充電間充電機(jī)設(shè)計(jì)改造要求及標(biāo)準(zhǔn)（北京昊瑞昌科技有限公司）

北京昊瑞昌科技有限公司具備大型蓄電池充電間的改造，公司具有多項(xiàng)自主研發(fā)的充電間充電機(jī)技術(shù)專利，公司設(shè)計(jì)的充電間充電機(jī)采用5套大功率充電柜、水箱及外置充電線組成。整套系統(tǒng)采用水冷散熱方式，充電主機(jī)安裝在指定機(jī)房?jī)?nèi)，單獨(dú)的每個(gè)充電柜采用60KW的充電機(jī)并聯(lián)組成，5套充電柜最終用銅排并聯(lián)到直流母排上。其中1-4號(hào)充電柜采用8個(gè)單機(jī)功率60KW充電模塊并聯(lián)，5號(hào)充電柜包括水箱、水泵、2套60KW充電模塊以及監(jiān)控系統(tǒng)組成。整套控制采用分層式CAN總線控制，整個(gè)充電柜參數(shù)設(shè)置靈活，既可以對(duì)單個(gè)電池充電也可以對(duì)不同電池組進(jìn)行關(guān)聯(lián)充電。還可以根據(jù)需要將電池組數(shù)據(jù)上傳到上位機(jī)監(jiān)控以及信息記錄，方便記錄以及打印整個(gè)充電數(shù)據(jù)。每路充電機(jī)采用手動(dòng)人為選擇啟動(dòng)、停止、急停以及參數(shù)設(shè)定（或通過(guò)CAN總線與BMS進(jìn)行通信）。充電機(jī)通過(guò)檢測(cè)電池狀態(tài)自動(dòng)調(diào)整充電機(jī)的工作，并且將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)上傳給充電機(jī)。

 

充電模塊采用脈寬調(diào)制（PWM）技術(shù)，核心元器件采用軍品級(jí)IC，以英飛凌第四代IGBT功率模塊作為開(kāi)關(guān)元器件，由濾波模塊、整流模塊、逆變模塊、功率變換模塊以及控制單元組成整個(gè)完善的系統(tǒng)體系。整機(jī)具有體積小、重量輕、高效節(jié)能、可靠性高等突出特點(diǎn)。

電源條件：

（1）交流輸入電壓：380V±15％；

（2）交流電源頻率：50Hz±1Hz；

（3）配電總功率：2300KW。

5.6規(guī)格參數(shù)：

(1)直流額定電壓：0-660V（手動(dòng)設(shè)定或程控）；

(2)直流額定電流：0-3000A（手動(dòng)設(shè)定或程控）；

(3)單機(jī)模塊功率：不小于60KW；

(4)穩(wěn)壓精度：≤0.5％；

(5)穩(wěn)流精度：≤0.5％；

(6)輸出紋波系數(shù)：≤1%；

(7)工作效率：92%；

(8)工作溫度：-20℃～+50℃；

(9)工作濕度：≤90%防結(jié)露；

(10)總諧波電流（THDi）:≤5%（額定輸入電壓，100%負(fù)載）；

(11)通信 接 口兩路CAN-bus，預(yù)留GPRS、以太網(wǎng)接口，可擴(kuò)展；

(12)顯示方式：電池電壓、電流、溫度、時(shí)間、狀態(tài)、容量、報(bào)警（充電柜5有操作監(jiān)控觸摸屏）；

(13)工作方式：手動(dòng)或BMS智能控制；

(14)充電模塊：具有多種充電模式可選；

(15)能提供多種充電方式（如按照能量、容量、時(shí)間等方式充電）；

(16)脫機(jī)工作功能：上位機(jī)出現(xiàn)問(wèn)題、通信中斷或者接其他負(fù)載后，設(shè)備能繼續(xù)進(jìn)行測(cè)試；

(17)具備管理員操作或身份識(shí)別，可以識(shí)別用戶身份，提供相關(guān)的用戶權(quán)限及操作功能；

(18)負(fù)載選擇：阻性、容性及其他任何形式負(fù)載；

(19)硬件雙閉環(huán)功能：恒流轉(zhuǎn)恒壓平滑過(guò)渡，無(wú)電流尖峰，無(wú)電流斷點(diǎn)；

(20)工作時(shí)間：連續(xù)運(yùn)行；

(21)保護(hù)功能：短路、防反接、過(guò)流、過(guò)壓、欠壓；

(22)冷卻方式：水冷；

(23)安裝方式：移動(dòng)式（機(jī)柜底部安裝腳輪方便移動(dòng)）；

(24)防護(hù)等級(jí)：連接器處IP65；整機(jī)IP33；

(25)報(bào)警方式：聲光報(bào)警；

(26)充電模塊外形尺寸：≤480×800×300mm（長(zhǎng)X寬X高）；

(27)充電柜外形尺寸：≤700×1000×2200mm（長(zhǎng)X寬X高）；

(28)特殊要求：在充電柜總的輸出直流母排正端串聯(lián)大電流高壓電磁繼電器一套；

(29)其他指標(biāo)：符合相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)并且滿足各種蓄電池充電方法，滿足車載設(shè)備防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)；

5.7結(jié)構(gòu)形式：

（1）分體式并機(jī)模式：充電柜由若干個(gè)充電模塊并聯(lián)組成，交直流變換和直流輸出控制兩部分結(jié)構(gòu)分立，它們之間通過(guò)電纜連接組成一套完整的充電機(jī)。充電機(jī)整流部分應(yīng)為模塊化設(shè)計(jì)，當(dāng)部分模塊出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)不影響其他模塊和整臺(tái)設(shè)備的正常使用。

（2）充電機(jī)應(yīng)具備通過(guò)加裝新的整流模塊，實(shí)現(xiàn)充電機(jī)增容改造，且改造方案不應(yīng)存在技術(shù)壁壘。

5.8功能要求：

5.8.1充電設(shè)定方式

a)自動(dòng)設(shè)定方式：在充電過(guò)程中，充電機(jī)依據(jù)蓄電池本身特性動(dòng)態(tài)調(diào)整充電參數(shù)、執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作，完成充電過(guò)程。

b)手動(dòng)設(shè)定方式：由操作人員設(shè)置充電電壓、充電電流、充電時(shí)間、充電容量等參數(shù)，充電機(jī)根據(jù)設(shè)定的參數(shù)執(zhí)行相應(yīng)操作，自動(dòng)完成充電過(guò)程。

c)充電機(jī)應(yīng)具備充電模塊自動(dòng)投切功能。當(dāng)檢測(cè)到某一充電模塊發(fā)生故障，能夠自動(dòng)切除該模塊，不影響充電機(jī)其他功率模塊的正常輸出

5.8.2人機(jī)交互功能

a)充電機(jī)應(yīng)顯示的信息：電源、充電、故障狀態(tài)指示；充電電壓、充電電流、已充電量、故障及報(bào)警信息；在手動(dòng)設(shè)定過(guò)程中的交互信息；充電結(jié)束之后，顯示本次消費(fèi)電量、以及已充容量等信息。

b)充電機(jī)可顯示的信息：充電時(shí)間、設(shè)定參數(shù)、溫度、電壓、電流、容量等。

c)信息顯示字符清晰、完整，應(yīng)不依靠環(huán)境光源即可辨認(rèn)。

5.8.3計(jì)量功能

充電機(jī)應(yīng)具有對(duì)電能量進(jìn)行計(jì)量的功能。電能計(jì)量裝置應(yīng)符合國(guó)家電網(wǎng)公司相關(guān)要求。

5.8.4刷卡開(kāi)機(jī)功能

充電機(jī)應(yīng)具備IC卡讀卡裝置，讀卡器支持M1卡片讀取，能夠與內(nèi)置電能計(jì)量裝置進(jìn)行通信，配合IC卡實(shí)現(xiàn)充電控制及充電計(jì)費(fèi)。

5.8.5通信功能

充電柜與充電柜，充電模塊與充電模塊之間采用穩(wěn)定性極高的CAN總線控制。

5.8.6保護(hù)功能

a)充電機(jī)應(yīng)具備電源輸入側(cè)的過(guò)壓、欠壓保護(hù)。當(dāng)出現(xiàn)交流輸入過(guò)壓、欠壓時(shí)，充電機(jī)應(yīng)能自動(dòng)切斷直流輸出并發(fā)出告警提示。

b)充電機(jī)應(yīng)具備輸出過(guò)壓保護(hù)。在電流指令值發(fā)生急劇變化或突然失去負(fù)荷時(shí)，輸出電壓也不得超過(guò)當(dāng)前輸出的10%。

c)充電機(jī)應(yīng)具備防止電池電流倒灌功能。

d)充電機(jī)在啟動(dòng)充電時(shí)應(yīng)需人工確認(rèn)啟動(dòng)。

e)充電機(jī)應(yīng)具備急停功能，能通過(guò)手動(dòng)開(kāi)關(guān)或上級(jí)監(jiān)控通信指令緊急停止充電。

f)充電機(jī)在充電過(guò)程中，應(yīng)保證蓄電池的充電電壓、充電電流不超過(guò)允許值。

g)充電機(jī)在充電過(guò)程中，當(dāng)出現(xiàn)蓄電池的溫度、電壓超過(guò)允許限值時(shí)，充電機(jī)應(yīng)停止充電。

h)充電機(jī)應(yīng)具備過(guò)溫保護(hù)功能。當(dāng)出現(xiàn)交直流變換功率單元過(guò)溫時(shí)，充電機(jī)應(yīng)能自動(dòng)切斷直流輸出并發(fā)出告警信號(hào)。

i)充電機(jī)應(yīng)具備直流輸出側(cè)的過(guò)壓、短路保護(hù)。當(dāng)出現(xiàn)直流輸出過(guò)壓時(shí)，充電機(jī)應(yīng)能自動(dòng)切斷直流輸出并發(fā)出告警信號(hào)；當(dāng)出現(xiàn)直流輸出短路時(shí)，充電機(jī)應(yīng)能自動(dòng)進(jìn)入限流輸出狀態(tài)。

j)充電機(jī)應(yīng)具備直流輸出側(cè)的絕緣監(jiān)察及絕緣降低報(bào)警功能。

k)充電機(jī)在停止充電時(shí)，應(yīng)保證直流輸出回路處于斷開(kāi)狀態(tài)。

5.8.7自動(dòng)負(fù)荷分配

具備多個(gè)直流輸出接口的同時(shí)，如多輛車的充電功率合計(jì)需求大于充電機(jī)可以提供的功率，可根據(jù)充電的次序、上級(jí)互動(dòng)平臺(tái)對(duì)用戶級(jí)別的認(rèn)證等策略，進(jìn)行自動(dòng)負(fù)荷分配。

5.8.8定時(shí)充電

支持設(shè)定時(shí)間后定時(shí)充電。

5.8.9有序充電

支持接受上級(jí)互動(dòng)平臺(tái)遠(yuǎn)程控制，進(jìn)行有序充電。

5.9性能要求

5.9.1環(huán)境防護(hù)要求

a)IP防護(hù)等級(jí)：充電機(jī)外殼防護(hù)等級(jí)不應(yīng)低于GB 4208-2008中IP32（室內(nèi)）的規(guī)定。

b)三防(防潮濕，防霉變，防鹽霧)保護(hù)：充電機(jī)內(nèi)印刷線路板、接插件等電路應(yīng)具有防潮濕、防霉變、防鹽霧處理，保證充電機(jī)在潮濕、鹽霧環(huán)境下正常運(yùn)行。

c)防銹(防氧化)保護(hù)：充電機(jī)鐵質(zhì)外殼和暴露的鐵質(zhì)支架、零件應(yīng)采用雙層防銹措施，非鐵質(zhì)的金屬外殼也應(yīng)具有防氧化保護(hù)膜或防氧化處理。

5.9.2電擊防護(hù)要求

充電機(jī)的電擊防護(hù)要求應(yīng)符合GB/T18487.1-2001中第9章的要求。

5.9.3電氣間隙和爬電距離

充電機(jī)的電氣間隙和爬電距離應(yīng)符合表1的規(guī)定。

表1電氣間隙和爬電距離

額定絕緣電壓Ui （V）	電氣間隙 （mm）	爬電距離 （mm）
Ui≤60	3	3
60＜Ui≤300	5	6
300＜Ui≤700	8	10
注1：當(dāng)主電路與控制電路或輔助電路的額定絕緣電壓不一致時(shí)，其電氣間隙和爬電距離可分別按其額定值選取。 注2：具有不同額定值主電路或控制電路導(dǎo)電部分之間的電氣間隙與爬電距離，應(yīng)按額定絕緣電壓選取。

5.9.4絕緣性能要求

a)絕緣電阻：用開(kāi)路電壓為表3規(guī)定電壓的測(cè)試儀器測(cè)量，充電機(jī)非電氣連接的各帶電回路之間、各獨(dú)立帶電回路與地（金屬外殼）之間絕緣電阻應(yīng)大于等于10MΩ。

b)工頻耐壓：充電機(jī)非電氣連接的各帶電回路之間、各獨(dú)立帶電回路與地（金屬外殼）之間，按其工作電壓應(yīng)能承受表3所規(guī)定歷時(shí)1 min的工頻耐壓試驗(yàn)（也可采用直流電壓，試驗(yàn)電壓為交流電壓有效值的1.4倍）。試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)無(wú)絕緣擊穿和閃絡(luò)現(xiàn)象。

c)沖擊電壓：充電機(jī)各帶電回路、各帶電電路對(duì)地（金屬外殼）之間，按其工作電壓應(yīng)能承受表2所規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)雷電波的短時(shí)沖擊電壓試驗(yàn)。試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)無(wú)擊穿放電。

表2絕緣試驗(yàn)的試驗(yàn)等級(jí)

5.9.5電壓調(diào)節(jié)范圍

充電機(jī)的直流穩(wěn)壓輸出電壓應(yīng)在額定值的0～100%范圍內(nèi)可調(diào)。

5.9.6電壓誤差

在恒壓狀態(tài)下，在規(guī)定的輸出電壓可調(diào)范圍內(nèi)，充電機(jī)輸出直流電壓誤差不應(yīng)超過(guò)±0.5%。

5.9.7電流誤差

在恒流狀態(tài)下，輸出直流電流設(shè)定在額定值的0～100%范圍內(nèi)，在設(shè)定的輸出直流電流≥300A時(shí)，充電機(jī)輸出直流電流誤差不應(yīng)超過(guò)±1%；在設(shè)定的輸出直流電流<30A時(shí)，充電機(jī)輸出直流電流誤差不應(yīng)超過(guò)±0.3A。

5.9.8穩(wěn)壓精度

當(dāng)交流電源電壓在額定值的±15%范圍內(nèi)變化、輸出直流電流在額定值的0～100%范圍內(nèi)變化時(shí)，輸出直流電壓在規(guī)定的可調(diào)范圍內(nèi)任一數(shù)值上，充電機(jī)輸出電壓穩(wěn)壓精度不應(yīng)超過(guò)±0.5%。

5.9.9穩(wěn)流精度

a)當(dāng)交流電源電壓在額定值的±15%范圍內(nèi)變化、輸出直流電壓在規(guī)定的可調(diào)范圍內(nèi)變化時(shí)，輸出直流電流在額定值的0～100%范圍內(nèi)任一數(shù)值上，充電機(jī)輸出電流穩(wěn)流精度不應(yīng)超過(guò)±1%。

b)充電機(jī)輸出電流跟蹤蓄電池特性電流指令速度>20A/s。

5.9.10紋波系數(shù)

當(dāng)交流電源電壓在額定值的±15%范圍內(nèi)變化、輸出直流電流在額定值的0～100%范圍內(nèi)變化時(shí)，輸出直流電壓在規(guī)定的可調(diào)范圍任一數(shù)值上，充電機(jī)輸出紋波有效值系數(shù)不應(yīng)超過(guò)±0.5%，紋波峰值系數(shù)不應(yīng)超過(guò)±1%。

5.9.11限壓、限流特性

a)充電機(jī)在恒流狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，當(dāng)輸出直流電壓超過(guò)限壓整定值時(shí)，應(yīng)能立即進(jìn)入恒壓狀態(tài)，自動(dòng)限制其輸出電壓的增加。

b)充電機(jī)在恒壓狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，當(dāng)輸出直流電流超過(guò)限流整定值時(shí)，應(yīng)能立即進(jìn)入限流狀態(tài)，自動(dòng)限制其輸出電流的增加。

5.9.12啟動(dòng)性能

a)軟啟動(dòng)時(shí)間：在額定輸入電壓及輸出100%額定負(fù)載條件下，充電機(jī)從開(kāi)機(jī)啟動(dòng)至輸出直流電壓上升到額定整定值的過(guò)程時(shí)間范圍為（3～8）s。

b)輸入沖擊電流：在額定輸入電壓及輸出100%額定負(fù)載條件下，充電機(jī)開(kāi)機(jī)啟動(dòng)過(guò)程引起的輸入沖擊（浪涌）電流峰值不應(yīng)大于額定輸入電流的120%。

c)輸出過(guò)沖電壓：在額定輸入電壓及輸出空載、50%額定負(fù)載、100%額定負(fù)載條件下，充電機(jī)開(kāi)機(jī)啟動(dòng)過(guò)程引起的輸出過(guò)沖電壓峰值不應(yīng)大于穩(wěn)態(tài)輸出電壓的110%。

5.9.13待機(jī)功耗

在額定輸入電壓下，當(dāng)充電機(jī)處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)，其整機(jī)功耗不應(yīng)大于輸出額定功率的0.15％。

5.9.14效率

在額定輸入電壓下，當(dāng)輸出功率為額定功率的50%～100%時(shí)，充電機(jī)效率不應(yīng)小于92％。

5.9.15功率因數(shù)

在額定輸入電壓下，當(dāng)輸出功率為額定功率的50%～100%時(shí)，充電機(jī)功率因數(shù)不應(yīng)小于0.92（B級(jí)設(shè)備）。

5.9.16溫升

正常試驗(yàn)條件下，交流輸入為額定值，在額定負(fù)載下長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行，充電機(jī)內(nèi)部各發(fā)熱元器件及各部位的溫升不應(yīng)超過(guò)表3中的規(guī)定。

表3充電機(jī)各部件極限溫升

5.9.17高低溫和濕熱性能

a)低溫性能：按GB/T 2423.1-2008中試驗(yàn)Ad規(guī)定的方法進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)溫度為規(guī)定的下限值，待達(dá)到試驗(yàn)溫度后啟動(dòng)充電機(jī)，充電機(jī)應(yīng)能正常工作。試驗(yàn)溫度持續(xù)2小時(shí)后，測(cè)試充電機(jī)的穩(wěn)壓精度應(yīng)符合的規(guī)定，紋波系數(shù)應(yīng)符合的規(guī)定。

b)高溫性能：按GB/T 2423.2-2008中試驗(yàn)Bd規(guī)定的方法進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)溫度為規(guī)定的上限值，待達(dá)到試驗(yàn)溫度后啟動(dòng)充電機(jī)，充電機(jī)應(yīng)能正常工作。試驗(yàn)溫度持續(xù)2小時(shí)后，測(cè)試充電機(jī)的穩(wěn)壓精度應(yīng)符合的規(guī)定，紋波系數(shù)應(yīng)符合的規(guī)定。

c)濕熱性能：按GB/T 2423.4-2008中試驗(yàn)Db規(guī)定的方法進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)溫度為（40±2）℃，循環(huán)次數(shù)為2次，在試驗(yàn)結(jié)束前2h進(jìn)行絕緣電阻和介電強(qiáng)度檢測(cè)，其中絕緣電阻不應(yīng)小于1MΩ，介電強(qiáng)度按表3規(guī)定值的75％施加測(cè)量電壓。試驗(yàn)結(jié)束后，恢復(fù)至正常大氣條件，通電后檢查充電機(jī)各項(xiàng)功能應(yīng)正常。

5.9.18機(jī)械強(qiáng)度

按GB/T 2423.55-2006規(guī)定的方法進(jìn)行試驗(yàn)，劇烈沖擊能量為20J（5kg，在0.4m）。試驗(yàn)結(jié)束后，充電機(jī)的IP等級(jí)不受影響，絕緣性能不應(yīng)降低，門(mén)的操作和鎖止點(diǎn)不應(yīng)損壞。

5.9.19電磁兼容

2.3.21.1抗擾度要求

a)振蕩波抗擾度：充電機(jī)應(yīng)能承受GB/T 17626.12-1998中第5章規(guī)定的試驗(yàn)等級(jí)為3級(jí)的1MHz和100kHz振蕩波抗擾度試驗(yàn)。

b)靜電放電抗擾度：充電機(jī)應(yīng)能承受GB/T 17626.2-2006中第5章規(guī)定的試驗(yàn)等級(jí)為3級(jí)的靜電放電抗擾度試驗(yàn)。

c)射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度：充電機(jī)應(yīng)能承受GB/T 17626.3-2006中第5章規(guī)定的試驗(yàn)等級(jí)為3級(jí)的射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度試驗(yàn)。

d)電快速瞬變脈沖群抗擾度：充電機(jī)應(yīng)能承受GB/T 17626.4-2008中第5章規(guī)定的試驗(yàn)等級(jí)為3級(jí)的電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)。

e)浪涌（沖擊）抗擾度：充電機(jī)應(yīng)能承受GB/T 17626.5-2008中第5章規(guī)定的試驗(yàn)等級(jí)為3級(jí)的浪涌（沖擊）抗擾度試驗(yàn)。

f)射頻場(chǎng)感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度：充電機(jī)應(yīng)能承受GB/T 17626.6-2008中第5章規(guī)定的試驗(yàn)等級(jí)為3級(jí)射頻場(chǎng)感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度試驗(yàn)。

g)工頻磁場(chǎng)抗擾度：充電機(jī)應(yīng)能承受GB/T 17626.8-2006中第5章規(guī)定的試驗(yàn)等級(jí)為4級(jí)的工頻磁場(chǎng)抗擾度試驗(yàn)。

h)阻尼振蕩磁場(chǎng)抗擾度：充電機(jī)應(yīng)能承受GB/T 17626.10-1998中第5章規(guī)定的試驗(yàn)等級(jí)為4級(jí)的阻尼振蕩磁場(chǎng)抗擾度試驗(yàn)。

2.3.21.2電磁發(fā)射限制要求

a)傳導(dǎo)和輻射發(fā)射限值要求：充電機(jī)的電源端口應(yīng)符合表5規(guī)定的傳導(dǎo)發(fā)射限值，外殼端口應(yīng)符合表4規(guī)定的輻射發(fā)射限值。

表4傳導(dǎo)發(fā)射限值

頻率范圍/MHz	發(fā)射限值/dB(μV)
	準(zhǔn)峰值	平均值
0.15～0.5（不含0.5）	79	66
0.5～30	73	60

表6輻射發(fā)射限值

頻率范圍/MHz	在10 m測(cè)量距離處輻射發(fā)射限值/dB(μV/m)
	準(zhǔn)峰值
30～230	40
230～1000（不含230）	47

b)諧波電流限值要求：A級(jí)設(shè)備諧波電流限值應(yīng)小于5%，B級(jí)設(shè)備諧波電流限值應(yīng)小于30%。