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文檔簡介

T/CITSAXXX-20XX

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CITSAXXX-20XX

軌道交通車載儲能系統(tǒng)測試方法

第2部分:超級電容器儲能系統(tǒng)

Testmethodsforonboardenergystoragesystemofrailwaytransportation

equipment—Part2:Storagesystemwithsupercapacitor

(征求意見稿)

本稿完成日期:2020-08-07

20XX-XX-XX發(fā)布20XX-XX-XX實(shí)施

中國智能交通協(xié)會發(fā)布

T/CITSAXXX-20XX

軌道交通車載儲能系統(tǒng)第2部分:超級電容器儲能系統(tǒng)

1范圍

本部分規(guī)定了軌道交通用車載超級電容器儲能系統(tǒng)的術(shù)語和定義、符號、技術(shù)要求和檢驗(yàn)方法、檢驗(yàn)

規(guī)則。

本部分適用于裝載在軌道交通車輛上用于牽引動(dòng)力的超級電容器儲能系統(tǒng)(以下簡稱儲能系統(tǒng)),該

系統(tǒng)的基本儲能元件采用雙電層超級電容器、混合型及電池型超級電容器。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本文件。

凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。

GB/T2423.1—2008電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第2部分:試驗(yàn)方法試驗(yàn)A:低溫(IEC60068-2-1:

2007,IDT)

GB/T2423.2—2008電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第2部分:試驗(yàn)方法試驗(yàn)B:高溫(IEC60068-2-2:

2007,IDT)

GB/T2423.4—2008電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第2部分:試驗(yàn)方法試驗(yàn)Db:交變濕熱(12h+12h循環(huán))

(IEC60068-2-30:2005,IDT)

GB/T2423.17—2008電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第2部分:試驗(yàn)方法試驗(yàn)Ka:鹽霧(IEC60068-2-11:

1981,IDT)

GB/T4208—2017外殼防護(hù)等級(IP代碼)(IEC60529:2013IDT)

GB/T21563—2018軌道交通機(jī)車車輛設(shè)備沖擊和振動(dòng)試驗(yàn)(IEC61373:2010,MOD)

GB/T24338.4—2018軌道交通電磁兼容第3-2部分:機(jī)車車輛設(shè)備(IEC62236-3-2:2008,MOD)

GB/T32350.1—2015軌道交通絕緣配合第1部分:基本要求電工電子設(shè)備的電氣間隙和爬電距離

(IEC62497-1:2010,MOD)

GB/T34870.1—2017超級電容器第1部分:總則

ISO3095:2013聲學(xué)鐵路應(yīng)用軌道機(jī)車車輛發(fā)射噪聲測量

IEC62576:2018混合電動(dòng)車輛用雙層電容器電氣特性的試驗(yàn)方法

IEC61881—3:2013鐵路應(yīng)用機(jī)車車輛設(shè)備電力電子電容器第3部分:雙電層電容器

Q/CRRCJ37.1軌道交通車載儲能系統(tǒng)測試方法第1部分:動(dòng)力電池系統(tǒng)

Q/CRRCJ38軌道交通用超級電容器單體和模組

3術(shù)語和定義

GB/T34870.1—2017界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1超級電容器儲能系統(tǒng)energystoragesystemwithsupercapacitor

由一個(gè)或多個(gè)超級電容器模組通過串并聯(lián)組合而成的具有電容管理系統(tǒng)和電壓均衡單元的儲能裝置,

并具有分?jǐn)喔綦x設(shè)備,如:接觸器,斷路器、熔斷器等。在本標(biāo)準(zhǔn)中,簡稱為“儲能系統(tǒng)”。

3.2額定電壓ratedvoltage,UR

設(shè)計(jì)時(shí)所規(guī)定的儲能系統(tǒng)的最高工作電壓。

1

T/CITSAXXX-20XX

注:改寫GB/T34870.1—2017,定義3.10。

3.3最低工作電壓minimumoperatedvoltage

設(shè)計(jì)時(shí)所規(guī)定的儲能系統(tǒng)的最低工作電壓。

注:改寫GB/T34870.1—2017,定義3.11。

3.4電容管理系統(tǒng)capacitormanagementsystem

以下簡稱“CMS”,儲能系統(tǒng)的控制管理單元,主要負(fù)責(zé)電源的監(jiān)控管理、對外通信等功能。

3.5電壓均衡單元voltagebalancedunit

以下簡稱“VBU”,與電容器模組配套使用,進(jìn)行單體內(nèi)、模組間的電壓檢測/均衡,以及對外通信的功

能單元。

3.6超級電容包supercapacitorpack

由兩個(gè)或兩個(gè)以上的模組通過電連接組合而成的儲能裝置。

注1:應(yīng)包含防護(hù)用外殼,并提供正負(fù)極接線終端或其它接線方式;

注2:應(yīng)至少包含監(jiān)控回路,用于監(jiān)控超級電容器的電壓和溫度等;

注3:可能包含保護(hù)裝置和控制回路。

3.7標(biāo)稱內(nèi)阻nominalinternalresistance

設(shè)計(jì)時(shí)所規(guī)定的儲能系統(tǒng)內(nèi)阻標(biāo)稱值。

注:改寫GB/T34870.1—2017,定義3.17。

3.8內(nèi)阻internalresistance

在規(guī)定的條件下,測量得到的儲能系統(tǒng)各單體內(nèi)阻,接觸電阻以及電連接電阻的組合。

注:通過本部分7.3.2.1.1的測量方法與公式(1)計(jì)算得到。

3.9電壓保持能力voltagemaintenancerate

儲能系統(tǒng)充電至額定電壓后,在開路狀態(tài)下維持電壓的能力。

注:改寫GB/T34870.1—2017,定義3.18。

3.10質(zhì)量功率密度masspowerdensity

儲能系統(tǒng)單位質(zhì)量所能輸出的功率。

注:改寫GB/T34870.1—2017,定義3.19。

3.11最大質(zhì)量功率密度maximummasspowerdensity

儲能系統(tǒng)在額定電壓下單位質(zhì)量所能輸出的最大功率。

注:改寫GB/T34870.1—2017,定義3.20。

3.12體積功率密度volumepowerdensity

儲能系統(tǒng)單位體積所能輸出的最大功率。

注:改寫GB/T34870.1—2017,定義3.21。

3.13最大體積功率密度maximumvolumepowerdensity

儲能系統(tǒng)在額定電壓時(shí)單位體積所能輸出的最大功率。

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注:改寫GB/T34870.1—2017,定義3.22。

3.14充放電電流charginganddischargingcurrent

儲能系統(tǒng)充電或放電時(shí)的電流值。

注:改寫GB/T34870.1—2017,定義3.23。

3.15工作溫度operatingtemperature

儲能系統(tǒng)工作時(shí),電容單體外殼所允許的最高穩(wěn)態(tài)溫度。

注:改寫IEC61881—3:2012,定義3.15。

3.16最高工作溫度maximumoperatingtemperature

儲能系統(tǒng)工作時(shí),所有電容單體外殼最高溫度。

注:改寫IEC61881—3:2012,定義3.20。

3.17靜電容量electrostaticcapacity

儲能系統(tǒng)進(jìn)行恒流放電時(shí),放電電量與電位變化值的比值,單位為F。

注:通過本部分6.3.2.2的測量方法與公式(2)計(jì)算得到。

3.18儲存能量storedenergy

儲能系統(tǒng)自額定電壓起至最低工作電壓所儲存的能量。

注:通過本部分6.3.2.3的測量方法與公式3)計(jì)算得到。

3.19能量效率energyefficiency

在規(guī)定的充電和放電條件之下放電累積能量與充電累積能量的比率。

注:計(jì)算公式見公式(6)、公式(7)和公式(8)。

4符號

下列符號適用于本文件:

Edmm——最大質(zhì)量密度,單位:瓦時(shí)每千克(Wh/kg);

3

Edvm——最大體積密度,單位:瓦時(shí)每立方米(Wh/m);

Ic——恒流充電電流,單位為安培(A);

Id——恒流放電電流,單位為安培(A);

RN——標(biāo)稱內(nèi)阻,單位為毫歐(mΩ);

CN——標(biāo)稱容量,單位為法拉(F)。

5技術(shù)要求

5.1一般要求

5.1.1外觀

按6.3.1.1檢測時(shí),儲能系統(tǒng)表面應(yīng)平整、干燥、無外傷、無污物,無腐蝕等,外殼不得有變形及裂紋。

5.1.2標(biāo)識

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按6.3.1.2檢測時(shí),儲能系統(tǒng)的正負(fù)極標(biāo)識應(yīng)正確的標(biāo)注在接線端子附近,清晰可見;警告標(biāo)識及銘牌

標(biāo)識應(yīng)清晰可見。

5.1.3外形尺寸及重量

按6.3.1.3檢測時(shí),儲能系統(tǒng)的外形尺寸及重量應(yīng)符合企業(yè)提供的產(chǎn)品技術(shù)條件。

5.2性能要求

5.2.1絕緣性能

5.2.1.1絕緣電阻

儲能系統(tǒng)按6.3.2.6.1檢測時(shí),主電路對地絕緣電阻不應(yīng)低于5MΩ。

5.2.1.2介電強(qiáng)度

儲能系統(tǒng)按6.3.2.6.2檢測時(shí),應(yīng)符合GB/T32350.1—2015的要求,施加工頻耐受電壓1min后,應(yīng)無

絕緣擊穿、表面閃絡(luò)等現(xiàn)象發(fā)生。

5.2.2內(nèi)阻

儲能系統(tǒng)按6.3.2.1檢測時(shí),內(nèi)阻不應(yīng)大于其標(biāo)稱內(nèi)阻值。

5.2.3靜電容量

5.2.3.1雙電層超級電容器

儲能系統(tǒng)按6.3.2.2檢測時(shí),容量應(yīng)為標(biāo)稱電容的100%~120%。

5.2.3.2混合型及電池型超級電容器

儲能系統(tǒng)按6.3.2.2檢測時(shí),容量應(yīng)為標(biāo)稱電容的80%~120%。

5.2.4儲存能量

5.2.4.1雙電層超級電容器

儲能系統(tǒng)按6.3.2.3檢測時(shí),儲存能量應(yīng)為標(biāo)稱能量的90%~120%。

5.2.4.2混合型及電池型超級電容器

儲能系統(tǒng)按6.3.2.3檢測時(shí),儲存能量應(yīng)為標(biāo)稱能量的80%~120%。

5.2.5能量效率

5.2.5.1雙電層超級電容器

儲能系統(tǒng)按6.3.2.4檢測時(shí),能量效率不應(yīng)低于93%。

5.2.5.2混合型及電池型超級電容器

儲能系統(tǒng)按6.3.2.4檢測時(shí),能量效率不應(yīng)低于90%。

5.2.6電壓(能量)保持能力

5.2.6.1雙電層超級電容器

儲能系統(tǒng)按6.3.2.5檢測時(shí),端電壓不應(yīng)低于額定電壓的80%。

5.2.6.2混合型及電池型超級電容器

儲能系統(tǒng)按6.3.2.5檢測時(shí),所放出的能量不應(yīng)低于初始狀態(tài)的95%。

5.2.7電磁兼容

儲能系統(tǒng)按6.3.5.1檢測時(shí),應(yīng)符合GB/T24338.4—2018的規(guī)定。

5.2.8噪聲

儲能系統(tǒng)按6.3.5.2檢測時(shí),在距離為1m產(chǎn)生的噪聲不應(yīng)大于70dB(A)。

5.2.9溫升散熱

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儲能系統(tǒng)按6.3.5.3檢測時(shí),工作過程中儲能系統(tǒng)最高工作溫度不應(yīng)大于55℃。

5.2.10振動(dòng)和沖擊

儲能系統(tǒng)按6.3.1.4檢測時(shí),應(yīng)滿足GB/T21563—2018規(guī)定的振動(dòng)和沖擊要求。

5.2.11防護(hù)等級

儲能系統(tǒng)按6.3.1.5檢測時(shí),應(yīng)滿足GB/T4208—2017中規(guī)定的IP54的要求。

5.2.12高溫性能

5.2.12.1雙電層超級電容器

儲能系統(tǒng)按6.3.4.1檢測時(shí),其性能應(yīng)滿足下列條件要求:

a)靜電容量不低于初始值的85%;

b)儲存能量不低于初始值的85%;

c)內(nèi)阻小于或等于初始值的200%。

5.2.12.2混合型及電池型超級電容器

儲能系統(tǒng)按6.3.4.1檢測時(shí),其性能應(yīng)滿足下列條件要求:

a)靜電容量不低于初始值的80%;

b)儲存能量不低于初始值的80%;

c)內(nèi)阻小于或等于初始值的200%。

5.2.13低溫性能

5.2.13.1雙電層超級電容器

儲能系統(tǒng)按6.3.4.2檢測時(shí),其性能應(yīng)滿足下列條件要求:

a)靜電容量不低于初始值的65%;

b)儲存能量不低于初始值的50%;

c)內(nèi)阻小于或等于初始值的200%。

5.2.13.2混合型超級電容器

儲能系統(tǒng)按6.3.4.2檢測時(shí),其性能應(yīng)滿足下列條件要求:

a)靜電容量不低于初始值的70%;

b)儲存能量不低于初始值的60%。

c)內(nèi)阻小于或等于初始值的200%。

5.2.14耐濕熱性能

儲能系統(tǒng)按6.3.4.3檢測時(shí),應(yīng)滿足GB/T2423.4—2008的規(guī)定。

5.2.15耐鹽霧性能

儲能系統(tǒng)按6.3.4.4檢測時(shí),應(yīng)滿足GB/T2423.17—2008的規(guī)定。

5.3安全要求

5.3.1產(chǎn)品安全性能

儲能系統(tǒng)所采用單體和模組的安全性能應(yīng)符合Q/CRRCJ38中的規(guī)定。

5.3.2過溫保護(hù)

測試對象按6.3.3.2檢測時(shí),CMS起作用,超級電容包或儲能系統(tǒng)不應(yīng)爆炸、不起火。

5.3.3過流保護(hù)

測試對象按6.3.3.3檢測時(shí),CMS起作用,超級電容包或儲能系統(tǒng)不應(yīng)爆炸、不起火。

5.3.4過壓保護(hù)

測試對象按6.3.3.4檢測時(shí),CMS起作用,超級電容包或儲能系統(tǒng)不應(yīng)爆炸、不起火。

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5.3.5短路保護(hù)

測試對象按6.3.3.5檢測時(shí),熔斷器斷開,超級電容包或儲能系統(tǒng)不應(yīng)爆炸、不起火。

5.3.6熱失控保護(hù)

測試對象按6.3.3.6檢測時(shí),CMS起作用,超級電容包或儲能系統(tǒng)不應(yīng)爆炸、不起火。

6檢驗(yàn)方法

6.1試驗(yàn)條件

6.1.1環(huán)境條件

除另有規(guī)定外,一切測量、試驗(yàn)和恢復(fù)均在下列環(huán)境中進(jìn)行:

a)溫度25℃±10℃;

b)相對濕度15%~90%;

c)大氣壓力為86kPa~106kPa。

6.1.2測量條件

除另有規(guī)定外,測量條件指室溫:25℃±5℃。

6.1.3充放電電流

除另有規(guī)定外,本部分充放電電流按恒定電流I選取,方式如下:

a)混合型及電池型電容器:I=5I1或8C(或制造商提供的不低于5I1的電流),取其中較大者;

b)雙電層電容器:I=40I1或66C(或制造商提供的不低于40I1的電流),取其中較大者。

注1:I1指1倍率充放電電流,其數(shù)值等于CN×(UR—Umin)/3600;

注2:儲能系統(tǒng)的測試電流可根據(jù)并聯(lián)數(shù)進(jìn)行倍乘。

6.1.4熱量的處理方案

儲能系統(tǒng)應(yīng)在6.1.2規(guī)定的測量條件下擱置1h(或制造商提供的不高于1h的擱置時(shí)間),達(dá)到熱平衡狀

態(tài)。

6.2準(zhǔn)確度要求

6.2.1測量儀器、儀表

測量儀器、儀表準(zhǔn)確度應(yīng)滿足以下要求:

a)電壓測量裝置:準(zhǔn)確度不低于±0.5%;

b)電流測量裝置:準(zhǔn)確度不低于±0.5%;

c)溫度測量裝置:具有適當(dāng)?shù)牧砍?,其分度值不大?℃,標(biāo)定準(zhǔn)確度不低于±0.5℃;

d)計(jì)時(shí)器:按時(shí)、分、秒分度,準(zhǔn)確度不低于±0.1%;

e)測量尺寸的量具:分度值不大于1mm;

f)稱量質(zhì)量的衡器:準(zhǔn)確度為±0.1%;

g)聲音測量裝置:準(zhǔn)確度為1級。

6.2.2控制值/實(shí)際值

測試過程中,控制值/實(shí)際值和目標(biāo)值之間的誤差應(yīng)滿足以下要求:

a)電壓:±1%;

b)電流:±1%;

c)溫度:±2℃。

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6.3試驗(yàn)方法

6.3.1機(jī)械試驗(yàn)

6.3.1.1外觀

在良好的光線條件下,用目測法檢查儲能系統(tǒng)的外觀。

6.3.1.2標(biāo)識

在良好的光線條件下,用目測法檢查儲能系統(tǒng)的警告標(biāo)識、銘牌標(biāo)識和極性標(biāo)識,用電壓表測量儲能

系統(tǒng)的端電壓,并檢查其極性標(biāo)識是否正確。

6.3.1.3外形尺寸及重量

使用量具測量儲能系統(tǒng)箱體以及外部接口(如端口、端子排)的外形尺寸;

使用衡器稱量儲能系統(tǒng)(包含供應(yīng)商提供在內(nèi)的所有附件)的重量。對于不能跟隨整體進(jìn)行稱量的附

件,應(yīng)單獨(dú)進(jìn)行稱量,稱量結(jié)果計(jì)入總重量結(jié)果。

6.3.1.4振動(dòng)和沖擊

按GB/T21563—2018規(guī)定的方法和要求進(jìn)行試驗(yàn)。

6.3.1.5防護(hù)等級

按GB/T4208—2017規(guī)定的IP54檢查箱體防護(hù)等級。

6.3.2電試驗(yàn)

6.3.2.1內(nèi)阻

室溫下,按照如下步驟測試儲能系統(tǒng)的內(nèi)阻:

a)除非另有規(guī)定,充電裝置輸出6.1.3規(guī)定的直流電流I對儲能系統(tǒng)進(jìn)行充電,充電至額定電壓UR

后,繼續(xù)保持恒壓充電5min;

b)除非另有規(guī)定,儲能系統(tǒng)以6.1.3規(guī)定的直流電流I進(jìn)行放電,放電至最低工作電壓Umin;

c)儲能系統(tǒng)的內(nèi)阻按照IEC62576:2009的4.1.1~4.1.4中的規(guī)定進(jìn)行測量,按照IEC62576:2009

的4.1.6中的規(guī)定進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算公式見式(1);

在內(nèi)阻測量過程中,儲能系統(tǒng)引出正負(fù)極端子間電壓—時(shí)間特性如圖1所示。

U

R31000…………(1)

Id

式中:

R——儲能系統(tǒng)的內(nèi)阻,單位:毫歐(mΩ);

I

d——恒流放電電流,單位:安培(A);

U3

——通過使用最小二乘法從計(jì)算起始電壓(0.9UR)到計(jì)算結(jié)束電壓(0.7UR)給電壓降特性曲線

應(yīng)用直線近似。在放電起始時(shí)間處獲得該直線的截?。妷褐担?。ΔU3是截取電壓值與恒壓充電設(shè)定值之間

的電壓差,單位:伏特(V)。

d)若ΔU3超過額定電壓的20%(0.20×UR),則放電電流Id可降50%,20%或10%;

e)重復(fù)步驟a)~d)至少一次。

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圖1內(nèi)阻測量過程中,儲能系統(tǒng)引出正負(fù)極端子間電壓—時(shí)間特性

UR——額定電壓,單位:伏特(V);

U1——計(jì)算起始電壓,單位:伏特(V);

U2——計(jì)算結(jié)束電壓,單位:伏特(V);

ΔU3——電壓降,單位:伏特(V);

TCV——恒壓充電持續(xù)時(shí)間,單位:秒(s)。

6.3.2.2靜電容量

室溫下,按照如下步驟測試儲能系統(tǒng)的靜電容量:

a)除非另有規(guī)定,充電裝置輸出6.1.3規(guī)定的直流電流I對儲能系統(tǒng)進(jìn)行充電,充電至額定電壓UR

后,繼續(xù)保持恒壓充電5min;

b)除非另有規(guī)定,儲能系統(tǒng)以6.3.2.1中序號d)規(guī)定的直流電流Id進(jìn)行放電,放電至最低工作電壓

Umin,;

c)重復(fù)步驟a)~b)至少一次,記錄儲能系統(tǒng)電壓從額定電壓的90%放電至最低工作電壓Umin的放

電時(shí)間t;

d)按公式(2)來計(jì)算儲能系統(tǒng)的靜電容量C。

t

CI…………(2)

0.9URUmin

式中:

C——儲能系統(tǒng)的靜電容量,單位:法拉(F);

I——放電電流,單位:安培(A);

t——放電時(shí)間,單位:秒(s);

UR——額定電壓,單位:伏特(V);

Umin——最低工作電壓,單位:伏特(V)。

6.3.2.3儲存能量及密度

室溫下,按照如下步驟測試儲能系統(tǒng)的儲存能量及密度:

a)除非另有規(guī)定,充電裝置輸出6.1.3規(guī)定的直流電流I對儲能系統(tǒng)進(jìn)行充電,充電至額定電壓UR

后,繼續(xù)保持恒壓充電5min;

b)除非另有規(guī)定,儲能系統(tǒng)以6.3.2.1中序號d)規(guī)定的直流電流Id進(jìn)行放電,放電至最低工作電壓

Umin;

c)重復(fù)步驟a)~b)至少一次,記錄電壓U、放電電流Id與時(shí)間t的波形;

d)分別按公式(3)、公式(4)和公式(5)來計(jì)算儲能系統(tǒng)的儲存能量、質(zhì)量能量密度及體積能量

密度。

8

T/CITSAXXX-20XX

Iu(t)dt

W…………(3)

3600

W

E…………(4)

dmM

W

E…………(5)

dvV

式中:

W——儲存能量,單位瓦時(shí)(Wh);

I——放電電流,單位:安培(A);

u(t)——放電過程中,儲能系統(tǒng)輸出端電壓,單位:伏特(V);

Edm——質(zhì)量能量密度,單位:瓦時(shí)每千克(Wh/kg);

3

Edv——體積能量密度,單位:瓦時(shí)每立方米(Wh/m);

M——儲能電源箱的質(zhì)量,單位:千克(kg);

V——儲能電源箱的體積,單位:立方米(m3)。

6.3.2.4能量效率

室溫下,按照如下步驟測試儲能系統(tǒng)的能量效率:

a)除非另有規(guī)定,充電裝置輸出6.1.3規(guī)定的直流電流I對儲能系統(tǒng)進(jìn)行充電,充電至0.5UR(或最低

工作電壓Umin、或制造商提供的電壓),繼續(xù)保持恒壓充電5min;

b)除非另有規(guī)定,充電裝置輸出6.1.3規(guī)定的直流電流I繼續(xù)對儲能系統(tǒng)進(jìn)行充電,充電至額定電壓

UR后,繼續(xù)保持恒壓充電10s;

c)除非另有規(guī)定,儲能系統(tǒng)以6.3.2.1中序號d)規(guī)定的直流電流Id進(jìn)行放電,放電至0.5UR(或最低

工作電壓Umin、或制造商提供的電壓);

d)重復(fù)步驟b)~c)至少一次,記錄電壓U、電流I與時(shí)間t的波形。

試驗(yàn)過程中,對儲能系統(tǒng)對外輸出的正負(fù)端子間的電流和電壓進(jìn)行連續(xù)測量。電壓(電流)—時(shí)間的

特性曲線見圖2。

e)分別按公式(6)、公式(7)和公式(8)來計(jì)算儲能系統(tǒng)的能量效率、放電能量及充電能量。

Wd

Ef100…………(6)

Wc

t0.5UR

WdIdU(t)dt…………(7)

t

UR

tUR

WcIcU(t)dt…………(8)

t

0

式中:

Ef——能量效率(%);

Wd——在TCC13期間放電的電能;

Wc——TCC12加上TCV12期間充電的電能。

9

T/CITSAXXX-20XX

圖2在能量效率試驗(yàn)中電容器端子之間的電壓(電流)—時(shí)間特性曲線

UR——額定電壓,單位:伏特(V);

0.5UR——0.5倍額定電壓(或最低工作電壓Umin、或制造商提供的電壓),單位:伏特(V)。

6.3.2.5電壓(能量)保持能力

6.3.2.5.1雙電層超級電容器

室溫下,按照如下步驟測試儲能系統(tǒng)的電壓保持能力:

a)除非另有規(guī)定,充電裝置輸出6.1.3規(guī)定的直流電流I對儲能系統(tǒng)進(jìn)行充電,充電至額定電壓UR,

繼續(xù)保持恒壓充電30min;

b)開路靜置72h后,再次測量儲能系統(tǒng)的端電壓UOCV;

c)按公式(9)來計(jì)算儲能系統(tǒng)的電壓保持率A。

U

AOCV100%…………(9)

UR

6.3.2.5.2混合型及電池型超級電容器

室溫下,按照如下步驟測試儲能系統(tǒng)的計(jì)算能量保持率:

a)除非另有規(guī)定,充電裝置輸出6.1.3規(guī)定的直流電流I對儲能系統(tǒng)進(jìn)行充電,充電至額定電壓UR

后,繼續(xù)保持恒壓充電30min;

b)開路靜置72h;

c)除非另有規(guī)定,儲能系統(tǒng)以6.3.2.1中序號d)規(guī)定的直流電流Id進(jìn)行放電,放電至最低工作電壓

Umin;

d)按公式(3)計(jì)算儲能系統(tǒng)的儲存能量W1;

e)按公式(10)來計(jì)算儲能系統(tǒng)的能量保持率B。

W1

B100%………(10)

W

式中:

W1——經(jīng)過72h開路靜置后,儲能系統(tǒng)按6.3.2.3試驗(yàn)步驟和方法計(jì)算得到的儲能能量;

W——開路靜置前,儲能系統(tǒng)按6.3.2.3試驗(yàn)步驟和方法計(jì)算得到的儲能能量;

B——能量保持率。

6.3.2.6絕緣耐壓

6.3.2.6.1絕緣電阻

使用兆歐表測量主回路和控制回路的絕緣電阻。

10

T/CITSAXXX-20XX

6.3.2.6.2介電強(qiáng)度

按GB/T21413.1—2008進(jìn)行試驗(yàn)。

6.3.3安全性試驗(yàn)

6.3.3.1過溫保護(hù)

測試對象為儲能系統(tǒng),試驗(yàn)在6.1.2規(guī)定的溫度下進(jìn)行。在試驗(yàn)開始前,影響試驗(yàn)對象功能并與試驗(yàn)

結(jié)果相關(guān)的所有保護(hù)設(shè)備都應(yīng)處于正常運(yùn)行狀態(tài),冷卻系統(tǒng)除外。

a)通過外部充放電設(shè)備對測試對象進(jìn)行持續(xù)充電和放電,使測試對象的工作溫度盡可能快的升高。

b)溫度升高至儲能系統(tǒng)制造商定義的過熱保護(hù)措施的工作溫度閾值或規(guī)定的最高工作溫度,保持工

作溫度等于或高于溫度閾值或最高工作溫度,直到試驗(yàn)結(jié)束。

c)當(dāng)符合以下任一條件時(shí),結(jié)束試驗(yàn):

測試對象自動(dòng)終止或限制充電或放電;

測試對象發(fā)出終止或限制充電或放電的信號;

測試對象的溫度穩(wěn)定,溫度變化在2h內(nèi)小于4℃。

注:為保護(hù)試驗(yàn)操作安全,制造商應(yīng)提供試驗(yàn)上限參數(shù),采用此上限參數(shù)強(qiáng)制終止的試驗(yàn)判定為失敗。

d)試驗(yàn)結(jié)束后,在6.1.2規(guī)定的溫度下觀察1h。

6.3.3.2過流保護(hù)

測試對象為儲能系統(tǒng),試驗(yàn)在6.1.2規(guī)定的溫度下進(jìn)行。在試驗(yàn)開始前,影響測試對象功能并與試驗(yàn)

結(jié)果相關(guān)的所有保護(hù)設(shè)備都應(yīng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)。

a)通過外部充放電設(shè)備對測試對象進(jìn)行放電,放電至最低工作電壓Umin;

b)與儲能系統(tǒng)制造商協(xié)商確定可以施加的過電流和最大電壓(在正常范圍內(nèi));

c)連接外部充電設(shè)備,改變或禁用充電控制通信,以允許通過與儲能系統(tǒng)制造商協(xié)商確定的過電流

水平;

d)啟動(dòng)外部充電設(shè)備,對儲能系統(tǒng)進(jìn)行充電,以達(dá)到儲能系統(tǒng)制造商規(guī)定的最高正常充電電流。然

后,將電流在5s內(nèi)從最高正常充電電流增加到b)所述的過電流水平,并繼續(xù)進(jìn)行充電;

e)當(dāng)符合以下任一條件時(shí),結(jié)束試驗(yàn):

測試對象自動(dòng)終止充電電流;

測試對象發(fā)出終止充電電流的信號。

注:為保護(hù)試驗(yàn)操作安全,制造商應(yīng)提供試驗(yàn)上限參數(shù),采用此上限參數(shù)強(qiáng)制終止的試驗(yàn)判定為失敗。

f)試驗(yàn)結(jié)束后,在6.1.2規(guī)定的溫度下觀察1h。

6.3.3.3過壓保護(hù)

測試對象為儲能系統(tǒng),試驗(yàn)在6.1.2規(guī)定的溫度下進(jìn)行。在試驗(yàn)開始前,影響測試對象功能并與試驗(yàn)

結(jié)果相關(guān)的所有保護(hù)設(shè)備都應(yīng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)。

a)通過外部充放電設(shè)備對測試對象進(jìn)行放電,放電至最低工作電壓Umin;

b)與儲能系統(tǒng)制造商協(xié)商確定可以施加的過電壓;

c)連接外部充電設(shè)備,改變或禁用充電控制通信,以允許通過與儲能系統(tǒng)制造商協(xié)商確定的過電壓

水平;

d)啟動(dòng)外部充電設(shè)備,對儲能系統(tǒng)進(jìn)行充電,以達(dá)到儲能系統(tǒng)制造商規(guī)定的最高正常充電電壓,繼

續(xù)充電,達(dá)到b)所述的過電壓水平;

e)當(dāng)符合以下任一條件時(shí),結(jié)束試驗(yàn):

測試對象自動(dòng)終止充電電壓;

測試對象發(fā)出終止充電電壓的信號。

注:為保護(hù)試驗(yàn)操作安全,制造商應(yīng)提供試驗(yàn)上限參數(shù),采用此上限參數(shù)強(qiáng)制終止的試驗(yàn)判定為失敗。

f)試驗(yàn)結(jié)束后,在6.1.2規(guī)定的溫度下觀察1h。

6.3.3.4短路保護(hù)

11

T/CITSAXXX-20XX

測試對象為超級電容包或儲能系統(tǒng),試驗(yàn)在6.1.2規(guī)定的溫度下進(jìn)行。在試驗(yàn)開始前,影響測試對象

功能并與試驗(yàn)結(jié)果相關(guān)的所有保護(hù)設(shè)備都應(yīng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)。

a)在開始試驗(yàn)時(shí),用于充電和放電的相關(guān)主要接觸器都應(yīng)閉合,來表示可行車模式以及允許外部充

電的模式。如果這不能在單次試驗(yàn)中完成,則應(yīng)進(jìn)行兩次或更多次試驗(yàn);

b)將測試對象的正極端子和負(fù)極端子相互連接來產(chǎn)生短路。短路電阻不超過5mΩ;

c)保持短路狀態(tài),直至試驗(yàn)對象的保護(hù)功能起作用,并終止短路電流時(shí),結(jié)束試驗(yàn);

d)試驗(yàn)結(jié)束后,在6.1.2規(guī)定的溫度下觀察1h。

6.3.3.5熱失控保護(hù)

按Q/CRRCJ37.1的規(guī)定以及如下步驟進(jìn)行試驗(yàn):

測試對象為超級電容包或儲能系統(tǒng),可使用測試用箱體及其他附件,但需證明測試用箱體或其他附件

的材料與儲能系統(tǒng)箱體或其他附件的材料相同且結(jié)構(gòu)類同,且熱失控觸發(fā)對象周圍的設(shè)備布置情況與實(shí)際

系統(tǒng)相同。

試驗(yàn)條件:

在6.1.1規(guī)定的環(huán)境條件下進(jìn)行試驗(yàn);

a)測試對象按6.1.3規(guī)定的方式充電;

b)試驗(yàn)開始前,所有的試驗(yàn)裝置應(yīng)都必須正常運(yùn)行,若選擇過充作為熱失控觸發(fā)方法,需關(guān)閉過充

保護(hù)功能;

c)試驗(yàn)應(yīng)盡可能少地對測試樣品進(jìn)行改動(dòng),制造商需提交所做改動(dòng)的清單;

d)試驗(yàn)應(yīng)在室內(nèi)環(huán)境或者風(fēng)速不大于2.5km/h的環(huán)境下進(jìn)行。

6.3.4環(huán)境相關(guān)試驗(yàn)

6.3.4.1高溫

按GB/T2423.2—2008的規(guī)定以及如下步驟進(jìn)行試驗(yàn):

a)試驗(yàn)前,輸出6.1.3規(guī)定的直流電流I對儲能系統(tǒng)進(jìn)行充電,充電至額定電壓UR后,繼續(xù)保持恒

壓充電5min;

b)擱置在6.1.4規(guī)定的環(huán)境條件;

c)除非另有規(guī)定,將儲能系統(tǒng)所在的箱溫逐漸升高至55℃±2℃,待溫度穩(wěn)定后保溫16h;

d)放置在6.1.2規(guī)定的測量條件下進(jìn)行恢復(fù),恢復(fù)時(shí)間應(yīng)足夠使溫度達(dá)到穩(wěn)定,至少1h后,按6.3.2.1,

6.3.2.2和6.3.2.3的方法再次測量儲能系統(tǒng)的內(nèi)阻、靜電容量、儲存能量。

6.3.4.2低溫

按GB/T2423.1—2008的規(guī)定以及如下步驟進(jìn)行試驗(yàn):

a)試驗(yàn)前,輸出6.1.3規(guī)定的直流電流I對儲能系統(tǒng)進(jìn)行充電,充電至額定電壓UR后,繼續(xù)保持恒

壓充電5min;

b)擱置在6.1.4規(guī)定的環(huán)境條件;

c)除非另有規(guī)定,將由雙電層電容器構(gòu)成的儲能系統(tǒng)所在箱溫逐漸降低至—40℃±2℃,由混合型及

電池型電容器構(gòu)成的儲能系統(tǒng)所在箱溫逐漸降低至—20℃±2℃,待溫度穩(wěn)定后保溫16h;

d)放置在6.1.2規(guī)定的測量條件下進(jìn)行恢復(fù),恢復(fù)時(shí)間應(yīng)足夠使溫度達(dá)到穩(wěn)定,至少1h后,按6.3.2.1,

6.3.2.2和6.3.2.3的方法再次測量儲能系統(tǒng)的內(nèi)阻、靜電容量、儲存能量。

6.3.4.3交變濕熱

按GB/T2423.4—2008的規(guī)定以及如下步驟進(jìn)行試驗(yàn):

a)試驗(yàn)前,輸出6.1.3規(guī)定的直流電流I對儲能系統(tǒng)進(jìn)行充電,充電至額定電壓UR后,繼續(xù)保持恒

壓充電5min;

b)擱置在6.1.4規(guī)定的環(huán)境條件;

c)除非另有規(guī)定,溫度的嚴(yán)酷程度選擇55℃,循環(huán)次數(shù)選擇二次;

12

T/CITSAXXX-20XX

d)放置在6.1.2規(guī)定的測量條件下進(jìn)行恢復(fù),恢復(fù)時(shí)間應(yīng)足夠使溫度達(dá)到穩(wěn)定,至少1h后,按6.3.2.1,

6.3.2.2和6.3.2.3的方法再次測量儲能系統(tǒng)的內(nèi)阻、靜電容量、儲存能量。

6.3.4.4鹽霧

按GB/T2423.17—2008的規(guī)定以及如下步驟進(jìn)行試驗(yàn):

a)試驗(yàn)前,輸出6.1.3規(guī)定的直流電流I對儲能系統(tǒng)進(jìn)行充電,充電至額定電壓UR后,繼續(xù)保持恒

壓充電5min;

b)擱置在6.1.4規(guī)定的環(huán)境條件;

c)除非另有規(guī)定,持續(xù)時(shí)間可選擇48h,或制造方與購買方商定的時(shí)間;

d)放置在6.1.2規(guī)定的測量條件下進(jìn)行恢復(fù),恢復(fù)時(shí)間應(yīng)足夠使溫度達(dá)到穩(wěn)定,至少1h后,按6.3.2.1,

6.3.2.2和6.3.2.3的方法再次測量儲能系統(tǒng)的內(nèi)阻、靜電容量、儲存能量。

注:針對較大試驗(yàn)樣品還應(yīng)規(guī)定清洗和干燥方法。

6.3.5其它試驗(yàn)

6.3.5.1電磁兼容

按GB/T24338.4—2018的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)。

6.3.5.2噪聲

按ISO3095:2013中第5章的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)。

6.3.5.3溫升散熱

儲能系統(tǒng)在整車技術(shù)條件中規(guī)定的最高環(huán)境溫度下擱置以適應(yīng)環(huán)境溫度。模擬車輛實(shí)際運(yùn)行工況,循

環(huán)充放電,達(dá)到規(guī)定的持續(xù)時(shí)間后停止試驗(yàn),檢測儲能系統(tǒng)的工作溫度。充放電電流、持續(xù)時(shí)間可由供需

雙方協(xié)商確定。

注1:儲能系統(tǒng)在裝車前和裝車后的通風(fēng)散熱條件不一樣時(shí)(如:利用車上空調(diào)回風(fēng)散熱、自然風(fēng)冷

等),需在裝車后的整車上進(jìn)行試驗(yàn);

注2:同步記錄環(huán)境的溫濕度情況。

6.3.5.4分?jǐn)啾Wo(hù)

由供需雙方協(xié)商確定分?jǐn)啾Wo(hù)的工況,進(jìn)行分?jǐn)啾Wo(hù)功能驗(yàn)證。

注1:儲能系統(tǒng)本身具有分?jǐn)啾Wo(hù)功能的,在儲能系統(tǒng)上進(jìn)行功能驗(yàn)證;

注2:系統(tǒng)本身不具備分?jǐn)啾Wo(hù)功能的,系統(tǒng)裝車后的整車必須具有該功能,在整車上進(jìn)行功能驗(yàn)證。

7檢驗(yàn)規(guī)則

7.1檢驗(yàn)分類

7.1.1出廠檢驗(yàn)

所有產(chǎn)品均應(yīng)進(jìn)行出廠檢驗(yàn),合格后方可出廠。

7.1.2型式檢驗(yàn)

凡具有下列情況之一時(shí),應(yīng)進(jìn)行型式檢驗(yàn):

a)新產(chǎn)品試制完成時(shí);

b)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、工藝或材料的變更影響到產(chǎn)品的某些特性或參數(shù)變化時(shí);

c)轉(zhuǎn)場生產(chǎn)或停產(chǎn)2年以上重新生產(chǎn)時(shí);

d)出廠檢驗(yàn)結(jié)果與上次型式檢驗(yàn)結(jié)果發(fā)生不允許的偏差時(shí);

e)合同要求。

7.1.3研究性檢驗(yàn)

可由制造商主動(dòng)進(jìn)行,也可由制造商與用戶協(xié)商確定。

13

T/CITSAXXX-20XX

7.2產(chǎn)品判定原則

應(yīng)對每個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行出廠檢驗(yàn),若有一項(xiàng)或一項(xiàng)以上不合格,則判定該產(chǎn)品為不合格。

型式檢驗(yàn)全部項(xiàng)目應(yīng)在同一次抽樣的樣品上進(jìn)行,若發(fā)現(xiàn)任意一項(xiàng)不合格,則該產(chǎn)品不合格。

7.3檢驗(yàn)項(xiàng)目

檢驗(yàn)項(xiàng)目見表1。

表1檢驗(yàn)項(xiàng)目

檢驗(yàn)分類技術(shù)要求對檢驗(yàn)方法對

序號檢驗(yàn)項(xiàng)目

出廠檢驗(yàn)型式檢驗(yàn)研究性試驗(yàn)應(yīng)條款應(yīng)條款

1

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