T-CPHA 18-2023 电动式集装箱空箱堆高机电气驱动系统技术要求

ICS03.220.40CCSR40CPHA2023-06-06发布2023-09-01实施中国港口协会发布IT/CPHA18-2023前言 2规范性引用文件 3术语和定义、缩略语 4系统构成 25技术要求 2附录A(资料性)电池系统、驱动电机控制器、驱动电机的热平衡试验方法 5附录B(资料性)驱动电机控制模式试验方法 7T/CPHA18-2023T/CPHA18-2023前言本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国港口协会提出并归口。本文件起草单位:厦门集装箱码头集团有限公司、三一海洋重工有限公司、青岛前湾集装箱码头有限责任公司。本标准主要起草人:李美贞、廖荣华、周宝山、刘洋、陈瑞锦、李江涛、陈晓锐、林和鹏、金晶、王国华、叶心喜、王力行。T/CPHA18-20231电动式集装箱空箱堆高机电气驱动系统技术要求本文件规定了电动式集装箱空箱堆高机电气驱动系统的系统构成和技术要求。本文件适用于电动式集装箱空箱堆高机电气驱动系统的制造和使用。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;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/T2408塑料燃烧性能的测定水平法和垂直法GB/T17619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/T18488.1电动汽车用驱动电机系统第1部分:技术条件GB/T20234.1电动汽车传导充电用连接装置第1部分:通用要求GB/T20234.3电动汽车传导充电用连接装置第3部分:直流充电接口GB/T24347电动汽车DC/DC变换器GB/T26945集装箱空箱堆高机GB/T26949.9工业车辆稳定性验证第9部分:搬运6m及其以上长度货运集装箱的平衡重式叉车GB/T27930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/T29771.1工业机械数字控制器第1部分:通用技术条件GB/T31484电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法GB/T31485电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法GB/T31486电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法GB38031电动汽车用动力蓄电池安全要求GB/T38661电动汽车用电池管理系统技术条件3术语和定义、缩略语GB38031界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1术语和定义GB38031界定的以及下列术语和定义适用于本文件。电动式集装箱空箱堆高机电气驱动系统theeIectricdri以电池组为动力源,通过控制器控制驱动电机运行,为集装箱空箱堆高机工作机构、行走机构、辅助系统提供动力的装置。3.2缩略语下列缩略语适用于本文件。2T/CPHA18-2023BMS—电池管理系统(BatteryManagementSystem)Soc——室温荷电状态(Stateofcharge)SoH——电池健康度(StateofHealth)4系统构成电动式集装箱空箱堆高机(以下简称“堆高机”)电气驱动系统应由电池系统、驱动电机控制器、驱动电机、电气控制系统和辅助系统构成,其结构示意见图1。54标引序号说明:1电池系统;2-驱动电机控制器;3-驱动电机;4-电气控制系统;5-辅助系统。图1电动式集装箱空箱堆高机电气驱动系统结构示意5技术要求5.1一般要求5.1.1堆高机电气驱动系统环境条件、性能与安全应符合GB/T26945的规定。5.1.2堆高机的行驶最大速度宜不低于20km/h,爬坡度应不小于3%。5.1.3电气驱动系统宜设置能量回馈系统。5.1.4工作环境温度低于2℃时,电池宜设置加热保温装置。5.1.5充电接口型式应符合GB/T20234.1和GB/T20234.3的规定,通讯协议应符合GB/T27930的规定。5.1.6电磁兼容性应符合GB/T17619的要求。5.2电池系统5.2.1电池系统应由电池模组、冷却装置和BMS等构成。5.2.2电池系统持续输出功率应满足整机用电设备的最大功率需求,容量应满足用户作业对堆高机连续运行时长的要求。5.2.3电池系统应设有定向泄压和压力平衡装置,泄压压强应不大于50kpa。T/CPHA18-202335.2.4电池系统应设置紧急断电装置,紧急断电装置应具备手动切断功能。5.2.5电池系统应设置铭牌、高压危险警示标识及明显正负极标识。5.2.6电池系统安装和布置应满足GB/T26945的规定,并应符合设计规范。5.2.7电池系统与整车外壳等电位连接,防护等级应达到,P67要求。5.2.8电池模组的安全、性能要求应满足GB/T31485和GB/T31486的规定。.2.9电池模组的循环合GB/T31484要求,并应符合充放电循环处在20%~100%SOC区间次数达到3000次时,放不低于初始容量的80%。..0模组之间的连接器线束应采用铜芯电缆线。..组的线束应设置明显的高低束标识。5..统的冷却方式宜采用。5.2.13BMS的性能应符合GB/。5.2.14BMS应具有故障、,报警信息应包括过充电、过放电、过流、过温、绝缘故障、通信异常等。5.2.15BMS应充电、过放、、过温的保护功能。5.3驱动电5.3.2功率应不小于驱动电机功率的。5.3.3控制电源应符合GB/T24347的规定。5.3.4控制模式应具备转速控制模式与扭矩控制模式功能。的控制模式宜采用转速控制模式,行走机构的控制模式宜采用扭矩控制模式。5.3.5转速控制模式下的控制精度应符合产品技,值应不超过名义值的±5%。5.3.6扭矩控制模式下的控制精度应符合产,偏差值应不超过名义值的±3%。5.3.7驱动电机控制器应具有故障自。5.3.8安全性应符合GB/T18488.,备短、流、过电压、过热等保护功能。5.3.9防护等级不应低于,P67。5.4驱动电机5.4.1性能应符合GB/T18488.1的规定。5.4.2功率不应低于实际功率需求的110%,并应爬坡度、最大行驶速度工况下的功率进行验算确定。5.4.3驱动电机宜采用S9工作制的三相交流永磁机,绝缘等级不应低于F级。5.4.4驱动电机应配置冷却系统,其冷却系统满足以下要求:a)宜采用独立的液体冷却装置。b)管路应能承受不低于200kPa的压力,无渗漏。5.5电气控制系统5.5.1电气控制系统宜由控制器、线束、状态检测和应急保护装置构成。5.5.2电气控制系统与BMS、驱动电机控制器和驱动电机之间的信息交互应采用总线通讯。通讯连接线应采用双绞屏蔽线。5.5.3控制器性能应符合GB/T29771.1的规定。程序扫描周期应不大于20ms。5.5.4控制器防护等级应达到,P67。5.5.5线束阻燃性能应达到GB/T2408的规定,水平燃烧应不低于HB级,垂直燃烧应不低于V-0级。T/CPHA18-202345.5.6系统内部高低压线束应可靠固定,带电部分与金属之间应设有绝缘层保护。5.5.7状态检测应包括但不限于以下内容:a)行驶速度、手柄档位、吊具指示灯状态、载荷、门架高度、门架倾斜角度、报警信息b)电机温度、电机扭矩、电机转速、电机电流、电机电压;c)SOC、SOH、电池容量、电池温度、电池电流、电池功率、电池电压和绝缘电阻。5.5.8电气控制系统应设置故障报警记录功能。5.5.9电气控制系统应设置应急保护旁通开关,并应具备应急行走和载荷安全释放等功能。5.5.10电气控制系统应具备在起升机构门架运动至极限时的智能减速功能。5.6辅助系统5.6.1司机室、登机楼梯入口处应设置紧急停止开关,当紧急停止开关动作时,应切断整机控制电源。5.6.2司机室内应设置高速行走的提示装置,当行驶速度超过用户规定的限制速度时应发出提示信号。5.6.3电池系统SOC低于20%时,司机室宜有明显的声光报警提示,各机构动作速度应限制在50%额定速度以下。5.6.4堆高机宜配置自动灭火装置,对电池系统、线路起火进行自动监测保护。自动灭火装置启动时或检测到火源时应自动切断电源。5.6.5电气控制系统宜具备前进、后退行驶安全保护功能,宜能通过视觉和激光等技术实现对堆高机行驶前方的障碍物的检测及警示。5.6.6电气控制系统应设置操作主令不在空挡位置时,防止堆高机意外启动的安全保护机制。5.7其它要求5.7.1稳定性试验应满足GB/T26949.9的要求。5.7.2电池系统、驱动电机控制器、驱动电机的热平衡试验方法参见附录A。5.7.3驱动电机控制模式试验方法参见附录B。T/CPHA18-20235附录A(资料性)电池系统、驱动电机控制器、驱动电机的热平衡试验方法A.1试验仪器试验仪器宜满足以下条件:a)温度传感器,精度±5℃;b)数据采集器。A.2试验条件A.2.1试验条件宜符合GB/T26945的规定。A.2.2晴天且风速宜不大于6m/s。A.2.3试验集装箱宜为40’标准空集装箱。A.2.4试验场地宜为平整、干燥、清洁的地面,场地长度宜不小于22m、宽度宜不小于15m。A.2.5试验的初始位置宜见图A.1。其中,位置1为堆高机停放位;位置2为试验集装箱放置位,堆高机前轮中心与试验集装箱最外围相距5m;位置3为固定集装箱放置位,堆垛不少于2排的4层40/标准空集装箱。标引序号说明:1—堆高机停放位;2——试验集装箱放置位;3——固定集装箱放置位。图A.1试验初始位置示意A.3试验方法A.3.1试验开始时,宜用数据采集器分别测量驱动电机、驱动电机控制器和电池系统的温度。A.3.2堆高机操作时宜遵守设备安全操作规程,并宜按下列步骤操作:a)堆高机前行至位置2,吊起试验集装箱并放置在位置3的4层40/标准空集装箱上;b)吊具与试验集装箱分离后,堆高机后退至位置1;C)堆高机前行至位置3的作业区域,吊起试验集装箱并放置在位置2上;d)吊具与试验集装箱分离后,堆高机后退至位置1;e)完成a)~d)的步骤为一次循环,重复a)~d)的步骤进行不间断地操作和行驶,直至满足1h内60次循环的试验要求。A.3.3每隔10次循环或10min用数据采集器分别测量驱动电机、驱动电机控制器和电池系统的温度,并记录。A.3.4连续试验并记录不少于6次以上数据,热平衡试验结果记录见表A.1。T/CPHA18-20236表A.1热平衡试验结果记录记录循环数(次)140驱动电机温度(℃)记录循环数(次)驱动电机控制器温度(℃)电池SOC(%)电池单体最高温度(℃)电池单体最低温度(℃)A.3.5堆高机出现温度报警则停止试验。A.4数据处理跟踪驱动电机、驱动电机控制器和电池系统的试验数据,当连续3次试验结果的极差小于产品技术文件规定额定温升的1%时,可停止相应系统的试验,并取3次试验结果的平均值作为该系统的额定温升值。T/CPHA18-20237附录B(资料性)驱动电机控制模式试验方法B.1试验仪器试验仪器宜为数据采集器。B.2