1－電動汽車低壓電氣故障模擬器校準規(guī)范（征求意見稿）

JJG××××××××JJFXXXX-XXXX中華人民共和國國家計量技術(shù)規(guī)范JJF××××××××電動汽車低壓電氣負荷故障模擬器校準規(guī)范CalibrationSpecificationforLowVoltageElectricalLoadFaultSimulatorofElectricVehicles(草案稿)××××××××發(fā)布××××××××實施國家市場監(jiān)督管理總局發(fā)布

電動汽車低壓電氣負荷故障模擬器校準規(guī)范CalibrationSpecificationforLowVoltageElectricalLoadFaultSimulatorofElectricVehiclesJJFXXXX-XX歸口單位：全國電磁計量技術(shù)委員會電動汽車專用計量檢測分技術(shù)委員會主要起草單位：寧波市計量測試研究院深圳市計量質(zhì)量檢測研究院威睿電動汽車技術(shù)（寧波）有限公司參加起草單位：北京群菱能源科技有限公司本規(guī)范委托全國電磁計量技術(shù)委員會電動汽車專用計量檢測分技術(shù)委員會負責(zé)解釋。引言本規(guī)范依據(jù)JJF1071-2010《國家計量校準規(guī)范編寫規(guī)則》編制。JJF1071-2010《國家計量校準規(guī)范編寫規(guī)則》、JJF1001-2011《通用計量術(shù)語及定義》及JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》共同構(gòu)成支撐本標(biāo)準規(guī)范制定工作的基礎(chǔ)性系列規(guī)范。本規(guī)范是首次發(fā)布。JJFXXXX-XXXXPAGEPAGE6電動汽車低壓電氣負荷故障模擬器校準規(guī)范范圍本規(guī)程適用于電動汽車低壓電氣負荷故障模擬器的校準。引用文件本規(guī)范引用了下列文件：GB/T28046.2-2019道路車輛電氣及電子設(shè)備的環(huán)境條件和試驗第2部分：電氣負荷凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于該規(guī)范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本規(guī)范。概述電動汽車低壓電氣負荷故障模擬器（以下簡稱低壓故障模擬器）是汽車電氣負荷測試的主要設(shè)備，用于模擬車輛上車載蓄電池電壓變化時的低壓供電故障。一般車載蓄電池供電系統(tǒng)可分為12V系統(tǒng)和24V系統(tǒng)。低壓故障模擬器可以模擬車載蓄電池的直流供電電壓、疊加交流電壓、供電電壓緩降和緩升、直供電電壓瞬時下降、復(fù)位特性。圖1為低壓故障模擬器的基本原理及組成結(jié)構(gòu)。低壓故障模擬器一般由信號發(fā)生器及雙極性電源組成。由信號發(fā)生器產(chǎn)生供電故障電壓波形，再由雙極性電源進行電流放大注入到被測品的低壓供電端口。圖1低壓故障模擬器基本構(gòu)成示意圖計量特性直流供電電壓示值誤差直流供電電壓范圍：±（1?～?36）V，其最大允許誤差：±0.2?V。直流供電電壓持續(xù)時間示值誤差直流供電電壓持續(xù)時間為60?s，其最大允許誤差：±6?s。疊加交流電壓疊加一交流電壓，其幅值UPP范圍：（1～10）V，最大允許誤差±0.2?V；其頻率范圍：50Hz?～?25?kHz，最大允許誤差：±5%直流供電電壓緩降和緩升直流供電電壓U，按照（0.5?±?0.1）V/min緩降和緩升。直流供電電壓瞬時下降直流供電電壓U，瞬時下降到50%?U，持續(xù)時長100?ms，再恢復(fù)到U，下降、恢復(fù)時長為10?ms，時長最大允許誤差：±5%。復(fù)位特性直流供電電壓U，以5%?U為步長，從U開始下降，每下降一個步長保持直流供電電壓時長5s，直到0V，再5%U的步長，逐漸恢復(fù)到U，每恢復(fù)一個步長保持直流供電電壓時長10s，其步長的最大允許誤差為±0.01V，保持時間的最大允許誤差為：±5%。校準條件環(huán)境條件環(huán)境溫度：（23?±5）℃。環(huán)境相對濕度：25%?RH?～?75%?RH。供電電源：電壓（220±10）V，頻率（50±1）Hz。其他：周圍無影響正常校準工作的機械振動和電磁干擾。測量標(biāo)準及其他設(shè)備原則校準用設(shè)備的測量范圍應(yīng)覆蓋車載電池測試設(shè)備被校參數(shù)的測量范圍，并具有足夠高的分辨力、準確度和穩(wěn)定性。能夠保證由標(biāo)準器、輔助設(shè)備及環(huán)境條件所引起的擴展不確定度（k=2）不大于車載電池測試設(shè)備被校參數(shù)最大允許誤差絕對值的1/3。數(shù)字示波器（含探頭）帶寬：≥100MHz；采樣率：≥2GS/s；衰減比：10：1。數(shù)字電壓表分辨力一般不低于被校低壓故障模擬器各參數(shù)允許誤差的1/10。校準項目和校準方法校準項目低壓故障模擬器的校準項目見表1。表1校準項目一覽表序號校準項目計量特性條款校準方法條款1外觀檢查/6.2.12直流供電電壓示值誤差4.16.2.23直流供電電壓持續(xù)時間示值誤差4.26.2.34疊加交流電壓4.36.2.45直流供電電壓緩降和緩升4.46.2.56直流供電電壓瞬時下降4.56.2.67復(fù)位特性4.66.2.7校準方法外觀及工作正常性檢查被檢低壓故障模擬器外形結(jié)構(gòu)，外露件不應(yīng)有損壞或脫落，機殼、端鈕等不應(yīng)有影響正常工作的機械碰傷，按鍵無卡死或接觸不良的現(xiàn)象；被校低壓故障模擬器應(yīng)有產(chǎn)品名稱、制造廠家、儀器型號和編號等標(biāo)識；低壓故障模擬器的供電電壓應(yīng)正確無誤；按照低壓故障模擬器使用說明書要求和實際工作的需求進行預(yù)熱和預(yù)調(diào)。校準點的選取原則校準點應(yīng)覆蓋所有量程并兼顧電動汽車車載蓄電池供電系統(tǒng)，同時應(yīng)參考低壓故障模擬器使用說明書中對校準點的建議，并可根據(jù)實際情況或送校單位的要求選取校準點，常規(guī)校準點見表2。表2各校準項目對應(yīng)的常規(guī)校準點一覽表序號校準項目校準點1直流供電電壓示值誤差±1V、9V、±14V、16V、18V、28V、24V、36V2直流供電電壓持續(xù)時間示值誤差60s3疊加交流電壓直流供電電壓U：16V時，疊加交流電壓UPP：1V、2V、4V，頻率50Hz、25kHz各一次；32V時，疊加交流電壓UPP：10V，頻率50Hz、25kHz各一次；4直流供電電壓緩降和緩升9V、18V5直流供電電壓瞬時下降9V、18V6復(fù)位特性9V、18V直流供電電壓示值誤差的校準 按圖2連接，根據(jù)校準點設(shè)置低壓故障模擬器直流供電電壓輸出值，記錄標(biāo)準表的示值。設(shè)標(biāo)準表的示值為UN，低壓故障模擬器直流供電電壓輸出值為U0，則直流供電電壓示值誤差按公式（1）計算：△=UN-U0………（1）式中：——示值誤差，單位V；UN——被校模擬器直流供電電壓設(shè)置值，單位V；U0——數(shù)字電壓表的示值，單位V。圖2直流供電電壓校準連接示意圖直流供電電壓持續(xù)時間示值誤差的校準此項校準可與6.2.3同時進行，設(shè)置低壓故障模擬器直流供電電壓輸出值9V時，持續(xù)時間設(shè)置為60s,啟動輸出電壓，當(dāng)?shù)蛪汗收夏M器直流供電電壓輸出值穩(wěn)定時，自動或手動啟動標(biāo)準計時器，當(dāng)輸出電壓切斷時，自動終止計時。重復(fù)測量兩次，兩次測量結(jié)果的平均值即為直流供電電壓持續(xù)時間。直流供電電壓持續(xù)時間示值誤差用公式（2）計算：△t=TN-T0…………(2)式中：△t——直流供電電壓持續(xù)時間示值誤差，s；TN——直流供電電壓持續(xù)時間設(shè)定值，s；T0——直流供電電壓持續(xù)時間測得值，s。疊加交流電壓的校準疊加交流電壓按以下步驟進行校準：按圖3連接，根據(jù)校準點設(shè)置低壓故障模擬器直流供電電壓16V，疊加交流電壓，UPP設(shè)置1V，頻率50Hz,持續(xù)時間120s，再調(diào)整示波器適當(dāng)檔位，能觀測到完整波形。開啟低壓故障模擬器輸出，示波器捕捉到完整波形，分別測得UPP和頻率值；圖3疊加交流電壓校準連接示意圖調(diào)整疊加交流電壓的頻率為25kHz,再次測得UPP和頻率值；重復(fù)a和b操作步驟，對所有校準點進行校準，并按公式（3）計算疊加交流電壓幅值、頻率示值誤差?！?XN-X0…………（3）式中：△——疊加交流電壓示值誤差；XN——被校低壓故障模擬器疊加交流電壓設(shè)定值（電壓或頻率）；X0——示波器實測值（電壓或頻率）。供電電壓緩降與緩升的校準按圖3連接，根據(jù)校準點設(shè)置低壓故障模擬器直流供電電壓初始值U1，緩降速率為0.5V/min，將供電電壓降至U2為0V,在按照0.5V/min緩升至最終值U3,分別測得U1、U2、U3和下降時間t1、上升時間t2，按公式(4)、（5）計算供電電壓緩降與緩升變化率：緩降階段變化率：D1=（U1-U2）/t1…………（4）緩升階段變化率：D2=（U3-U2）/t2…………（5）被校低壓故障模擬器供電電壓緩降與緩升變化率誤差取兩者誤差絕對值的最大值作為校準結(jié)果，按公式(6)計算?！?DN-Di……（6）式中：△——供電電壓緩降與緩升變化率示值誤差，V/min；DN——被校低壓故障模擬器供電電壓緩降與緩升設(shè)定值，V/min；D0——按公式（4）、（5）計算所得的緩降或緩升變化率，V/min。供電電壓瞬時下降的校準按圖3連接，根據(jù)校準點設(shè)置低壓故障模擬器供電電壓瞬時下降：初始值U1，下降時長t1為10ms，下降到初始值的50%U1,保持時長t2為100ms，再恢復(fù)到初始值U1，恢復(fù)時長t3為10ms。調(diào)整示波器到適當(dāng)檔位，能觀測到完整波形，待捕捉到完整波形后，測量初始電壓、下降、恢復(fù)時長和保持時長，按公式（7）計算?！?tN-ti……（7）式中：△——供電電壓瞬時下降示值誤差（下降時長、恢復(fù)時長和保持時長），ms；tN——被校低壓故障模擬器供電電壓瞬時下降設(shè)定值（下降時長、恢復(fù)時長和保持時長），msti——示波器實測值（下降時長、恢復(fù)時長和保持時長），ms。復(fù)位特性校準按圖3連接，根據(jù)校準點設(shè)置低壓故障模擬器直流供電電壓U，以5%U為步長逐漸下降，每下降一個步長保持直流供電電壓時長5s，直到0V，再5%U的步長，逐漸恢復(fù)到U，每恢復(fù)一個步長保持直流供電電壓時長10s。調(diào)整示波器檔位，使其能觀測到完整波形，分別測得步長Ub,下降保持時長t1，上升保持時長t2。按公式（8）計算：△=XN-X0………（8）式中：△——復(fù)位特性示值誤差；XN——被校低壓故障模擬器復(fù)位特性設(shè)定值（電壓或時長）；X0——示波器實測值（電壓或時長）。校準結(jié)果表達校準證書校準結(jié)果應(yīng)在校準證書（報告）上反應(yīng)，校準證書（報告）應(yīng)至少包括以下信息：a)標(biāo)題，如“校準證書”；b)實驗室名稱和地址；c)進行校準的地點（如果與實驗室的地址不同）；d)證書或報告的唯一性標(biāo)識（如編號），每頁及總頁數(shù)的標(biāo)識；e)客戶的名稱和地址；f)被校對象的描述和明確標(biāo)識；g)進行校準的日期，如果與校準結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時，應(yīng)說明被校對象的接收日期；h)如果與校準結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時，應(yīng)對被校樣品的抽樣程序進行說明；i)對校準所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的標(biāo)識，包括名稱及代號；j)本次校準所用測量標(biāo)準的溯源性及有效性說明；k)校準環(huán)境的描述；l)校準結(jié)果及其測量不確定度的說明；m)對校準規(guī)范的偏離的說明；n)校準證書和校準報告簽發(fā)人的簽名、職務(wù)或等效標(biāo)識；o)校準結(jié)果僅對被校對象有效的聲明；p)未經(jīng)實驗室書面批準，不得部分復(fù)制證書或報告的聲明。校準原始記錄格式見附錄B，校準證書（報告）內(nèi)頁格式見附錄C。數(shù)據(jù)修約被校車載電池測試設(shè)備的校準數(shù)據(jù)都應(yīng)該先計算，后修約。數(shù)據(jù)修約應(yīng)采用四舍五入及偶數(shù)法則進行，末位數(shù)修約到被校車載電池測試設(shè)備最大允許誤差絕對值的1/10位。復(fù)校時間間隔建議復(fù)校時間間隔不超過1年。

附錄A反向電壓試驗波形校準不確定度評定示例A1.1數(shù)學(xué)模型 用示波器對低壓電氣負荷測試系統(tǒng)進行測量，采用直接測量法，數(shù)學(xué)模型為：V式中：V0示波器的電壓實測值；Va被校設(shè)備的電壓標(biāo)稱值；δttA1.2標(biāo)準不確定度評定 不確定來源主要有：測量重復(fù)性，標(biāo)準自身的誤差引入的不確定度分量，環(huán)境條件引起的誤差等。由于測量時在實驗室條件下進行的，因此由環(huán)境條件引起的誤差可忽略不計。A1.2.1示波器電壓測量最大允許誤差引入的不確定度分量μ1 示波器直流增益最大允許誤差為±1.5%，按均勻分布，取k=3，不確定度分量μ1=1.5%/A1.2.2示波器探頭的衰減比引入的不確定度分量μ2 示波器探頭衰減比最大允許誤差為±1%，按均勻分布，取k=3，不確定分分量μ2=1%/A1.2.3示波器電壓示值分辨率引入的標(biāo)準不確定度μ 示波器探頭衰減10倍，設(shè)置示波器顯示倍率為×10倍，直接讀取示波器的示值，測量輸出電壓-14V時，示波器的分辨率從為0.02V，按均勻分布，取k=3，不確定分分量μ3=0.01/3=0.003V，試驗電壓為-1A1.2.4測量重復(fù)性引入的標(biāo)準不確定度分量μ 按照重復(fù)性測試要求對反向電壓試驗波形進行連續(xù)10次測量，電壓測量結(jié)果如下表所示（V）：表A.1反向電壓10次測量結(jié)果測量序號12345測量結(jié)果-14.1-14.1-13.9-13.9-13.8測量序號678910測量結(jié)果-14.2-14.0-14.0-13.9-13.9平均值x-14.0標(biāo)準差s0.12則μA=s=i=110 由于測量重復(fù)性包含了人員讀數(shù)時因分辨率引入的誤差，因此有分辨率引入的不確定度μ3和測量重復(fù)性引入的不確定度分量μA1.3合成標(biāo)準不確定度的計算A1.3.1主要不確定度匯總表表A.2電壓測量主要不確定度匯總表不確定來源(xiakμ示波器電壓測量最大允許誤差引入的不確定度分量μ1.5%30.87%示波器探頭的衰減比引入的不確定度分量μ1%30.58%示波器電壓示值分辨率引入的標(biāo)準不確定度μ1%30.021%（舍棄）測量重復(fù)性引入的標(biāo)準不確定度分量μ0.021%10.021%A1.3.2合成不確定度計算 以上各項不確定度分量相互獨立不相關(guān)，所以合成標(biāo)準不確定度為：μc=μA1.4擴展不確定度的計算 取包含因子k=2，則擴展不確定度為：Urel=A2持續(xù)時間測量結(jié)果的不確定度評定A2.1數(shù)學(xué)模型 用示波器對低壓電氣負荷測試系統(tǒng)進行反向電壓的持續(xù)時間測量，采用直接測量法，數(shù)學(xué)模型為：T式中：T0TxδRA2.2標(biāo)準不確定度評定 不確定來源主要有：測量重復(fù)性，使用設(shè)備的最大允許誤差、分辨率，環(huán)境條件引起的誤差等。由于測量時在實驗室條件下進行的，因此由環(huán)境條件引起的誤差可忽略不計。A2.2.1示波器持續(xù)時間測量誤差引入的不確定度分量μ1 示波器溯源證書上持續(xù)時間測量不確定度Urel=0.05%，A2.2.2示波器示值分辨率引入的標(biāo)準不確定度分量μ2 示波器持續(xù)時間分辨率為0.6s，不確定度分量為μ2=0.29δ，因此引入分不確定度分量為μ2=0.174s，持續(xù)時間60s時相對不確定度分量μ2A2.2.3測量重復(fù)性引入的標(biāo)準不確定度分量μA 按照重復(fù)性測量要求對反向電壓試驗波形進行連續(xù)10次測量，時間測量結(jié)果如下表（單位：s）：表A.3反向電壓持續(xù)時間10次測量結(jié)果測量序號12345測量結(jié)果60.260.159.959.860.2測量序號678910測量結(jié)果59.960.259.760.260.0平均值x60.02s標(biāo)準差s0.178s則μA=s=i=110（ 由于測量重復(fù)性包含了人員讀數(shù)時因分辨率引入的誤差，因此有分辨率引入的不確定度μ3和測量重復(fù)性引入的不確定度分量μA2.3合成不確定度的計算A2.3.1主要不確定匯總表表A.4持續(xù)時間不確定度匯總表不確定來源(xiakμ示波器持續(xù)時間測量誤差引入的不確定度分量μ0.05%20.025%示波器示值分辨率引入的標(biāo)準不確定度分量μ0.330.29%（舍棄）測量重復(fù)性引入的標(biāo)準不確定度分量μ0.29%10.29%A2.3.2合成不確定度計算 以上各項不確定度分量相互獨立不相關(guān)，所以合成標(biāo)準不確定度為：μcA2.4擴展不確定度的計算取包含因子k=2，則擴展不確定度為U

附錄B校準原始記錄格式電動汽車低壓電氣負荷故障模擬器校準原始記錄委托單位：校準證書編號：委托單位地址：儀器名稱：制造單位型號/規(guī)格出廠編號校準環(huán)境條件及地點：溫度℃地點相對濕度%其它校準所依據(jù)的技術(shù)文件（代號、名稱）：校準所使用的主要測量標(biāo)準：名稱測量范圍不確定度/準確度等級證書編號證書有效期至(YYYY-MM-DD)第頁共頁

電動汽車低壓電氣負荷故障模擬器校準原始記錄校準結(jié)果記錄 第頁共頁校準員：核驗員：校準日期：年月日附錄C校準證書內(nèi)頁格式證書編號XXXXXX-XXXX<校準機構(gòu)授權(quán)說明>校準結(jié)果不確定度的評估和表述均符合JJF1059.1的要求。校準環(huán)境條件及地點：溫