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基本信息

标准号: GB/T 42005.1-2022

中文名称:轨道交通 储能式电车 第1部分:电容式储能电源

标准类别:国家标准(GB)

英文名称:Railway applications—Onboard energy storage tram—Part 1:Capacitance-type energy storage cubicle

标准状态:现行

发布日期:2022-10-12

实施日期:2023-05-01

出版语种:简体中文

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标准分类号

标准ICS号:电气工程>>29.280电力牵引设备

中标分类号:铁路>>机车车辆通用标准>>S35牵引电气设备

关联标准

出版信息

出版社:中国标准出版社

页数:28页

标准价格:49.0

相关单位信息

起草人:张伟先、饶国华、阮殿波、范晓云、陈广赞、刘陆洲、李玉梅

起草单位:中车株洲电力机车有限公司、宁波中车新能源科技有限公司、广州有轨电车有限责任公司、中车株洲电力机车研究所有限公司、中车青岛四方车辆研究所有限公司

归口单位:全国轨道交通电气设备与系统标准化技术委员会(SAC/TC 278)

提出单位:国家铁路局

发布部门:国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会

标准简介

本文件规定了储能式电车电容式储能电源(以下简称储能电源)的环境条件、技术要求、检验方法、检验规则、标志、包装、运输、储存和回收。 本文件适用于采用双电层电容器、混合型电容器为储能单元的储能式电车动力储能电源。


标准内容

GB/T42005.1—2022
衡单元的储能装置。
ratedvoltage
额定电压
设计时所规定的储能电源的最高工作电压。[来源:GB/T34870.1—2017,3.10,有修改]3.3
最低工作电压
minimum operated voltage
设计时所规定的储能电源的最低使用电压。[来源:GB/T34870.1—2017,3.11,有修改]3.4
电源管理系统
power management system
储能电源的控制管理单元。
注:负责电源的监控管理、对外通信等功能。3.5
电压均衡单元
voltagebalanced unit
对电容器单体和模组的电压、温度进行检测,并对其电压进行一致性管理,以及对外通信的功能单元。
注:电压均衡单元与电容器模组配套使用。3.6
capacitorpack
电容包
由两个或两个以上的电容器模组通过电连接组合而成的储能装置注1:包含防护用外壳,并提供正负极接线终端或其他接线方式。注2:至少包含监控回路,用于监控电容器的电压和温度等。注3:可能包含保护装置和控制回路。3.7
Ainternalresistance
在规定的条件下,测量得到的储能电源各单体电阻、接触电阻以及电连接电阻的组合注:按6.6.1的测试方法和公式(1)计算。3.8
voltageholding characteristics电压保持能力
储能电源充电至额定电压后,在开路状态下维持电压的能力。[来源:GB/T34870.1—2017,3.18,有修改]3.9
能量保持能力
energyholdingcharacteristics储能电源充电至额定电压后,在开路状态下维持能量的能力。3.10
充/放电电流
charging or discharging current储能电源充电或放电时的电流值。2
[来源:GB/T34870.1—2017,3.23,有修改]operatingtemperature免费标准bzxz.net
工作温度
储能电源工作时,所有电容单体外壳最高稳态温度。[来源:GB/T25121.3—2018,3.14,有修改]最高允许工作温度
maximumallowableoperatingtemperature储能电源工作时,电容单体外壳允许达到的最高温度。3.13
静电容量
electrostaticcapacity
储能电源进行恒流放电时,放电电量与电位变化值的比值。注1:单位为法拉(F)。
注2:按6.6.2的测量方法和公式(2)计算。3.14
储存能量
stored energy
储能电源自额定电压起至最低工作电压止所储存的能量。注:按6.6.3的测试方法和公式(3)计算。3.15
能量效率
energyefficiency
在规定的充电和放电条件下放电累积能量与充电累积能量的比率。注:按6.6.4的测试方法和公式(6)计算。环境条件
4.1在以下环境条件下,储能电源应能正常工作:海拔不大于2500m;
温度类别分为:
GB/T42005.1—2022
采用双电层型电容器的储能电源,环境温度为一25℃~十40℃,储存温度为一50℃~1)
+70℃;
采用混合型电容器的储能电源,环境温度为一25℃~+十40℃,储存温度为一30℃~2)
+70℃。
月平均最大相对湿度不应大于95%(月平均温度最低为25℃);生物条件应符合GB/T4798.5—2007中5B2的规定;化学活性物质应符合GB/T4798.5—2007中5C2的规定;机械活性物质应符合GB/T4798.5一2007中5S2的规定当环境条件超出4.1规定的范围时,由供需双方协商确定。5
技术要求
5.1一般要求
布线应符合GB/T34571的规定。
同型号储能电源及其零部件应能互换。3
GB/T42005.1—2022
5.1.3非金属材料应使用防火、无卤材料。5.1.4储能电源故障时,应具有分断隔离、单独切除功能。5.1.5金属柜体表面应使用耐高压绝缘材料,避免箱内设备与箱体接地短路。2功能要求
储存功能
储能电源应具有能量储存功能,储存能量应为标称能量的100%~120%,电源储存电压范围宜采用500V~900V。
5.2.2故障检测、记录和输出功能储能电源应具有故障检测功能,应能实时传送给车辆;应具有故障记录储存功能,应能通过上位机软件进行读取。
5.2.3通信功能
内部通信功能
储能电源应具有内部通信功能,各模组电压、温度等信息应通过内部通信发送给电源管理系统。2外部通信功能
储能电源应具有外部通信功能,储能电源的状态参数及故障信息应通过外部通信网络发给车辆,外部通信网络应完余备份
无线通信功能
采用地面充电系统时,储能电源自身或通过车辆应能与充电系统实现无线通信,应把储能电源相关状态,如储能电源电压、过压、欠压等信息发送给充电系统、5.2.4电压均衡功能
储能电源应具有电压均衡功能,应能对各单体之间、模组与模组之间进行电压均衡,在额定电压时,各储能单体电压与单体平均电压之差绝对值应符合下列要求:a)以双层电容器为储能单元时:不大于0.15V;b)以混合型电容器为储能单元时:不大于0.1V。5.3性能要求
5.3.1绝缘性能
绝缘电阻
主电路绝缘电阻不应小于1002/V。2电气间隙与爬电距离
应符合GB/T32350.1的规定,根据过电压类别、环境污染等级、绝缘材料相比电痕化指数(CTI)值以及绝缘电压等级选择确定。绝缘材料的CTI值不应低于175V。4
工频耐受电压
GB/T42005.1—2022
应符合GB/T32350.1的规定,施加工频耐受电压1min,应无绝缘击穿、表面闪络等现象注:海拔大于1400m时,工频耐受电压乘以海拔修正系数Ka。5.3.2内阻
内阻不应大于其标称值。
实测容量应为标称容量的100%~120%。5.3.4能量效率
双电层电容器
能量效率不应低于93%。
混合型电容器
能量效率不应低于90%。
电压、能量保持能力
双电层电容器
开路静置72h后,端电压不应低于额定电压的80%。5.3.5.2
混合型电容器
开路静置72h后,放电能量不应低于初始状态的95%。5.3.6
电磁兼容
应符合GB/T24338.4的规定。
5.3.7噪声
在距离为1m时,产生的噪声不应大于70dB(A)。5.3.8温度一致性
工作过程中储能电源最高工作温度不应大于55℃,同一时刻最高单体温度与最低单体温度差不应大于15℃。
冲击和振动
应符合GB/T21563—2018的规定
防护等级
电连接器防护等级不应低于IP65,箱体防护等级不应低于IP54。5
GB/T42005.1—2022
高温性能
双电层电容器
高温试验后性能应符合下列规定:a)
静电容量不低于初始值的85%;
储存能量不低于初始值的85%;
内阻小于或等于初始值的200%。混合型电容器
高温试验后性能应符合下列规定:静电容量不低于初始值的80%;
储存能量不低于初始值的80%;
内阻小于或等于初始值的200%。低温性能
双电层电容器
低温试验后性能应符合下列规定:a)
静电容量不低于初始值的65%;
储存能量不低于初始值的50%;
内阻小于或等于初始值的200%。混合型电容器
低温试验后性能应符合下列规定:静电容量不低于初始值的70%;
储存能量不低于初始值的60%;
内阻小于或等于初始值的200%。耐湿热性能
应符合GB/T2423.4的规定。
耐盐雾性能
应符合GB/T2423.17的规定。
5耐久性能
电容单体寿命应符合GB/T25121.3—2018中5.10的规定。5.3.15.1
5.3.15.2储能电源在额定电压、最高允许工作温度条件保持1000h或供需双方商定时间后,其能量不应低于初始状态的80%,内阻不应高于初始状态的200%。5.4
安全及保护要求
5.4.1产品安全性能
单体安全性能应符合GB/T34870.1—2017中6.4.1.136.4.1.18、6.4.1.20、6.4.1.21的规定。5.4.1.2
GB/T42005.1-2022
模组安全性能应符合GB/T34870.1—2017中6.4.2.10~6.4.2.13、6.4.2.15、6.4.2.17的规定。5.4.2
过温保护
应具有过温保护功能,过温时不应爆炸、起火。5.4.3过流保护
正负极两端应具有过流保护功能,过流时不应爆炸、起火。5.4.4短路保护
应具有短路保护功能,短路时不应爆炸、起火。5.4.5
热失控保护
应具有热失控保护功能,热失控时不应爆炸、起火。5过压保护
单体和总电压应具有过压保护。过压时,应自动停止充电、降低充电电流、断开储能电源或给出断开储能电源信号。
欠压保护
单体和总电压应具有欠压保护。欠压时,应自动停止放电、降低放电电流、断开储能电源或给出断开储能电源信号。
检验方法
检验条件
环境条件
所有安全试验均在有充分安全保护的条件下进行除另有规定外,一切测量、试验和恢复均在下列环境中进行:温度20℃~30℃;
相对湿度25%~85%;
大气压力86kPa106kPa。
充放电电流
除另有规定外,本文件充/放电电流按恒定电流1选取,方式如下:混合型电容器:I=5I,或8C(或制造商提供的不低于5I的电流),取其中较大者;a)
双电层电容器:1=40I,或66C(或制造商提供的不低于40I,的电流),取其中较大者。注1:C表示电容充放电时电流大小的比率,8C即8倍放电电流。注2:储能电源的测试电流可根据单体并联数进行倍乘注3:1,电容器1倍率充/放电电流,I,=CRX(Uk一Umin)/3600。注4:也可按用户的订货技术规范规定的电流选取。7

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