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GB/T 电动汽车车载直流电能表技术条件

点击次数:159 更新时间:2024-06-28

前    言



        本标准根据车载直流电能表特性,参考国家、行业相关标准和直流电能表检定规程编写而成。

        本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。

        本标准由XXXX提出。

        本标准由XXXX归口。

        本标准起草单位:

        本标准主要起草人:

 


电动汽车车载直流电能表技术条件


1.范围

        本标准规定了电动汽车车载直流电能表(以下简称电能表)的准确度要求、机械性能、适应环境、功能要求、电气性能及抗干扰等方面的技术要求和试验方法。


        本标准适用于电动汽车车载静止式直流电能表。


2.规范性引用文件

        下列文件对于本文件的应用是的。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 4208-2008        外壳防护等级(IP代码)


        GB/T 2423.1-2008    电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验A:低温


        GB/T 2423.2-2008    电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验B:高温


        GB/T 2423.4-2008    电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验Db:交变湿热(12h+12h循环)


        GB/T 2423.57-2008   电工电子产品环境试验 第2-81部分:试验方法 试验Ei:冲击响应谱合成


        GB/T 3928-2008      直流电阻分压箱


        GB/T 5169.11-2006    电工电子产品着火危险试验 第11部分:灼热丝/热丝基本试验方法 成品的灼热丝可燃性试验方法


        GB/T 17215.211-2006 交流电测量设备 通用要求、试验和试验条件 第11部分:测量设备


        GB/T 17215.301-2007 多功能电能表 特殊要求


        GB/T 17215.421-2008 交流测量 费率和负荷控制 第21部分:时间开关的特殊要求


        GB/T 17215.701-2011 标准电能表


        GB/T 17626.2-2006   电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验


        GB/T 17626.3-2006   电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验


        GB/T 17626.4-2008   电磁兼容 试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验


        GB/T 17626.5-2008   电磁兼容 试验和测量技术 浪涌(冲击)抗扰度试验


        GB/T 18655-2010     车辆、船和内燃机 无线电骚扰特性 用于保护车载接收机的限值和测量方法


        GB/T 19836-2005     电动汽车用仪表


        DL/T 645-2007       多功能电能表通信协议


        JJG 842             直流电能表检定规程


        JB/T 9288-1999      外附分流器


        QC/T 413-2002       汽车电气设备基本技术条件


        QC/T 29106-2014     汽车电线束技术条件


3.术语和定义

        《GB/T 17215.701-2011 标准电能表》中界定的以及下列术语和定义适用于本标准。


3.1 直接接入式电能表 direct connected meter

        测量元件(电压及电流)直接连接到被测直流线路中的仪表。


3.2 间接接入式电能表 indirect connected meter

        测量元件(电压或电流)经一个或多个直流变送装置接入被测直流线路的仪表,变送装置可以是直流变送器、直流互感器、分压器或分流器中的一种,也可以是其组合应用。


        注:间接接入式直流电能表可分为:电压间接接入式直流电能表,电流间接接入式直流电能表,以及电压和电流均为间接接入的全间接接入式直流电能表。


3.3 标定电流 basic current

        确定电能表有关特性的电流值。


3.4 直流纹波因数 DC ripple factor

        脉动直流电量的峰谷值的一半对该直流电量平均值之比。


3.5 电动汽车车载直流电能表 on-board DC       electric energy meter of electric vehicle

        安装在电动汽车上用于直流计量的电能表。


4.技术要求

4.1 规格要求

        电能表应符合以下要求

a)   额定电压(Un):100V、350V、500V、700V,其中350V、500V、700V可经分压器转换为100V进行计量,分压器准确度等级为0.1级,基本误差、改变量、电气和机械要求应符合GB/T 3928-2008对应条款;

b)   标定电流/参比电流(Ia):10A、20A、50A、100A、150A、200A、300A、500A,100A及以上宜采用外附分流器接入,外附分流器二次回路额定输出电压为75mV,分流器技术条件应满足JB/T 9288-1999的规定;

c)   准确度等级:0.5级、1级。


4.2 气候条件

4.2.1 温湿度范围(见表1、表2)

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4.2.2 大气压力

        63.0kPa~106.0kPa(海拔4000m及以下),特殊订货要求除外。


4.3 机械及结构要求

4.3.1 通用要求

        电能表的设计和结构应能保证在正常条件下正常工作时不至引起任何危险。尤其应确保:

a)   抗电击的人身安全;

b)   防过高温度的人身安全;

c)   防火焰蔓延;

d)   防止固体异物、灰尘和水的进入。


        在正常工作条件下可能经受腐蚀的所有部件应予以有效保护。在正常工作条件下,任何保护层既不应在一般的操作时受损,也不应由于暴露在空气中而受损。


4.3.2 外壳

        电能表的外壳应具有阻燃、密封、防尘、防潮、防水性能,并有一定的强度,由能抗变形、腐蚀、老化的阻燃、环保材料制成。电能表的外壳应可实施封印,只有破坏封印才能触及表内部件。外壳的结构和装配应能保证在出现非性变形时不妨碍电能表正常工作。外壳上的透明窗口应采用透明度良好的材料,透明窗口和外壳应紧密结合。


4.3.3 接线端子、端子盖

        导线同接线端子的固定方式应确保充分的和持久的接触,以免松动和发热。每一接线端子中的所有部件,应保证同任一其他金属部件接触而产生腐蚀的可能性最小。组装在一起并具有不同电位的端子应加以保护,以防偶然短路。电能表应有独立可封印的端子盖,端子盖内侧应附有清晰明确的性接线图,并标明各端子的名称和功能,端子盖应有足够的绝缘性能和机械强度,各接线端子、固定导体的螺钉、外部或内部的导体不应同端盖接触。


4.3.4 按键

        按键应灵活可靠;若具有编程功能,应有相应措施防止非授权人员操作。


4.3.5 铭牌

        电能表外表面应具有铭牌,铭牌上应包含制造厂名或商标、仪表型号、制造年份、额定电压、标定电流、仪表常数、准确度等级信息,标志应清晰,能防止紫外线辐射(7级以上),不褪色。


4.3.6 输出接口

4.3.6.1 电能量测试脉冲输出

        电能表应具有与其电能量成正比的电脉冲和光脉冲测试端口。电脉冲应经光电隔离后输出,脉冲宽度为40ms±10ms。光脉冲采用LED作电量脉冲指示。电能量测试脉冲输出应能从正面触及到。


4.3.6.2 时钟信号输出

        用于测试电能表计时准确度,输出频率为1Hz。


4.4 接线及安装要求

4.4.1 电能表应连接在动力电池和负载之间,靠近电池正,电能表和动力电池之间不应该接入与电能计量无关的设备。


4.4.2 电能表采用的低压电线束应符合QC/T 29106的规定。


4.4.3 电能表上机械紧固件的拧紧力矩要求应在产品技术文件中规定。


4.5 供电方式

4.5.1 电能表可采用辅助电源供电,供电电压宜为直流24V。


4.5.2 电能表耐电源极性反接性能应符合QC/T 413-2002中 3.7.1的规定。


4.6 准确度要求

        准确度应符合以下要求:

a)   在额定电压(Un)下,电能表的基本误差不应超过表3的规定的误差限值。

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b)   在标定电流/参比电流(Ia)下,电能表的基本误差不应超过表4的规定的误差限值。

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c)   电能表在输入电压、电流的直流纹波因数不大于2%时,其百分数误差不应超过±1%。

d)   对于0.5级电能表,在额定电压下,当负载电流值达到0.1%Ia时,电能表应能起动;对于1级电能表,在额定电压下,当负载电流值达到0.4%Ia时,电能表应能起动。用测定误差的方式检测时,误差应不大于±20%。

e)   当电能表电流线路无电流,电压线路上的电压为额定值的80%~110%时,在规定的时间内,电能表测试输出不应产生多于一个的脉冲。

f)   在规定的工作温度范围内,电能表平均温度系数不应超过表5规定的限值。

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4.7 电气性能

4.7.1 功率消耗

        电能表功率消耗应符合下列要求:

a)   电压线路:在额定电压、外部电源供电情况下,电能表电压线路的功率消耗不应大于1W;在额定电压、直接供电情况下,电能表电压线路的功率消耗不应大于2W。

b)   电流线路:直接接入式电能表,在标定电流下,电能表电流线路的功率消耗不应大于1W。间接接入式直流电能表,电流回路输入75mV电压时,电能表电流线路的功率消耗不应大于0.1W。

c)   辅助电源线路:电能表辅助电源线路的功率消耗不应大于2W。


4.7.2 绝缘性能

        电能表绝缘性能应符合下列要求:

a)   线路对地:电能表所有线路对金属外壳或绝缘材料壳体上的金属部分,应能耐受频率为50Hz的正弦交流电压历时1min的试验,试验中电能表不能出现击穿、闪络,试验后电能表功能正常。试验电压值按电能表的额定电压从表6的规定值中确定。

b)   线路间:互不相连的线路间应能耐受频率为50Hz的正弦交流电压历时1min的试验,试验中电能表不能出现击穿、闪络,试验后电能表功能正常。试验电压值按电能表的额定电压从表6的规定值中确定。

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c)   绝缘电阻:电能表所有线路对外壳的绝缘电阻不应小于40MΩ。


4.8 功能要求

4.8.1 电能计量

        电能表可正反向分别计量,能够计量电能量、电压、电流、功率。


4.8.2 正反向计量切换

        正反向计量切换时间及精度应满足表7中规定。

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4.8.3 存储功能

        存储功能应符合以下要求:

a)  电能表至少能存储前12个月的正反向电能量数据,数据转存分界时间可设定为每月最后一日的24时或每月1~28日的任意时刻;

b)  电能表电源失电后,所存储的数据应保存至少10年。

c)  应具有电能量等关键信息防篡改功能。


4.8.4 时钟

        电能表采用具有温度补偿功能的内置硬件时钟电路,具有日历、计时和闰年自动切换功能。在参比温度下,时钟准确度≤±0.5s/d。时钟准确度随温度的改变量每24小时应小于0.1s/℃。


4.8.5 测量及监测

        能测量当前电压、电流、功率等运行参数。测量误差(引用误差)不超过±1%。


4.8.6 通信功能

        通信功能应符合以下要求:

a)   电能表应至少具备一路RS485通信接口和一路调制型红外通信接口。

b)   RS485通信接口初始速率为2400bit/s,可通过软件设置为1200 bit/s、4800 bit/s、9600 bit/s;调制型红外接口通信速率为1200 bit/s;

c)   RS485和调制型红外接口通信规约应符合DL/T 645-2007及其备案文件要求。

d)   电能表可配备CAN通信接口,接口位速率250kbit/s,位时间4μs,扩展帧格式,29位标识符,符合CAN2.0B规范的要求。


4.8.7 显示功能

        显示功能应符合以下要求:

a)   电能表采用液晶显示,显示方式分为自动循环显示和按键显示两种,显示项目可设置。

b)   电能表显示屏应具备背光功能,可通过按键、红外等触发方式点亮背光,2个自动轮显周期后关闭背光。

c)   电能表应能显示累计正反向电能量、电压、电流、功率、时间、报警等相关信息。

d)   电能量显示位数为8位,出厂默认2位小数,计量单位:kWh。小数位数可通过编程在0~3中选定。


4.8.8 事件记录

        事件记录应符合以下要求:

a)  记录编程总次数,最近10次编程的时刻、操作者代码和编程项;

b)  记录校时总次数(不包含广播校时),最近10次校时前、后的时间。


4.8.9 负荷记录

        负荷记录应符合以下要求:

a)   电能表能记录电压、电流、功率、电能四类数据,记录时间间隔可在1min~60min范围内设置。

b)   负荷记录空间应保证四类数据、1min时间间隔可记录15天数据容量。


4.9 电磁兼容性

        电能表的设计应满足GB/T 19836-2005的要求。


4.10 耐盐雾性能

        电能表耐盐雾性能应满足QC/T 413-2002中3.13的要求。


4.11 耐工业溶剂性能

        电能表耐工业溶剂性能应满足QC/T 413-2002中3.14的要求。


4.12 安全性

        电能表的安全性应满足GB/T 17215.301-2007中 5.8的要求。


4.13 可靠性

        在正常工作条件下,电能表的平均失效前时间(MTTF)不少于2.19×104h。


5.试验项目及方法

5.1 参比条件

        未特殊说明情况下,参比温度为23±2℃,参比湿度为40%~75%,参比大气压为1个标准大气压。


5.2 直观检查

        用目测的方法对电能表进行直观检查,应符合JJG 842中直观检查的规定。


5.3 气候影响试验

5.3.1 高温试验

        按照GB/T  2423.2-2008规定,电能表在不工作状态下加温至70℃±2℃,保持72h后恢复至23℃。试验完成24h后,电能表不应出现损坏和信息变化,并能正常工作。


5.3.2 低温试验

        按照GB/T  2423.1-2008规定,电能表在不工作状态下降温至-40℃土2℃,保持72h后恢复至23℃。试验完成24h后,电能表不应出现损坏和信息变化,并能正常工作。


5.3.3 交变湿热试验

        按照GB/T  2423.4-2008中规定,电能表所有电压线路加参比电压,电流线路无电流,变化型式为1,上限温度为60℃±2℃,在不采取特殊措施排除表面潮气条件下,试验6个周期。试验完成24h后,电能表不应出现损坏和信息变化,并能正常工作。


5.4 机械要求试验

5.4.1 冲击试验

        按照GB/T 2423.57-2008中规定,并在下列条件下进行试验:

a)   电能表在非工作状态下,无包装;

b)   半波正弦波形;

c)   峰值加速度:300g

d)   冲击时间:18ms。


        试验后电能表应无损坏和信息改变并能正常工作。


5.4.2 振动试验

        按照QC/T 413-2002中第3.12的规定,并在下列条件下进行试验:

a)   电能表在非工作状态下,无包装;

b)   频率范围:10~500Hz;

c)   交越频率:25Hz;

d)   f<25Hz恒定的振幅1.2mm;

e)   f>25Hz恒定的加速度30m/s2;

f)   单点控制;

g)   每一轴向试验时间:8h。


        试验后电能表零部件应无损坏、紧固件应无松脱现象并且信息无改变,能够正常工作。


5.4.3 弹簧锤试验

        电能表以正常位置安装,弹簧锤以0.2J±0.02J的动能垂直作用于表壳(包括窗口)和端盖的外表面上。试验后表壳和端盖没有出现影响电能表功能及可能触及带电部件的损坏,则试验结果是合格的。允许有轻微的损坏,这种损坏不应削弱对间接接触的防护或异物、尘和水进入的防护。


5.4.4 耐热和阻燃试验

        按照GB/T 5169.11-2006中规定,在下列温度下进行试验:

a)   接线端座:960℃土15℃;   

b)   接线端盖和表壳:650℃±10℃;

c)   作用时间:30s土1s


        试验中受试部位不起燃或在灼热丝离开后火焰熄灭。


5.4.5 防尘试验

        按照GB 4208-2008中规定,并在下列条件下进行试验:

a)   电能表为非工作状态;

b)   在装有一定长度的模拟电缆(暴露端密封)状态下进行试验;

c)   应保持电能表内部和外部的大气压力相同。

d)   第一特性数字:5(IP5X)。


        进入灰尘的量不应妨碍电能表的工作和减弱其绝缘强度。


5.4.6 防水试验

        按照GB 4208-2008中规定,并在下列条件下进行试验:

a)   电能表为非工作状态;

b)   应保持电能表内部和外部的大气压力相同;

c)   第二特性数字:2(IPX2)。


        进入的水量不应妨碍电能表的工作和减弱其绝缘强度。


5.5 准确度要求试验

5.5.1 额定电压下基本误差

        在参比条件下电能表电压回路通以额定电压,电流回路依次通以1.2Ia、Ia、0.5Ia、0.2Ia、0.1Ia、0.05Ia、0.01Ia(0.5级),测得基本误差应符合4.6 a)的要求。


5.5.2 标定电流下基本误差

        在参比条件下电能表通以额定电流,电压依次施加1.1Un、0.9Un、0.8Un、0.7Un、0.6Un、0.5Un、0.4Un、0.3Un、0.2Un、0.1Un,电能表的误差应满足4.6 b)的要求。(U≤0.4Un的测试点只适用于带外部辅助电源的电能表)。


5.5.3 直流纹波影响

        在参比条件下电能表通以额定电压和标定电流,保持输入电流为标定电流,在输入电压直流纹波因数为2%时进行电能表误差测试。保持输入电压为额定电压,在输入电流直流纹波因数为2%时进行电能表误差测试。电能表的误差应符合4.6 c) 的要求。


5.5.4 起动试验

        在参比条件下电能表持续施加4.6 d)规定的电压、电流值,在理论产生一个电能脉冲的1.2倍时间内产生脉冲,脉冲序列中前2个脉冲精度应满足4.6 d)中规定的误差要求。


5.5.5 潜动试验

        在参比条件下电能表电流线路短路,电压线路施加1.1Un,在试验时间内,电能表不应有脉冲输出。试验时间按下式确定,

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式中:C——电能表常数,单位:imp/kWh;

      PQ——启动功率,单位:W。


5.5.6 环境温度对计量误差影响

        按照GB/T 17215.701-2011第6.6.6条的规定进行试验,电能表的环境温度系数应满足本标准4.6 f)规定的误差要求。


5.5.7 日计时误差

        按照GB/T 17215.421-2008第7.5.2.3条的规定进行试验,电能表的日计时误差不应超过本标准4.8.4的规定限值。


5.5.8 环境温度对日计时误差的影响

        按照GB/T 17215.421-2008第7.5.2.3条的规定进行试验,电能表在-25℃和60℃的日计时误差不应超过本标准4.8.4的规定限值。


5.6 电气性能试验

5.6.1 功率消耗

a)直接接入式直流电能表电压线路和电流线路分别通以参比电压和标定电流,辅助电源线路通以直流24V,用准确度不低于0.5级的直流电流表、直流电压表测量电能表电压线路电流值I和电流线路电压值U。电流线路功耗为Ia×U,电压线路功耗为Un×I。所测结果应满足本标准4.7.1 a)的要求。

b)间接接入式直流电能表电压线路和电流线路分别通以额定电压和75mV,辅助电源线路通以直流24V,用准确度不低于0.5级的直流电流表测量电能表电压线路电流值I和电流线路电流值If。电流线路功耗为If×0.075,电压线路功耗为Un×I。所测结果应满足本标准4.7.1 b)的要求。

c)直流电能表辅助电源线路通以直流24V,在仪表背光关闭情况下用准确度不低于0.5级的交流或直流电流表测量辅助线路电流值I,辅助线路功耗为24×I。所测结果应满足本标准4.7.1 c)的要求。


5.6.2 绝缘性能试验

        按照GB/T17215.701-2011中 第6.4.6条的规定进行试验,所测结果应满足本标准4.7.2的要求。


5.7 功能检查

        电能表通电后,通过目视、按键轮显、软件抄读等方式检查电能表功能是否符合本标准4.8的要求。


5.8 电磁兼容试验

5.8.1 静电放电抗扰度试验

试验应按照GB/T 17626.2-2006,在下列条件下进行:

a)   作为台式设备试验;

b)   仪表在工作状态:电压线路加参比电压,若具备辅助电源时加直流24V,电流线路开路(间接接入式直流电能表电流线路短路);

c)   8kV接触放电(如无外露金属部件,则进行15kV空气放电);

d)   放电次数:10次;

        试验前后,分别检查电能表的功能并读取电能表的内存数据,不应出现数据变化。


5.8.2 射频电磁场辐射抗扰度试验

        试验应按照GB/T 17626.3-2006,在下列条件下进行:

a)   作为台式设备试验;

b)   仪表在工作状态:电压线路加参比电压,若具备辅助电源时加直流24V,电流线路开路(间接接入式直流电能表电流线路短路);

c)   频率范围:80MHz~2000MHz;

d)   未调制的试验场强:30V/m;

        试验前后,分别检查电能表的功能并读取电能表的内存数据,不应出现数据变化。


5.8.3 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验

        试验应按照GB/T 17626.4-2008,在下列条件下进行:

a)   作为台式设备试验;

b)   仪表在工作状态:电压线路加参比电压,若具备辅助电源时加直流24V,电流线路开路(间接接入式直流电能表电流线路短路);

c)   试验电压以共模方式施加在电压线路;

d)   试验电压4kV;

e)   试验时间:每一极性60s;


        试验前后,分别检查电能表的功能并读取电能表的内存数据,不应出现数据变化。


5.8.4 浪涌抗扰度试验

        试验应按照GB/T 17626.5-2008,在下列条件下进行:

a)   作为台式设备试验;

b)   仪表在工作状态:电压线路加参比电压,若具备辅助电源时加直流24V,电流线路开路(间接接入式直流电能表电流线路短路);

c)   试验电压以差模方式施加在电压线路和电流线路;

d)   线-线试验电压1kV,线-地试验电压2kV;

e)   试验次数:正极性5次负极性5次;

f)   重复速率:最大1/min;


        试验前后,分别检查电能表的功能并读取电能表的内存数据,不应出现数据变化。


5.8.5 电磁骚扰试验

        试验应按照GB/T 18655-2010中6.5的规定进行,试验结果应满足本标准4.9中规定的要求。


5.9 耐盐雾试验

        按照QC/T 413-2002中第3.13条的规定进行试验,试验后电能表的电气性能应符合本标准4.7中规定的要求。


5.10 耐工业溶剂试验

        按照QC/T 413-2002中第3.14条的规定进行试验,试验后电能表的电气性能应符合本标准4.7中规定的要求。


5.11 通信协议一致性

        按照DL/T 645-2007的规定检查电能表的通信帧格式、延时时间、数据标识、验证方式等。


5.12 数据安全检测

        按仪表的使用说明书的规定,检查数据安全性的硬件设施应符合条件,密码和安全性授权应符合要求。


6.检验规则

6.1 电能计量装置检验

6.1.1 出厂检验

        由制造单位对所生产的每个产品按照本标准提供的试验方法进行检验,检验合格后应施加出厂封印,并出具质量合格证明。电能表试验项目见表8。


6.1.2 型式检验

        新产品定型鉴定或已有产品的结构、工艺、主要材料(元器件)以及软件发生重大改变时,应进行型式试验。电能表的试验项目



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