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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。
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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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