SZDBZ29.7-2010电动汽车充电系统技术规范第7部分非车载充电机电气接口.pdf

ICS 43.080 T 47 SZDB/Z 深 圳 市 标 准 化 指 导 性 技 术 文 件 SZDB/Z 29.72010 电动汽车充电系统技术规范 第 7 部分：非车载充电机充电接口 Technical specification of electric vehicle charging system Part 7: Electric vehicle off-board charger coupler 2010- 05-18 发布2010- 06-01 实施 深圳市市场监督管理局 发 布 SZDB/Z 29.72010 1 目 次 前言 . 2 1 范围 . 3 2 规范性引用文件 . 3 3 术语和定义 . 3 4 技术参数 . 4 5 电动汽车充电模式 . 5 6 功能定义与结构尺寸 . 5 7 要求 . 9 8 试验方法 11 9 检验规则 14 附 录 A （资料性附录） 充电模式 3 直流充电接口带载插拔保护原理 . 16 附 录 B （规范性附录） 充电接口结构尺寸 . 17 SZDB/Z 29.72010 2 前 言 为贯彻落实国家节能环保政策，促进电动汽车推广应用，延伸供电服务价值链，指导和规范深圳 市电动汽车配套充电设施建设，特制定本指导性技术文件。 SZDB/Z 29-2010电动汽车充电系统技术规范分为九个部分 ： 第 1 部分：通用要求； 第 2 部分：充电站及充电桩设计规范； 第 3 部分：非车载充电机； 第 4 部分：车载充电机； 第 5 部分：交流充电桩； 第 6 部分：充电站监控管理系统； 第 7 部分：非车载充电机电气接口； 第 8 部分：非车载充电机监控单元与电池管理系统通信协议； 第 9 部分：城市电动公共汽车充电站。 本部分为 SZDB/Z 29-2010 的第 7 部分。 本部分按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。 本部分由深圳市发展与改革委员会提出并归口。 本部分起草单位：深圳市城市发展研究中心、中国南方电网有限责任公司、比亚迪股份有限公司、 普天海油新能源动力有限公司、深圳市奥特迅科技有限公司、深圳市五洲龙汽车有限公司、深圳市计 量质量检测研究院、深圳市科陆电子有限公司。 本部分主要起草人：吴德林、蔡羽、文新民、陆象桢、徐涛、高声敢、余建国、黄志伟、李飞、 余南华、蒋浩、王晓毛、孙卫明、柯丽、李涛、邓伟光、张建华、郭彬、邓先泉、傅毅、邵浙海、赵 宇、刘金玉、吴志强、王凤仁、李志刚、徐跃飞、雷惠博。 SZDB/Z 29.72010 3 电动汽车充电系统技术规范 第 7 部分：非车载充电机充电接口 1 范围 SZDB/Z 29-2010的本部分规定了电动汽车非车载充电机充电接口的定义、技术参数、充电模式、 功能定义与结构尺寸、技术要求、试验方法和检验规则。本部分包含两种充电接口，一种是乘用电动 汽车用非车载充电机进行充电的接口，直流标称电压最大值600 V；另一种是电动巴士或等同电动汽车 用非车载充电机进行充电的接口，直流标称电压最大值为750 V。 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/T 156 标准电压 GB/T 3956-2008 电缆的导体 GB/T 4207-2003 固体绝缘材料在潮湿条件下相比电痕化指数和耐电痕化指数的测定方法 GB 4208-2008 外壳防护等级（IP 代码） GBT 11918-2001 工业用插头插座和耦合器 第 1 部分：通用要求 GBT 18487.1-2001 电动汽车传导充电系统 一般要求 GBT 18487.2-2001 电动汽车传导充电系统 电动汽车与交流直流电源的连接要求 GB/ T 19596-2004 电动汽车术语 GBT 20234-2006 电动汽车传导充电用插头、插座、车辆耦合器和车辆插孔通用要求 QCT 413 汽车电气设备基本技术条件 IEC 61851-1 电动汽车传导充电系统 第 1 部分：一般要求 SAE J 1772-2001 电动汽车传导充电系统连接 3 术语和定义 SZDB/Z 29.1-2010界定的术语和定义适用于本部分。为了便于使用，以下重复列出了SZDB/Z 29.1-2010中的一些术语和定义。 3.1 电动汽车 EV 主要为用于在街道和高速路上使用而生产的、有电动机推进的车辆，电动机的驱动电流来源于可 充电电池或其他易携带能量存储的设备。 3.2 充电 Charge SZDB/Z 29.72010 4 首先把交流电的标准电压和频率转变成可调的电压/电流水平， 然后以受控的方式将能量传到电动 汽车的动力电池组中及传送到车载的电气设备中，这一过程所必需的功能被称为充电。 3.3 防护等级 Protection Degree 按照GB 4028定义，对带电部件的试指（IPXXB）、试具（IPXXC）或试线（IPXXD）接触所提供的 防护程度。 3.4 非车载充电机 Off-board Charger 与交流电网前级电线相连接的非车载的充电机，使用这种充电机时，电动汽车得到的是直流电输 入。 3.5 充电接口 Vehicle Coupler 连接活动电缆和电动汽车的设备，它由车辆连接器和车辆插孔两部分组成。 3.5.1 车辆连接器 Charging Connector 集成或连接在活动电缆上的接头。 3.5.2 车辆插孔 Vehicle Inlet 车辆耦合器安装在电动汽车上的那一部分。 4 技术参数 4.1 充电接口的标称值 4.1.1 一般要求 充电接口的标称值应符合GB/T 156确定的电气参数标称值。 4.1.2 额定工作电压 用于乘用车信号和控制用途的额定工作电压为12 V ； 用于电动巴士信号和控制用途的额定工作电压为24 V ； 充电机额定工作电压为600 V d.c.和750 V d.c.。 4.1.3 额定工作电流 充电机额定工作电流为300 A d.c.和600 A d.c.。 4.2 标志 A 安培 V 伏特 SZDB/Z 29.72010 5 Hz 赫兹 或a.c. 交流电 或d.c. 直流电 L1、L2、L3 交流电源 N 中线 或 或PE 保护接地 DC+ 直流电源正或电池正极 DC- 直流电源负或电池负极 CP 控制确认1 PP 控制确认2 S+ 充电通信CAN-H S- 充电通信CAN-L 充电通信CAN屏蔽 A+ 低压辅助电源正（如：12/24V+） A- 低压辅助电源负（如：12/24V-） IP XX（有关数字） IP代码(GB 4208规定的防护等级） CM31 充电模式3-1 CM32 充电模式3-2 5 电动汽车充电模式 充电模式应符合GB/T 18487.1-2001中6.1.3的要求，并根据额定功率分为表1所述两类充电接口， 即充电模式3-1、充电模式3-2。 表1 不同充电模式供电设备额定值 充电模式 额定电压 额定电流 使用场所 备注 3 3-1 600 V d.c. 300 A 高速公路服务区、 充电站等 用非车载充电机 与交流电网连接3-2 750 V d.c. 600 A 注：二种充电模式都要求在供电装置一侧加装漏电流保护装置。 6 功能定义与结构尺寸 6.1 充电接口功能 本部分规定了两种结构尺寸的充电接口： 为充电模式 3-1 提供直流电的接口，额定工作电压不超过 600 V d.c.，额定工作电流不超 过 300 A。 为充电模式 3-2 提供直流电的接口，额定工作电压不超过 750 V d.c.，额定工作电流不超 过 600 A。 6.1.1 CM31 充电接口功能 6.1.1.1 触点功能定义及布置方式 SZDB/Z 29.72010 6 CM31充电接口包含8个功率或信号触点，功能定义如表2所示。交流充电接口插头和插座各个触点 的布置方式如图1所示。 表2 CM31 直流接口触点个数及功能 触点编号/功能 功能定义 1-直流电源正（DC+） 连接直流电源正与电池正极 2-直流电源负（DC） 连接直流电源正与电池负极 3-保护接地（PE） 在供电设备地线和车辆底盘地线之间设置的触点。在 充电接口连接和断开时，该触点相对于其他触点首先 完成连接并最后完成断开。 4-充电通信 CAN-H （S+） 非车载充电机与电动汽车相关控制系统进行通信 5-充电通信 CAN-L （S-） 非车载充电机与电动汽车相关控制系统进行通信 6-CAN 屏蔽（） CAN 通信用屏蔽线 7-低压辅助电源 （A+） 非车载充电机为电动汽车提供低压辅助电源正 8-低压辅助电源 （A-） 非车载充电机为电动汽车提供低压辅助电源负 图 1 CM31 充电接口插头和插座触点布置图 6.1.1.2 触点电气参数额定值 CM31充电接口触点的额定电压和额定电流应符合表3的规定。 表3 CM31 直流接口触点电气参数额定值 触点标识 额定电压和额定电流 DC+ 600 V d.c. 300 A DC 600 V d.c. 300 A PE S+ 2 A S 2 A 2 A A+ 12 V+ 20 A A- 12 V- 20 A 6.1.1.3 CM31 充电接口界面 SZDB/Z 29.72010 7 在充电接口连接过程中，触点连接顺序为：保护接地电源正与电源负辅助电源正与辅助 电源负充电通信触点；在脱开的过程中，触点断开顺序为：充电通信触点辅助电源正与辅助 电源负电源正与电源负保护接地。直流充电接口界面见图2。为保证安全，电动汽车与充电 设备应有实现带载插拔保护功能的相关设计，见附录A。 图 2 CM31 接口界面示意图 6.1.2 CM32 接口功能 6.1.2.1 触点布置方式及功能定义 CM32充电接口包含8个功率或信号触点，功能定义如表4所示。各个触点的布置方式如图3所示。 表4 CM32 接口触点个数及功能 触点编号/功能 功能定义 1-直流电源正（+） 直流电源正 2-直流电源负（） 直流电源负 3-保护接地（PE） 在供电设备地线和车辆底盘地线之间设置的触点。在 充电接口连接和断开时，该触点相对于其他触点首先 完成连接并最后完成断开。 4-充电通信 CAN-H 非车载充电机与电动汽车相关控制系统进行通信 5-充电通信 CAN-L 非车载充电机与电动汽车相关控制系统进行通信 6-CAN 屏蔽（） CAN 通信用屏蔽线 7-低压辅助电源 （A+） 非车载充电机为电动汽车提供低压辅助电源正 7-低压辅助电源 （A-） 非车载充电机为电动汽车提供低压辅助电源负 SZDB/Z 29.72010 8 图 3 CM32 接口充电插头和充电插座布置图 6.1.2.2 触点电气参数额定值 CM32充电接口触点的额定电压和额定电流应符合表5的规定。 表5 CM32 接口触点电气参数额定值 触点标识 额定电压和电流 DC+ 750 V d.c. 600 A DC 750 V d.c. 600 A PE S+ 2 A S 2 A 2 A A+ 24 V+ 20 A A 24 V 20 A 6.1.2.3 CM32 充电接口界面 在充电接口连接过程中，触点连接顺序为：保护接地电源正与电源负辅助电源正与辅助 电源负充电通信触点；在脱开的过程中，触点断开顺序为：充电通信触点辅助电源正与辅助 电源负电源正与电源负保护接地。直流充电接口界面见图4。为保证安全，电动汽车与充电 设备应有实现带载插拔保护功能的相关设计，见附录A。 SZDB/Z 29.72010 9 图 4 CM32 接口界面示意图 6.2 充电接口结构尺寸 CM31充电接口和CM32充电接口的结构尺寸图见附录B。 7 要求 7.1 结构要求 7.1.1 充电插头和充电插座的易触及表面应无毛刺、飞边及类似尖锐边缘。 7.1.2 充电插头和充电插座应有配属的保护盖，充电插座的保护盖应有与车辆连接的附件装置。 7.1.3 制造商的名称或商标、产品型号、出厂编号、充电模式标志等信息应标在充电插头和充电插座 的外壳上。 7.1.4 充电插头和充电插座的触点应按 4.2 中描述的标识符号加以标注。 7.1.5 充电插座在车辆上安装后，其额定电压和额定电流标志应清晰可见。 7.1.6 充电模式的颜色标识 在充电插头的明显区域（如：锁紧装置的控制按钮表面）应有不同的颜色来表示不同的充电模式。 红色：充电模式 3。 7.1.7 锁紧装置 充电插头应有锁紧装置用于防止充电插头与电动汽车连接时意外断开。 7.1.8 端子 端子应以足够的接触压力将导线夹紧于金属表面之间，同时不造成导线的损坏。 7.1.9 充电电缆规格及其连接 7.1.9.1 充电电缆导线宜采用铜或铜合金材料，导线的横截面积应按照表 6 优先选择。 SZDB/Z 29.72010 10 表6 功率和信号导线的规格要求 触点电流额定值 A 充电电缆导线横截面积 mm 2 功率及信号导线 保护接地（PE）导线 2 0.5 16 2.54 300 d.c. 120185 2550 600 d.c. 185240 5095 注：充电电缆导线的分类应符合GB/T 39562008的要求。 7.1.9.2 连接到接地端子的线芯应以绿色和黄色组合色为识别标记。 7.1.9.3 充电插头应装配电缆固定部件，使电缆连接到端子处受到外力时不会造成对端子的额外施 力。 7.1.9.4 充电电缆与端子正确连接后， 不得有不同极性部件之间或不同极性部件与易触及金属部件之 间意外接触的危险。 7.1.10 插拔力 连接和断开（锁紧装置未启用）操作所用的力应小于180 N，以免造成充电插头和充电插座的插拔 困难。 7.1.11 防护等级 充电插头和充电插座的最低防护等级分别为IP44和 IP55， 充电过程中的防护等级应达到IP65。 在 进行8.8规定的试验后，应满足7.2.7的要求。 7.1.12 机械强度 充电插座和充电插头应有足够的机械强度， 在经受跌落试验后， 不得出现损坏， 并且能满足7.1.13 的要求。 7.1.13 耐振动性 充电插座按8.10规定的试验方法进行振动试验后，各零部件应无损坏、变形，紧固件应无松脱。 7.2 性能要求 7.2.1 温升 充电插头和充电插座应能保证其在正常使用时端子的温升不会超过50 。 7.2.2 耐温性 充电插头和充电插座按8.12规定的试验方法进行耐温性试验后各零部件不得出现可见变形或损 坏，满足7.2.1的要求。 7.2.3 耐氧老化 SZDB/Z 29.72010 11 充电插头和充电插座带橡胶或热塑性材料外壳以及弹性材料的部件，诸如密封圈和密封垫，在按 8.13规定的试验方法进行耐氧老化试验后不应出现可见变形、裂纹及斑点等现象。 7.2.4 耐热、耐燃和耐漏电起痕 7.2.4.1 充电插头和充电插座在进行耐热试验后不得出现不利于继续使用的变化， 密封胶不得流动到 带电部件。 7.2.4.2 充电插头和充电插座的绝缘部件应耐受非正常热和耐燃。 7.2.4.3 充电插头和充电插座的绝缘部件应由具有耐漏电起痕的材料制成。 7.2.5 耐腐蚀性 充电插头和充电插座中的金属部件在按8.15规定的试验方法进行耐腐蚀试验后，不应出现锈迹。 7.2.6 绝缘电阻 充电插头和充电插座的各端子之间、 端子与外壳可触及金属部件之间的绝缘电阻值不小于10 M。 7.2.7 绝缘耐压性能 充电插头和充电插座的各端子之间、端子与外壳可触及金属部件之间按8.17的规定进行试验时应 无击穿或闪络等破坏性放电现象。 7.2.8 使用寿命 对于充电模式3，在经过10000次空载带电插拔试验后应符合7.2.1的要求。 8 试验方法 8.1 一般规定 8.1.1 环境条件 无特殊说明时， 试验应在温度为18 28 、 相对湿度为45%75%、 大气压力为86 kPa106 kPa 环境中进行。 8.1.2 试验用仪表 所有测试仪表、设备应具有足够的精度和稳定度，其精度应高于被测指标精度一个数量级或误差 小于被测参数允许误差的三分之一。 8.2 结构外观检查 对充电插头和充电插座的结构外观进行检查， 其结果应符合7.1.1、 7.1.2、 7.1.3、 7.1.4、 7.1.5、 7.1.6、7.1.7的要求。 8.3 锁紧装置试验 将充电插头与充电插座插合时检验锁紧装置的功能，其结果应符合7.1.8的要求。 8.4 端子试验 SZDB/Z 29.72010 12 8.4.1 将导线固定到端子处，导线的最大长度为 1 m。每根导线均须经受表 7 规定的拉力值，所施力 与导线插入方向相反的方向施加，不得使用爆发力。施力时间 1 min。试验结果应符合 7.1.9.2 的要 求。 表7 端子拉拔试验值 标称横截面积 mm 2 拉力 N 0.5 15 2.5 50 4 50 120 200 150 220 185 240 240 260 8.5 充电电缆试验 8.5.1 对充电插头和充电插座连接导线的外观进行检验，其结果应符合 7.1.10.1、7.1.10.2、 7.1.10.3 的要求。 8.5.2 将导线的端部剥去 8 mm 长的绝缘层，使导线的一根线丝保持自由状态，将其余线丝完全插进 并夹紧在端子里。将自由线丝朝各个可能的方向弯曲，但不绕过隔板急剧弯曲，试验结果应符合 7.1.10.4 的要求。 8.6 插拔力试验 将充电插头均匀插入和拔出充电插座时分别测试所施加的外力，检验结果应符合7.1.11的要求。 8.7 防护等级试验 充电插头和充电插座应按GB 4208的规定进行防护等级试验， 应在插合和不插合两种状态下进行试 验。试验之后，应立即经受8.16规定的绝缘耐压性能试验。 8.8 机械强度试验 将充电插头的端子接上充电电缆，长度不少于2.5 m。将充电电缆的自由端固定于墙上高出地板75 cm之处。使充电电缆保持水平，充电插头端面与地面垂直，然后让其跌落于混凝土地板上。共进行8 次试验， 每次均在电缆固定点处使电缆转动45 o， 同时将充电插头和电缆之间的相对位置保持固定不变。 试验结果应符合7.1.14的要求。 8.9 耐振动性试验 振动试验按QC/T 413规定进行。充电插座应经受上下、左右、前后三个方向的扫频振动试验，每 一方向试验时间为8 h。将充电插座固定在振动试验台上并处于正常安装状态，在不工作状态下进行试 验。振动试验机的振动波形为正弦波，加速度波形失真应不超过25%，测试传感器安装在产品上或安装 在产品的夹具上。扫频试验条件见表8。 SZDB/Z 29.72010 13 表8 扫频试验条件 扫频范围 10 Hz500 Hz 振幅或加速度 1025 Hz 时，振幅 0.35 mm；25500 Hz 时，30 m/s2 扫频速率 1 oct/min 8.10 温升试验 试验电流采用交流电，电流值为额定电流。试验期间，试验电流应流经相触点。如有中性触点， 则要单独试验：试验电流流经中性触点及最靠近的相触点。 测试应持续进行直到达到端子热稳定值。 注1：连续3次读数，每次读数间隔不少于10 min，读数值的变动幅度未超过2时，为热稳定值已达到。 温度可用融化颗粒、变色指示器或热电偶进行测量。这些测量装置应选择放置到对被测定温度的 影响可忽略不计的地方，温升测试电流为额定电流值。 8.11 耐温性试验 将充电插头和充电插座放入恒温箱内，温度从室温逐渐升至120 2 ，保温8 h；然后取出在 空气中冷却至室温。再将其放入低温箱内，逐渐降温至-40 2 保温8 h；然后取出待升温至室温 后观察其变化,并按8.11进行温升试验。 8.12 耐氧老化试验 将充电插头和充电插座的非金属部件，在压力为2.0 MPa、温度为702 的氧气中放置168 h， 目测其变化状态 8.13 耐热、耐燃和耐漏电起痕的试验 8.13.1 充电插头和充电插座应在温度为 1105 的高温试验箱里进行 1 h 的耐热试验。 8.13.2 绝缘部件按 GB/T 11918-2001 中 27.4 规定的试验方法进行耐燃试验。 8.13.3 绝缘部件按 GB/T 4207-2003 规定的试验方法进行耐漏电起痕试验。 8.14 耐腐蚀性能试验 将充电插头和充电插座的金属部件浸入四氯化碳、三氯乙烷或等效脱脂剂中10 min，以去除所有 油脂。然后，将部件放入温度为205 、含10%水溶液的氯化铵中10 min。 将金属部件上的液滴甩掉后放进装有温度为(1205)的饱和水汽的空气的盒子里10 min。 在温度为1005的加热箱里烘10 min后，试验结果应满足7.2.5的要求。 8.15 绝缘电阻试验 在各部件之间施加1000 V的直流电压进行绝缘电阻测量。 8.16 绝缘耐压性能试验 在8.16中规定的各部件之间施加50 Hz60 Hz的正弦波形交流电压，试验电压为（2 U+1000）V， 历时1 min，其中U为充电插头和充电插座的额定电压。 8.17 使用寿命试验 SZDB/Z 29.72010 14 对二种充电模式的充电插头和充电插座进行空载带电插拔试验， 按7.2.8要求的次数进行操作， 完 成后按8.11规定的试验进行温升测试。 9 检验规则 9.1 检验项目 检验项目见表9。 9.2 出厂检验 产品出厂前应按表9规定项目进行逐只检验。 9.3 抽查检验 9.3.1 抽查检验项目应按表 9 的规定进行 9.3.2 抽查试件，应从近期生产、经出厂检验合格的批次中抽取，抽样基数不少于 100 件或根据需要 突击随机抽样，抽样数量不少于 3 件。 9.4 型式检验 在下列情况之一，充电插头和充电插座必须按表9规定的项目进行型式检验： a) 新设计或设计参数、工艺、材料有重大变更时； b) 停车半年以上，重新恢复生产； c) 连续生产满一年。 9.5 其他 经检验或试验合格后的试件，若检验项目会影响其使用性能或使用寿命者，不能作为合格产品出 厂。 表9 检验项目 序号 试验（检验）项目名称 试验方法章条号要求章条号 出厂检验 抽查检验 型式检验 1. 外观试验 8.2 7.1.17.1.7 2. 锁紧装置试验 8.3 7.1.8 3. 端子试验 8.4 7.1.9 4. 充电电缆试验 8.5.1 7.1.10.17.1.10.3 8.5.2 7.1.10.4 5. 插拔力试验 8.6 7.1.11 6. 分断能力试验 8.7 7.1.12 7. 防护等级试验 8.8 7.1.13 8. 机械强度试验 8.9 7.1.14 9. 耐振动性试验 8.10 7.1.15 10.温升试验 8.11 7.2.1 11.耐温性试验 8.12 7.2.2 12.耐氧老化性试验 8.13 7.2.3 SZDB/Z 29.72010 15 表 9 检验项目（续） 序号 试验（检验）项目名称 试验方法章条号要求章条号 出厂检验 抽查检验 型式检验 13. 耐热、耐燃和耐漏电起 痕试验 8.