SZDBZ 29.7-2010 电动汽车充电系统技术规范 非车载充电机电气接口.doc

ICS43.080T 47SZDB/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 systemPart 7: Electric vehicle off-board charger coupler2010- 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目次前言21 范围32 规范性引用文件33 术语和定义34 技术参数45 电动汽车充电模式56 功能定义与结构尺寸57 要求98 试验方法119 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。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1PP 控制确认2S+ 充电通信CAN-HS- 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3-1CM32 充电模式3-25 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33-1600 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3-2750 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 Vd.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 Vd.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 ADC600 V d.c. 300 APES+2 AS2 A2 AA+12 V+ 20 AA-12 V- 20 A6.1.1.3 CM31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 ADC750 V d.c. 600 APES+2 AS2 A2 AA+24 V+ 20 AA24 V 20 A6.1.2.3 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。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。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mm2功率及信号导线保护接地（PE）导线20.5162.54300 d.c.1201852550600 d.c.1852405095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mm2拉力N0.5152.5504501202001502201852402402608.5 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45o，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。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/min8.10 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8.27.1.17.1.72.锁紧装置试验8.37.1.83.端子试验8.47.1.94.充电电缆试验8.5.17.1.10.17.1.10.38.5.27.1.10.45.插拔力试验8.67.1.116.分断能力试验8.77.1.127.防护等级试验8.87.1.138.机械强度试验8.97.1.149.耐振动性试验8.107.1.1510.温升试验8.117.2.111.耐温性试验8.127.2.212.耐氧老化性试验8.137.2.3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8.14.17.2.4.18.14.27.2.4.28.14.37.2.4.314.耐腐蚀性能试验8.157.2.515.绝缘电阻试验8.167.2.616.绝缘耐压性试验8.177.2.717.使用寿命试验8.187.2.9AA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A.1 概述由于充电模式3的直流快充充电接口没有充电导引电路，在充电过程中充电接口的带载插拔有可能对操作人员造成伤害。因此需要电动车辆与充电设备在充电逻辑上加以控制，以保证在插拔充电接口的时自动切断负载，保护人身安全。A.2 保护原理充电接口的插头分别设有成对的通讯端子，直流输出端子及12/24 V供电端子，其中端子长度顺序为：直流输出端子12/24 V供电端子通讯端子。因此可以保证充电接口在插拔过程中，直流输出端子为最先接触或最后断开，通讯端子最后接触或最先断开。图A.1为推荐的带载插拔保护原理图。充电过程逻辑顺序为：1) 充电设备通过12/24 V供电端子向电动汽车电池管理系统供电；2) 电池管理系统与充电设备进行通讯；3) 充电设备开始对电动汽车进行充电；4) 充电过程中，一旦通讯出现中断，充电设备立即关闭输出；5) 充电过程中，供电设备提供的12/24 V供电中断后，应有断路继电器切断直流充电回路。 这就保证了因为操作失误而断开充电接口时，通讯端子及12/24 V供电端子先于直流输出端子断开。从而保证了插拔充电接口的过程不带载。图A.1 直流充电接口带载插拔保护原理图BB附录B （规范性附录）充电接口结构尺寸B.1 CM31充电接口结构尺寸图直流充电接口额定工作电压不超过600 V，额定工作电流不超过300 A。其充电插头和充电插座结构尺寸见图B.1和图B.2 。图B.1 CM31接口充电插头物理尺寸图B.2 CM31接口充电插座物理尺寸B.2 CM32充电接口结构尺寸图直流充电接口额定工作电压不超过750 V，额定工作电流不超过600 A。其充电插头和充电插座物理尺寸见图B.3、图B.4。图B.3 CM32直流接口充电插头物理尺寸图B.4 CM32 直流接口充电插座物理尺寸_19