001电动车辆传导充电系统 电动车辆与交流/直流充电机（站）。本规范是在GB/T 18487标准的基础上，根据国家电网公司建立能源供给系统的要求，对电动汽车充电机（站）的基本功能、工作状态、安全要求、充电控制导引电路、充电连接器、接口和通信要求、产品质量认证等做出了规定。对充电站技术规范其他部分的内容将在后期工作中补充和完善。国家电网公司将根据项目进展需要，陆续发布相关技术规范（草案），在项目实施过程中修改、完善和提高，最终形成国家或行业标准。本规范供国家电网公司所属各省市公司试行，并请各省市公司根据实施情况，提出修改建议。1 适用范围本规范适用于国家电网公司设计使用的电动汽车用充电机（站）。2 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本规范中引用而构成为本规范的条文。GB/T 18487.1-2001 电动车辆传导充电系统 一般要求GB/T 18487.2-2001 电动车辆传导充电系统 电动车辆与交流/直流电源的连接要求GB/T 18487.3-2001 电动车辆传导充电系统 电动车辆与交流/直流充电机（站）GB/T 18387-2001 电动车辆的电磁场辐射强度的限值和测量方法宽带9kHz30MHzGB/T 18384.1-2001 电动汽车 安全要求 第1部分 车载储能装置GB/T 18384.2-2001 电动汽车 安全要求 第2部分 功能安全和故障保护GB/T 18384.3-2001 电动汽车 安全要求 第3部分 人员触电防护GB/T 18858.3-2002 低压开关设备和控制设备 控制器设备接口（CDI） 第3部分：DeviceNetGB/T 11918-2001 工业用插头插座和耦合器 第1部分：通用要求3 定义（1）单体蓄电池构成蓄电池的最小单元，一般由正、负极及电解质组成，其标称电压为电化学偶的标称电压。（2）动力蓄电池模块特指放在一个单独的机械和电气单元内，由若干个相联单体蓄电池和用于检测单体蓄电池充、放电状态的电子部件组成，为电动汽车动力系统提供能量的蓄电池组合体。（3）动力蓄电池总成特指由若干个动力蓄电池模块、电池监控系统控制器、通讯网络、电气连接线路、绝缘监测装置、快速熔断器等组成的，为一个电动汽车提供可多次充放电的能源载体组合。（4）动力蓄电池总成ECU特指动力蓄电池总成电子控制单元。（5）充电机对电池充电时用到的有特定功能的电力转换装置。（6）直流充电模式以充电机输出的可控直流电源直接对动力蓄电池总成进行充电的模式。（7）直流充电机指采用直流充电模式为电动汽车动力蓄电池总成进行充电的充电机。（8）交流充电模式以三相或单相交流电源向电动汽车提供充电电源的模式。交流充电模式的特征是：充电机为车载系统。（9）交流充电机指采用交流充电模式为电动汽车动力蓄电池总成进行充电的充电机。4 对充电机的要求充电机应符合GB/T 18487.1-2001、GB/T 18487.2-2001和GB/T 18487.3-2001的规定。4.1 适应电池类型充电机至少能为以下三种类型动力蓄电池中的一种充电：锂离子蓄电池、铅酸蓄电池、镍氢蓄电池。4.2 对供电电压的要求（1）直流充电机输入为额定线电压380V10%、501Hz的三相交流电；（2）对于容量小于（等于）5kW的交流充电机，输入为额定电压220V10%、501Hz的单相交流电；（3）对于容量大于5kW的交流充电机，输入为额定线电压380V10%、501Hz的三相交流电。4.3操作方式（1）充电机没有与动力蓄电池总成建立连接时，充电机经过自检后自动初始化为常规控制充电方式（可选择手动、IC卡或充电机监控系统操作方式）。充电机采用手动操作时，应具有明确的操作指导信息。（2）充电机与动力蓄电池总成建立连接后，通过通信获得动力蓄电池总成的充电信息，自动初始化为动力蓄电池总成ECU自动控制方式（简称自动控制充电方式）。4.4 充电机的充电效率和功率因数交流输入隔离型AC-DC充电机的输出电压为额定电压的50%100%，并且输出电流为额定电流时，功率因数应大于0.85，效率应大于等于90%。直流输入非隔离型DC-DC充电机的效率待定。4.5 充电机控制的安全要求电动汽车充电机应能够保证在充电过程中动力蓄电池单体电压、温度和电流不超过允许值。电动汽车充电机从初始化到充电结束的整个过程，应根据动力蓄电池总成ECU提供的信息进行相应动作。此外充电机应满足以下安全要求：（1）充电机应具有符合GB/T 18487.1-2001标准中6.2.3条和附录B的充电控制导引电路；（2）充电机应具备防输出短路和防反接功能；（3）充电机（系统）应具有检测充电连接器是否可靠连接的功能。充电连接器没有可靠连接时，充电机应不能启动；（4）动力蓄电池总成ECU与充电机之间建立连接的情况下，如果动力蓄电池总成ECU尚未发出充电允许信号，应不能启动充电机；（5）通信或充电导引电路发生故障时，应不能启动充电机；（6）充电过程中，通信和充电导引电路发生故障后，充电机应能自动关闭；（7）充电过程中，充电机应能接受并执行动力蓄电池总成ECU发出的充电关闭指令；（8）充电过程中拔充电连接器时，充电机应能检测到充电连接器的分离动作，并使充电连接器高压插接端子在零电流状态下分离；（9）充电过程中，采用手动或充电机监控系统调整充电电压或充电电流时，充电电压和充电电流应不能超过动力蓄电池总成ECU中设定的最高允许值；（10）在充电过程中，当电池充电电压、充电电流或电池温度超过允许值时，充电机应具有报警功能，并能够自动采取相应的控制措施；（11）充电机的电击防护要求应符合GB/T 18487.1-2001标准中第9章的要求；（12）对充电机的电介质绝缘测试应符合GB/T 18487.3-2001标准中第10章的要求；（13）对充电机的气候环境测试、机械环境测试和电磁环境测试应符合GB/T 18487.3-2001标准中第11章的相关要求；5 充电控制导引电路5.1 充电控制导引电路组成（1）充电机必须有充电控制导引电路，充电控制导引电路由控制导引导体、保护性接地导体、动力蓄电池总成ECU及充电机内的电子电路组成。充电控制导引电路应直接控制充电机变流电路、输出电流和电压的开关；（2）充电控制导引电路原理图（待定）；（3）充电控制导引电路状态定义（待定）。5.2 安全控制功能充电控制导引电路应具有以下安全控制功能：（1）确认充电机与电动汽车之间的充电连接器是否已正确连接；（2）接地导体可靠性监测；（3）系统通电状态指示；6 对充电连接器的要求6.1 主要技术参数（1）工作温度：-50300；（2）插拔寿命：1000次；（3）介电强度和绝缘电阻应符合GB/T 11918-2001中的相关要求；（4）连接器具有防溅水功能；（5）接触电阻和额定电流：待定；6.2 对连接器的基本要求（1）连接器手柄应采用高强度阻燃绝缘材料制作；（2）连接器应具有防反接功能；（3）在有直流负载电流通过高压插接端子的情况下，不允许拔开连接器；（4）连接器应具有锁紧装置；（5）为保障工作人员和设备的安全，连接器应具有闭锁功能，以防止在正常工作过程中连接器发生分离；（6）当高压端子带负荷分离时，要求高压插接端子应能够自动灭弧，不会产生连续电弧；（7）连接器拔插寿命应大于1000次，并应不超过6个月进行一次安全试验；正常使用期限不得超过1年，并应在使用期限内及时更换连接器高压插接端子；（8）连接器的电磁兼容性应符合GB/T 18487.2-2001标准中第9章的要求；6.3 连接器插接端子的连接和分离顺序（1）连接顺序：要求接地保护端子和高压插接端子先于连接控制和通信插接端子连接。（2）分离顺序：要求控制和通信插接端子先于高压插接端子和接地保护插接端子分离。接地保护端子和高压插接端子的连接、分离顺序暂不做要求。7 充电机接口和通信要求7.1 充电机接口充电机与电动汽车之间的连接应包括以下几部分：高压充电线路、充电控制导引线、充电控制电源线、充电监控通信连接线、接地保护线。同时，充电机应预留与充电站监控系统连接的通信接口。7.2充电机通信要求推荐采用CAN总线以及CAN2.0协议作为充电机的通信总线形式和通信协议。通信内容包括：动力蓄电池单体、模块和总成的相关技术参数，充电过程中电池的状态参数，充电机工作状态参数，车辆基本信息等。8 计量、计费 电动汽车充电系统需要安装计量、计费装置以便对充电电量和费用进行记录。直流和交流充电模式的计量、计费装置位置如图F4-1所示。图F4-1计量、计费装置的位置（1）直流充电模式的计量、计费装置计量、计费装置在直流充电机输出端。计量、计费装置属于充电机的部件。直流充电计量、计费装置采用kWh计量，分辨率应小于或等于0.01kWh，精度应小于或等于1%。（2）交流充电模式的计量、计费装置计量、计费装置在交流充电机地面设备的输出端，计量、计费装置属于充电系统的部件。交流充电计量、计费装置采用有功电量（kWh）计量，分辨率应小于或等于0.01 kWh，精度