T-CCMA 0110-2020 工业车辆 非车载传导式充电机

ICS53.060T/CCMA0110—2020工业车辆非车载传导式充电机中国工程机械工业协会IT/CCMA0110—2020 Ⅲ 12规范性引用文件 13术语和定义 14基本参数 15技术要求 26试验条件 67检验规则 16ⅢT/CCMA0110—2020本文件按照GB/T1.1—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。本文件由中国工程机械工业协会提出并归口。本文件由中国工程机械工业协会工业车辆分会组织制修订。本文件起草单位：韶关比亚迪实业有限公司、北京起重运输机械设计研究院有限公司、安徽合力股份有限公司、杭叉集团股份有限公司、林德(中国)叉车有限公司、龙工(上海)叉车有限公司、诺力智能装备股份有限公司、宁波如意股份有限公司、永恒力叉车制造(上海)有限公司、浙江中力机械有限公司、杭州鹏成新能源科技有限公司、中山市浩成自动化设备有限公司、北京德龙电力设备有限公司、广东爱普拉新能源技术股份有限公司。本文件主要起草人：周文会、赵春晖、朱敏、张金侠、江博、潘鹏飞、周维和、马乙、潘利斌、郑振华、T/CCMA0110—20201工业车辆非车载传导式充电机本文件规定了工业车辆非车载传导式充电机(以下简称“充电机”)的基本参数、技术要求、试验方本文件适用于以锂离子电池为动力的工业车辆用非车载传导式充电机。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/T2423.55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GB/T4208外壳防护等级(IP代码)GB/T10963.1电气附件家用及类似场所用过电流保护断路器第1部分：用于交流的断路器GB/T13306标牌GB/T13384机电产品包装通用技术条件GB/T14048.2低压开关设备和控制设备第2部分：断路器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JB/T10095—2010工业电池用充电设备T/CCMA0070电动工业车辆非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议3术语和定义JB/T10095—2010界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1额定输入电压nominalinputvoltage充电机正常工作的，由制造商设计规定的，标准供电电源电压。4基本参数4.1额定输入电压单相充电机的输入电压标称值为交流220V。三相充电机的输入电压标称值为交流380V。充电机的额定输入频率为50Hz或60Hz。在正常使用条件下，充电机输出电流应优先选用下列数值：2T/CCMA0110—20204.4额定输出电压在正常使用条件下，充电机输出电压应优先选用下列数值：5技术要求5.1环境工作条件5.1.1正常环境工作温度为-20℃~50℃。5.1.2相对湿度为5%～95%。5.1.3海拔不应超过2000m。5.1.4输入电压波动范围为±15%。充电机外壳应平整，无明显凹凸痕、划痕、变形等缺陷。表面涂覆层应均匀、不应脱落，无锈蚀、毛刺、裂纹等缺陷和损伤。充电机在独立带电回路与地(金属外壳)之间，非电气连接的各带电回路之间的绝缘电阻不应小于充电机进行绝缘耐压试验时，试验部位不应出现绝缘击穿或闪络现象。5.3.3电气间隙及爬电距离充电机电气间隙及爬电距离应满足表1的要求。表1电气间隙及爬电距离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和爬电距离，应小母线、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绝缘注：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3T/CCMA0110—2020直接接触防护通过IPXXB试指进行试验，IPXXB试指不应触及危险带电部件；间接接触防护试验，充电机接地电阻值不应超过0.1Ω。充电机的输出特性应满足下列要求：a)充电机输出电压误差不超过±1%;b)在充电机设定的输出电流整定值大于30A时，输出电流误差不超过±1.5%;在充电机设定的输出电流整定值不超过30A时，输出电流误差不超过±0.5A;c)稳压精度不超过±1%;d)稳流精度不超过±1.5%;e)当充电机输出功率大于额定功率的50%时，功率因数不小于0.9,效率不小于90%;f)均流不平衡度不超过±5%;g)当输出电压超过整定值时，充电机应能自动降低输出电流值，从而限制输出直流电压的增加；当输出电压回调到整定值以下时，充电机恢复恒流状态运行；h)当输出电流超过整定值时，充电机应能降低输出电压值，从而限制输出直流电流的增加；当输出电流回调到整定值以下时，充电机恢复恒压状态运行。充电机应至少能显示输出电压、输出电流、充电时间、电池电量、故障状态等信息，显示字符应清晰、充电过程中，充电机应能及时获得充电参数和充电实时数据。充电机与电池管理系统之间的通信协议宜满足T/CCMA0070的要求。5.3.6.3限制输入电流过冲功能充电机应具备限制输入电流过冲的能力，启动充电机时产生的输入电流过冲值不应大于额定输入电流峰值的10%。充电机输出电流从零上升并稳定在额定值时的时间应在3s～8s;充电机启动和停机时，输出电压瞬时值不应超过额定输出电压的105%。充电过程中，启动急停装置，充电机应立即停止工作。充电机宜有预充电功能，先检测电池电压并判断是否正常，当电压过低时，用小电流预充电，直至电压恢复正常。T/CCMA0110—202045.3.7充电连接装置充电机用充电连接装置宜满足GB/T20234.1及GB/T20234.3的要求。5.3.8.1输出过电压保护充电机输出电压达到最高输出电压保护阈值时，应切断输出并给出报警提示。充电机输出电压达到最低输出电压保护阈值时，应切断输出并给出报警提示。5.3.8.3输出过电流保护充电机在输出电流达到120%额定输出电流时，应切断输出并给出报警提示。5.3.8.4输出短路保护充电机在输出发生短路时，保护装置应动作，并满足以下要求。a)当充电机发生输出短路时，应立即停止充电，并发出报警提示或故障信息。b)当短路故障消失后，充电机应可以正常工作，高频开关电源充电机应无零部件损坏或功能丧失。晶闸管相控充电机除允许输出快速熔断器熔断外，应无其他零部件损坏或功能丧失。5.3.8.5输入过压保护充电机输人电压超过输入过压保护阈值时，充电机输入过压保护应启动给出报警提示，输入过压保护阈值不应小于115%额定值。充电机输人电压低于输入欠压保护阈值时，充电机输入欠压保护应启动并给出报警提示，输入欠压保护阈值不应大于85%额定值。5.3.8.7输入电压断相保护对三相输入的充电机，当输人电压发生断相时，保护装置应动作，立即停止充电，并给出报警提示。5.3.8.8温度超限保护充电机温度超过其限定值，保护装置应动作，立即停止充电，并给出报警提示。5.3.8.9充电超时保护充电机充电时间超过限定值时，保护装置应动作，立即停止充电。当电池充满时，保护装置应动作，应立即停止充电。充电机宜具有绝缘保护的功能，具有绝缘保护的功能的充电机应满足以下要求：T/CCMA0110—20205a)充电机应有绝缘监测装置，当充电机内部绝缘电阻下降超过允许值时应及时报警，必要时停止b)蓄电池模块和总成应有绝缘监测装置，当其绝缘电阻下降超过允许值，应向充电机发送报警提示并要求停止充电。充电机输入端应安装具有过载和短路保护功能漏电开关，且应符合GB/T10963.1或GB/T14048.2的相关要求。当动力蓄电池与充电机输出正，负极反置，充电机应切断直流输出并给出报警提示。充电机的连接确认触头或通信触头断开时，充电机宜切断直流输出并给出报警提示。5.3.9温升保护在额定条件下运行，充电机内各部件的温升不应超过表2的规定值并满足相应零部件的耐温等级。表2充电机各部件的极限温升部件或器件极限温升/功率器件变压器、电抗器B级绝缘F级绝缘H级绝缘与半导体器件的连接处与半导体器件的连接处的塑料绝缘线铜-铜(母线连接处)铜搪锡铜搪锡(母线连接处)可接触的外壳和覆盖金属表面绝缘表面30(绝对温度不应超过60℃)在背景噪声不大于40dB时，充电机的工作噪声不应大于65dB(A)。5.5外壳防护等级充电机的防护等级不应低于GB/T4208中规定的IP20。5.6环境可靠性5.6.1充电机经高温储存、低温储存试验后，在试验环境条件下恢复2h,其绝缘电阻应满足5.3.1要求，且充电机应能正常工作并显示正常。T/CCMA0110—202065.6.2充电机在高温工作、低温工作试验、温度变化试验中充电及显示正常，试验结束后在试验环境条件下恢复2h,其绝缘电阻应满足5.3.1要求，且充电机应能正常工作并显示正常。5.6.3充电机在恒定湿热试验中充电及显示正常，试验后立即在试验环境条件下进行绝缘电阻和绝缘耐压试验，绝缘电阻不小于1MΩ,绝缘耐压按要求的75%施加测量电压，且充电机应能正常工作并显示正常。5.6.4充电机经振动试验后，各部件不应有松动、开裂的现象，其绝缘电阻及绝缘耐压应满足5.3.1及5.3.2的要求，且充电机应能正常工作并显示正常。5.6.5充电机经冲击试验后再进行外壳防护和恒定湿热试验，经冲击试验后充电机湿热性能满足5.6.3的要求，IP等级不受影响，不会因变形而使带电部分与外壳相接触，且充电机应能正常工作。5.6.6充电机经自由跌落试验后，其外观、结构不应有损伤，且充电机应能正常工作并显示正常。5.7耐久试验充电机在额定负载下持续充电360h,试验中及试验后充电机应正常工作并显示正常，试验后充电机绝缘电阻和绝缘耐压试验应符合5.3.1和5.3.2的要求。5.8电压跌落试验充电机经24h电压跌落试验，试验中及试验后充电机应正常工作并显示正常，试验后效率应满足5.3.5的要求。充电机经不少于1h的老化试验后，试验中及试验后充电机正常工作并显示正常，且试验后表3中的项目应满足相应要求。表3老化试验后检验项目检验项目6试验方法6.1试验条件6.1.1试验环境条件除环境试验条件外，其他试验均在测量和试验用标准大气条件下进行。在每一项目的试验期间内，试验环境条件应相对稳定，即：a)环境温度：15℃~35℃;b)相对湿度：10%～90%;T/CCMA0110—20207c)大气压力：86kPa～106kPa。6.1.2试验仪器要求除另有规定外，试验中所使用的仪器仪表应满足下列要求：a)所用测量仪器、仪表通过计量检定或校准，证书在有效期内；b)测量仪器、仪表的测量范围覆盖被测量的测量范围；c)测量仪器、仪表或系统的测量不确定度优于被测量的允许误差的1/3;d)测量值在选用仪器、仪表量程的1/5以上。目测检查充电机外观是否符合要求。6.3绝缘电阻试验按表4选取合适电压等级的绝缘电阻测试仪，在充电机非电气连接的各带电回路之间、各独立带电回路与金属外壳之间施加直流电压，测量其绝缘电阻。表4绝缘试验电压等级注1:除非另有规定，充电机额定绝缘电压为其正常工作6.4绝缘耐压试验在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)之间按表4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1.5倍),检查充电机是否有击穿或闪络现象。6.5电气间隙及爬电距离用测量工具测量充电机规定部位的最小间隙是否符合表1要求。6.6电击防护试验电击防护试验按照如下步骤进行：a)直接接触防护通过IPXXB试指进行试验，充电机不用工具就能打开的外壳部分被打开后，试指应不易触及危险带电部件；b)间接接触防护通过接地电阻测试仪测量，测量充电机中能触及的金属部件与外壳接地点处的电阻，依据具体情况选取各处关键测量点，取点总数应不少于10处。如果测量点涂覆防腐漆，需将防腐漆刮去，露出非绝缘材料后再进行试验。6.7输出电压误差试验充电机连接负载，并设置在恒压状态下运行，输入电压为额定值，设置输出电压在上、下限范围内，8T/CCMA0110—2020调整负载电流为50%额定输出电流，分别测量充电机的输出电压U2。测得的输出电压误差按公式(1)计算：式中：△U——输出电压误差；U2——交流输入电压为额定值且负载电流为50%的额定输出电流时，输出电压的测量值；U2o——设定的输出电压。6.8输出电流误差试验充电机连接负载，并设置在恒流的状态下运行，输入电压为额定值，设定输出电流在20%额定输出电流至最大输出电流范围内，周整输出电压在上下限范围内的中间值，分别测量充电机的输出电流I2。测得的输出电流误差按公式(2)计算：式中：△I——输出电流误差；I2—交流输入电压为额定值且输出电压在上下限范围内的中间值时，输出电流的测量值；I2—设定的输出电流。充电机连接负载，并设置在恒压状态下运行，设定输出电压值，调整输入电压分别为85%、100%、115%额定值时，调整负载电流为零至最大输出电流值，分别测量充电机的输出电压U,,找出上述变化范围内充电机输出电压的极限值Um。在上下限范围内改变输出电压设定值，重复上述测量。测得的稳压精度按公式(3)计算：测得的稳压精度按公式(3)计算：式中：U2——交流输入电压为额定值且负载电流为50%的额定输出电流时，输出电压的测量值；Um——输出电压的极限值。6.10稳流精度试验充电机连接负载，并设置在恒流状态下运行，设定输出电流值，调整输入电压分别为85%、100%、115%额定值时，调整输出电压在上下限范围内，分别测量充电机的输出电流I2,找出上述变化范围内充电机输出电流的极限值Im。在20%～100%额定输出电流值范围内改变输出电流的整定值，重复上述测量。测得的稳流精度按公式(4)计算：式中：δi——稳流精度；I2——交流输入电压为额定值且输出电压在上下限范围内的中间值时，输出电流的测量值；T/CCMA0110—20209Im——输出电流的极限值。6.11效率及功率因数试验充电机连接负载，设置在恒压状态下运行，输入额定电压，设定输出电压整定值为上限值，调整负载电流为50%～100%额定输出电流值，测量充电机的输入有功功率、输入功率因数和输出功率；调整充电机在恒流状态下运行，输入额定电压，设定输出电流整定值为额定值，在上下限范围内改变输出电压整定值，测量充电机的输入功率因数、输入有功功率和输出功率。充电效率按公式(5)计算：…………P2——直流输出功率；P;——交流输人有功功率。6.12均流不平衡度试验采用模块并联运行的充电机应进行均流不平衡度试验，充电机连接负载，并设置在恒压状态下运行，输入额定电压，设定输出电压整定值，调整负载电流为50%额定电流输出值至最大电流，分别测量各模块输出电流。在上、下限范围内改变输出直流电压整定值，重复上述测量。断开充电机任一个模块电源后，再次重复上述测量。均流不平衡度按公式(6)计算β——均流不平衡度；……I——实测模块输出电流的极限值；Ip——N个模块输出电流的平均值；In——模块额定电流值；6.13限压特性试验充电机连接负载，并设置在恒流状态下运行，调整负载使输出电压增加，当输出电压超过设定值时，充电机应能自动降低输出电流值，从而限制输出电压的增加；当输出电压回调到设定值以下时，充电机恢复恒流状态运行。6.14限流特性试验充电机连接负载，并设置在恒压状态下运行，调整负载使输出电流增加，当输出电流超过设定值时，充电机应能降低输出电压值，从而限制输出电流的增加；当输出电流回调到设定值以下时，充电机恢复恒压状态运行。6.15功能试验6.15.1显示功能试验充电机连接电池系统，并进行启停操作，在各种状态下，检查充电机的显示信息是否符合要求。T/CCMA0110—20206.15.2通信功能试验搭建充电机与电池管理系统、充电机与上级监控系统的通信环境(适用时),充电机在充电过程中，检查充电机通信协议是否能及时获得充电参数和充电实时数据。6.15.3限制输入电流过冲功能充电机连接额定负载，启动充电机输出，测量充电机输入峰值电流。6.15.4软启动功能试验充电机连接额定负载，启动充电机输出至电流稳定后停机，记录输出电压及输出电流变化曲线。充电机连接负载，启动充电机输出，再启动急停装置，检查充电机是否能停止工作。6.15.6预充电功能试验电池模拟被深度放电或长期搁置导致电压过低的状态下，连接充电机进行充电，检查充电机是否有预充电的功能。6.16充电连接装置充电机用充电连接装置应按GB/T20234.1及GB/T20234.3的规定进行试验。6.17保护试验6.17.1输出过电压保护在输入电压为额定值，且输出电流在允许的范围内，充电机在正常恒流工作状态下运行，增大负载电阻，使输出电压达到最大输出电压设定值，检查充电机是否能切断输出并给出报警提示。6.17.2输出欠电压保护在输入电压为额定值，且输出电流在允许的范围内，充电机在正常恒流工作状态下运行，减小负载电阻，使输出电压达到最低输出电压设定值，检查充电机是否能切断输出并给出报警提示。6.17.3输出过电流保护在输入电压为额定值，且输出电压在允许的范围内，调节输出电流达到120%额定输出电流，检查充电机是否能切断输出并给出报警提示。6.17.4输出短路保护充电机连接负载，充电机正常运行时，模拟输出短路，检查充电机是否能切断输出并给出报警提示或故障信息，且在短路故障恢复后充电机能够正常工作。短路保护设备的I2t不应超过5×10SA2s。6.17.5输入过电压保护试验充电机连接负载，并设置在额定负载状态下运行，调节输入电压超过输入过压保护阈值时，检查充电机输入过压保护是否启动并给出报警提示。充电机连接负载，并设置在额定负载状态下运行，调节输入电压低于输入欠压保护阈值时，检查充电机输入欠压保护是否启动并给出报警提示。对三相输入的充电机，充电机正常运行时，模拟输入电压断相，检查充电机是否能立即停止充电并给出报警提示。充电机正常运行时，模拟发热器件温度超过其设定值，检查充电机是否能立即停止充电并给出报警6.17.9充电超时保护充电机正常运行，当运行时间超过设定值时，检查充电机是否立即停止充电。当电池充满时，检查充电机是否立即停止充电。在正常充电过程中，模拟充电机内部发生绝缘电阻下降超过设定值时，检查充电机是否发出报警提示，必要时是否停止充电；模拟蓄电池模块或总成发生绝缘电阻下降超过设定值时，检查是否向充电机发出报警提示并要求停止充电。6.17.12漏电保护否满足其要求。将电池与充电机输出正、负极反置，启动充电机输出，检查充电机是否能切断输出并给出报警提示。充电机连接负载，将充电连接装置中的连接确认触头或通信触头断开，进行充电操作，检查充电机是否切断输出并给出报警提示；充电机设置在额定负载下运行，将充电连接装置中的连接确认触头或通信触头断开，检查充电机是否切断输出并给出报警提示。温升试验按照下述步骤进行：T/CCMA0110—2020处测量；b)使充电机处于正常工作状态，输入端连接电网额定输入电压，输出端连接负载电阻箱，调节充电机输出至额定电压及额定电流；c)检查各部件的温度，直至热平衡，如果30min内温度上升值不大于2℃即认为达到热平衡；d)连续记录被测点的温度，绘制温升曲线。6.19噪声试验在背景噪声不大于40dB的环境下，充电机在额定条件下运行，用声级计进行噪声测试，在距充电机前、后、左、右各1m,距地面1m~1.5m的距离，测量噪声(A计权声压级),分别测量3次，取平均值，充电机的工作噪声取其最大值6.20外壳防护等级外壳防护等级应按照GB/T4208规定的方法进行试验。6.21高温储存试验充电机(含充电连接装置)置于高温箱内，在70℃恒温环境下储存48h,试验结束后，充电机在试验环境条件下恢复27,测量充电机的绝缘电阻，检查充电机是否能正常工作，并显示正常。6.22低温储存试验充电机含充电连接装置)置于低温箱内，在一40℃恒温环境下储存48h,试验结束后，充电机在试验环境条件下恢复2h,测量充电机的绝缘电阻，检查充电机是否能正常工作并显示正常。6.23高温工作试验将充电机处于正常工作时的连接状态，输人端连接额定输入电压，输出端连接额定负载，且充电机(含充电连接装置)置于高温箱内，在70℃恒温环境下储存8h,再降温至50℃储存8h后启动充电机工作96h,试验中，观察充电机工作及显示是否正常。试验结束后，充电机在武验环境条件下恢复2h,测量充电机的绝缘电阻，检查充电机是否能正常工作并显示正常。6.24低温工作试验将充电机处于正常工作时的连接状态，输入端连接额定输人电压，输出端连接额定负载，且充电机(含充电连接装置)置于低温箱内，在—40℃恒温环境下储存8h,再升温至-20℃,储存8h后启动充电机工作24h,试验中，观察充电机工作及显示是否正常。试验结束后，充电机在试验环境条件下恢复2h,测量充电机的绝缘电阻，检查充电机是否能正常工作并显示正常。6.25温度变化试验将充电机处于正常工作时的连接状态，输入端连接额定输入电压，输出端连接额定负载，且充电机(含充电连接装置)置于低温箱内，单个循环温度变化如图1所示，其中最高工作温度Top.max为50℃,最低工作温度Ton.min为-20℃,在2.5h～7h时间段启动充电机工作。试验时间，以上8h为1个循环，共进行30个循环。试验中，观察充电机工作及显示是否正常。试验结束后，充电机在试验环境条件下恢复2h,测量充电机的绝缘电阻，检查充电机是否能正常工作并显示正常。T/CCMA0110—2020温度/℃温度/℃2012.53.5578时间/h图1温度变化试验曲线图6.26恒定湿热试验将充电机处于正常工作时的连接状态，输入端连接额定输入电压，输出端连接额定负载，且充电机(含充电连接装置)置于恒温恒湿试验箱内，温度为40℃±2℃,湿度为(93±3%,储存95h后，启动充电机工作1h,试验中观察充电机工作及显示是否正常。试验结束后，在试验环境条件下测量充电机的绝缘电阻，并按要求的75%施加测量电压进行绝缘耐压试验，检查充电机是否能正常工作并显示正常。6.27振动试验充电机在不工作状态下安装于振动试验台上，按照表5所示的参数加载试验。表5振动加载参数频率/Hz位移/mm加速度/(m/s)扫频速率/oct/min)10～570.07557～150振动轴向：X、Y、Z三个互相垂直的轴向，分别指充电机的前后、左右、上下方向，每个轴向各10个周期，扫频从10～150～10为1个周期。试验后检查充电机是否能正常工作并显示正常，测量充电机的绝缘电阻，并进行绝缘耐压试验。注2:当制造商规定的振动等级高于上述要求时，可采用供应商规定的试验方法进行试验，但技术要求不能降低。6.28冲击试验按照GB/T2423.55的规定进行试验，剧烈冲击能量为20J,使用撞击元件等效质量为5kg,跌落高度为0.4m。在充电机每个支撑部件的垂直面选取3个不同部位分别进行摆锤试验，再在充电机水平面选取3个不同部位进行垂直落锤试验。试验后，检查充电机是否会因变形而使带电部分与外壳接触，及是否能正常工作并显示正常。6.29自由跌落试验充电机按照以下方法进行自由跌落试验：a)跌落高度：1000mm;T/CCMA0110—2020b)试验表面：混凝土地面；c)跌落次数：3个相互垂直的方向，每个方向跌落2次。试验后，检查充电机外观结构是否有损伤，及是否能正常工作并显示正常。6.30耐久试验将充电机处于正常工作状态，输入端连接额定输入电压，输出端连接额定负载，启动充电机工作，显示屏显示正常。当充电机充电超时，应停止充电后再立即重新启动。充电机按照以上的模式持续充电360h。试验中及试验后，检查充电机是否能正常工作并显示正常。试验后，测量充电机的绝缘电