GB/T 電動汽車車載直流電能表技術條件

前    言

        本標準根據車載直流電能表特性，參考國家、行業相關標準和直流電能表檢定規程編寫而成。

        本標準按照GB/T 1.1-2009給出的規則起草。

        本標準由XXXX提出。

        本標準由XXXX歸口。

        本標準起草單位：

        本標準主要起草人：

電動汽車車載直流電能表技術條件

1.范圍

        本標準規定了電動汽車車載直流電能表（以下簡稱電能表）的準確度要求、機械性能、適應環境、功能要求、電氣性能及抗干擾等方面的技術要求和試驗方法。

        本標準適用于電動汽車車載靜止式直流電能表。

2.規范性引用文件

        下列文件對于本文件的應用是的。凡是注日期的引用文件，僅所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 4208-2008        外殼防護等級（IP代碼）

        GB/T 2423.1-2008    電工電子產品環境試驗 第2部分：試驗方法 試驗A：低溫

        GB/T 2423.2-2008    電工電子產品環境試驗 第2部分：試驗方法 試驗B：高溫

        GB/T 2423.4-2008    電工電子產品環境試驗 第2部分：試驗方法 試驗Db：交變濕熱（12h+12h循環）

        GB/T 2423.57-2008   電工電子產品環境試驗 第2-81部分：試驗方法 試驗Ei：沖擊響應譜合成

        GB/T 3928-2008      直流電阻分壓箱

        GB/T 5169.11-2006    電工電子產品著火危險試驗 第11部分：灼熱絲/熱絲基本試驗方法 成品的灼熱絲可燃性試驗方法

        GB/T 17215.211-2006 交流電測量設備 通用要求、試驗和試驗條件 第11部分：測量設備

        GB/T 17215.301-2007 多功能電能表 特殊要求

        GB/T 17215.421-2008 交流測量 費率和負荷控制 第21部分:時間開關的特殊要求

        GB/T 17215.701-2011 標準電能表

        GB/T 17626.2-2006   電磁兼容 試驗和測量技術 靜電放電抗擾度試驗

        GB/T 17626.3-2006   電磁兼容 試驗和測量技術 射頻電磁場輻射抗擾度試驗

        GB/T 17626.4-2008   電磁兼容 試驗和測量技術 電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗

        GB/T 17626.5-2008   電磁兼容 試驗和測量技術 浪涌（沖擊）抗擾度試驗

        GB/T 18655-2010     車輛、船和內燃機 無線電騷擾特性 用于保護車載接收機的限值和測量方法

        GB/T 19836-2005     電動汽車用儀表

        DL/T 645-2007       多功能電能表通信協議

        JJG 842             直流電能表檢定規程

        JB/T 9288-1999      外附分流器

        QC/T 413-2002       汽車電氣設備基本技術條件

        QC/T 29106-2014     汽車電線束技術條件

3.術語和定義

        《GB/T 17215.701-2011 標準電能表》中界定的以及下列術語和定義適用于本標準。

3.1　直接接入式電能表 direct connected meter

        測量元件（電壓及電流）直接連接到被測直流線路中的儀表。

3.2　間接接入式電能表 indirect connected meter

        測量元件（電壓或電流）經一個或多個直流變送裝置接入被測直流線路的儀表，變送裝置可以是直流變送器、直流互感器、分壓器或分流器中的一種，也可以是其組合應用。

        注：間接接入式直流電能表可分為：電壓間接接入式直流電能表，電流間接接入式直流電能表，以及電壓和電流均為間接接入的全間接接入式直流電能表。

3.3　標定電流 basic current

        確定電能表有關特性的電流值。

3.4　直流紋波因數 DC ripple factor

        脈動直流電量的峰谷值的一半對該直流電量平均值之比。

3.5　電動汽車車載直流電能表 on-board DC       electric energy meter of electric vehicle

        安裝在電動汽車上用于直流計量的電能表。

4.技術要求

4.1　規格要求

        電能表應符合以下要求

a)   額定電壓（Un）:100V、350V、500V、700V，其中350V、500V、700V可經分壓器轉換為100V進行計量，分壓器準確度等級為0.1級，基本誤差、改變量、電氣和機械要求應符合GB/T 3928-2008對應條款；

b)   標定電流/參比電流（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額定輸出電壓為75mV，分流器技術條件應滿足JB/T 9288-1999的規定；

c)   準確度等級：0.5級、1級。

4.2　氣候條件

4.2.1　溫濕度范圍（見表1、表2）

4.2.2　大氣壓力

        63.0kPa～106.0kPa（海拔4000m及以下），特殊訂貨要求除外。

4.3　機械及結構要求

4.3.1　通用要求

        電能表的設計和結構應能保證在正常條件下正常工作時不至引起任何危險。尤其應確保：

a)   抗電擊的人身安全；

b)   防過高溫度的人身安全；

c)   防火焰蔓延；

d)   防止固體異物、灰塵和水的進入。

        在正常工作條件下可能經受腐蝕的所有部件應予以有效保護。在正常工作條件下，任何保護層既不應在一般的操作時受損，也不應由于暴露在空氣中而受損。

4.3.2　外殼

        電能表的外殼應具有阻燃、密封、防塵、防潮、防水性能，并有一定的強度，由能抗變形、腐蝕、老化的阻燃、環保材料制成。電能表的外殼應可實施封印，只有破壞封印才能觸及表內部件。外殼的結構和裝配應能保證在出現非性變形時不妨礙電能表正常工作。外殼上的透明窗口應采用透明度良好的材料，透明窗口和外殼應緊密結合。

4.3.3　接線端子、端子蓋

        導線同接線端子的固定方式應確保充分的和持久的接觸，以免松動和發熱。每一接線端子中的所有部件，應保證同任一其他金屬部件接觸而產生腐蝕的可能性最小。組裝在一起并具有不同電位的端子應加以保護，以防偶然短路。電能表應有獨立可封印的端子蓋，端子蓋內側應附有清晰明確的性接線圖，并標明各端子的名稱和功能，端子蓋應有足夠的絕緣性能和機械強度，各接線端子、固定導體的螺釘、外部或內部的導體不應同端蓋接觸。

4.3.4　按鍵

        按鍵應靈活可靠；若具有編程功能，應有相應措施防止非授權人員操作。

4.3.5　銘牌

        電能表外表面應具有銘牌，銘牌上應包含制造廠名或商標、儀表型號、制造年份、額定電壓、標定電流、儀表常數、準確度等級信息，標志應清晰，能防止紫外線輻射（7級以上），不褪色。

4.3.6　輸出接口

4.3.6.1　電能量測試脈沖輸出

        電能表應具有與其電能量成正比的電脈沖和光脈沖測試端口。電脈沖應經光電隔離后輸出，脈沖寬度為40ms±10ms。光脈沖采用LED作電量脈沖指示。電能量測試脈沖輸出應能從正面觸及到。

4.3.6.2　時鐘信號輸出

        用于測試電能表計時準確度，輸出頻率為1Hz。

4.4　接線及安裝要求

4.4.1　電能表應連接在動力電池和負載之間，靠近電池正，電能表和動力電池之間不應該接入與電能計量無關的設備。

4.4.2　電能表采用的低壓電線束應符合QC/T 29106的規定。

4.4.3　電能表上機械緊固件的擰緊力矩要求應在產品技術文件中規定。

4.5　供電方式

4.5.1　電能表可采用輔助電源供電，供電電壓宜為直流24V。

4.5.2　電能表耐電源極性反接性能應符合QC/T 413-2002中 3.7.1的規定。

4.6　準確度要求

        準確度應符合以下要求：

a)   在額定電壓（Un）下，電能表的基本誤差不應超過表3的規定的誤差限值。

b)   在標定電流/參比電流（Ia）下，電能表的基本誤差不應超過表4的規定的誤差限值。

c)   電能表在輸入電壓、電流的直流紋波因數不大于2%時，其百分數誤差不應超過±1%。

d)   對于0.5級電能表，在額定電壓下，當負載電流值達到0.1%Ia時，電能表應能起動；對于1級電能表，在額定電壓下，當負載電流值達到0.4%Ia時，電能表應能起動。用測定誤差的方式檢測時，誤差應不大于±20%。

e)   當電能表電流線路無電流，電壓線路上的電壓為額定值的80%～110%時，在規定的時間內，電能表測試輸出不應產生多于一個的脈沖。

f)   在規定的工作溫度范圍內，電能表平均溫度系數不應超過表5規定的限值。

4.7　電氣性能

4.7.1　功率消耗

        電能表功率消耗應符合下列要求：

a)   電壓線路：在額定電壓、外部電源供電情況下，電能表電壓線路的功率消耗不應大于1W；在額定電壓、直接供電情況下，電能表電壓線路的功率消耗不應大于2W。

b)   電流線路：直接接入式電能表，在標定電流下，電能表電流線路的功率消耗不應大于1W。間接接入式直流電能表，電流回路輸入75mV電壓時，電能表電流線路的功率消耗不應大于0.1W。

c)   輔助電源線路：電能表輔助電源線路的功率消耗不應大于2W。

4.7.2　絕緣性能

        電能表絕緣性能應符合下列要求：

a)   線路對地：電能表所有線路對金屬外殼或絕緣材料殼體上的金屬部分，應能耐受頻率為50Hz的正弦交流電壓歷時1min的試驗，試驗中電能表不能出現擊穿、閃絡，試驗后電能表功能正常。試驗電壓值按電能表的額定電壓從表6的規定值中確定。

b)   線路間：互不相連的線路間應能耐受頻率為50Hz的正弦交流電壓歷時1min的試驗，試驗中電能表不能出現擊穿、閃絡，試驗后電能表功能正常。試驗電壓值按電能表的額定電壓從表6的規定值中確定。

c)   絕緣電阻：電能表所有線路對外殼的絕緣電阻不應小于40MΩ。

4.8　功能要求

4.8.1　電能計量

        電能表可正反向分別計量，能夠計量電能量、電壓、電流、功率。

4.8.2　正反向計量切換

        正反向計量切換時間及精度應滿足表7中規定。

4.8.3　存儲功能

        存儲功能應符合以下要求:

a)  電能表至少能存儲前12個月的正反向電能量數據，數據轉存分界時間可設定為每月最后一日的24時或每月1～28日的任意時刻；

b)  電能表電源失電后，所存儲的數據應保存至少10年。

c)  應具有電能量等關鍵信息防篡改功能。

4.8.4　時鐘

        電能表采用具有溫度補償功能的內置硬件時鐘電路，具有日歷、計時和閏年自動切換功能。在參比溫度下，時鐘準確度≤±0.5s/d。時鐘準確度隨溫度的改變量每24小時應小于0.1s/℃。

4.8.5　測量及監測

        能測量當前電壓、電流、功率等運行參數。測量誤差（引用誤差）不超過±1%。

4.8.6　通信功能

        通信功能應符合以下要求：

a)   電能表應至少具備一路RS485通信接口和一路調制型紅外通信接口。

b)   RS485通信接口初始速率為2400bit/s，可通過軟件設置為1200 bit/s、4800 bit/s、9600 bit/s；調制型紅外接口通信速率為1200 bit/s；

c)   RS485和調制型紅外接口通信規約應符合DL/T 645-2007及其備案文件要求。

d)   電能表可配備CAN通信接口，接口位速率250kbit/s，位時間4μs，擴展幀格式，29位標識符，符合CAN2.0B規范的要求。

4.8.7　顯示功能

        顯示功能應符合以下要求：

a)   電能表采用液晶顯示，顯示方式分為自動循環顯示和按鍵顯示兩種，顯示項目可設置。

b)   電能表顯示屏應具備背光功能，可通過按鍵、紅外等觸發方式點亮背光，2個自動輪顯周期后關閉背光。

c)   電能表應能顯示累計正反向電能量、電壓、電流、功率、時間、報警等相關信息。

d)   電能量顯示位數為8位，出廠默認2位小數，計量單位：kWh。小數位數可通過編程在0～3中選定。

4.8.8　事件記錄

        事件記錄應符合以下要求：

a)  記錄編程總次數，最近10次編程的時刻、操作者代碼和編程項；

b)  記錄校時總次數（不包含廣播校時），最近10次校時前、后的時間。

4.8.9　負荷記錄

        負荷記錄應符合以下要求：

a)   電能表能記錄電壓、電流、功率、電能四類數據，記錄時間間隔可在1min～60min范圍內設置。

b)   負荷記錄空間應保證四類數據、1min時間間隔可記錄15天數據容量。

4.9　電磁兼容性

        電能表的設計應滿足GB/T 19836-2005的要求。

4.10　耐鹽霧性能

        電能表耐鹽霧性能應滿足QC/T 413-2002中3.13的要求。

4.11　耐工業溶劑性能

        電能表耐工業溶劑性能應滿足QC/T 413-2002中3.14的要求。

4.12　安全性

        電能表的安全性應滿足GB/T 17215.301-2007中 5.8的要求。

4.13　可靠性

        在正常工作條件下，電能表的平均失效前時間（MTTF）不少于2.19×104h。

5.試驗項目及方法

5.1　參比條件

        未特殊說明情況下，參比溫度為23±2℃，參比濕度為40%～75%，參比大氣壓為1個標準大氣壓。

5.2　直觀檢查

        用目測的方法對電能表進行直觀檢查，應符合JJG 842中直觀檢查的規定。

5.3　氣候影響試驗

5.3.1　高溫試驗

        按照GB/T  2423.2-2008規定，電能表在不工作狀態下加溫至70℃±2℃，保持72h后恢復至23℃。試驗完成24h后，電能表不應出現損壞和信息變化，并能正常工作。

5.3.2　低溫試驗

        按照GB/T  2423.1-2008規定，電能表在不工作狀態下降溫至-40℃土2℃，保持72h后恢復至23℃。試驗完成24h后，電能表不應出現損壞和信息變化，并能正常工作。

5.3.3　交變濕熱試驗

        按照GB/T  2423.4-2008中規定，電能表所有電壓線路加參比電壓，電流線路無電流，變化型式為1，上限溫度為60℃±2℃，在不采取特殊措施排除表面潮氣條件下，試驗6個周期。試驗完成24h后，電能表不應出現損壞和信息變化，并能正常工作。

5.4　機械要求試驗

5.4.1　沖擊試驗

        按照GB/T 2423.57-2008中規定，并在下列條件下進行試驗：

a)   電能表在非工作狀態下，無包裝；

b)   半波正弦波形；

c)   峰值加速度：300g

d)   沖擊時間：18ms。

        試驗后電能表應無損壞和信息改變并能正常工作。

5.4.2　振動試驗

        按照QC/T 413-2002中第3.12的規定，并在下列條件下進行試驗：

a)   電能表在非工作狀態下，無包裝；

b)   頻率范圍：10～500Hz；

c)   交越頻率：25Hz；

d)   f<25Hz恒定的振幅1.2mm；

e)   f>25Hz恒定的加速度30m/s2；

f)   單點控制；

g)   每一軸向試驗時間：8h。

        試驗后電能表零部件應無損壞、緊固件應無松脫現象并且信息無改變，能夠正常工作。

5.4.3　彈簧錘試驗

        電能表以正常位置安裝，彈簧錘以0.2J±0.02J的動能垂直作用于表殼(包括窗口)和端蓋的外表面上。試驗后表殼和端蓋沒有出現影響電能表功能及可能觸及帶電部件的損壞，則試驗結果是合格的。允許有輕微的損壞，這種損壞不應削弱對間接接觸的防護或異物、塵和水進入的防護。

5.4.4　耐熱和阻燃試驗

        按照GB/T 5169．11-2006中規定，在下列溫度下進行試驗：

a)   接線端座：960℃土15℃；   

b)   接線端蓋和表殼：650℃±10℃；

c)   作用時間：30s土1s

        試驗中受試部位不起燃或在灼熱絲離開后火焰熄滅。

5.4.5　防塵試驗

        按照GB 4208-2008中規定，并在下列條件下進行試驗：

a)   電能表為非工作狀態；

b)   在裝有一定長度的模擬電纜(暴露端密封)狀態下進行試驗；

c)   應保持電能表內部和外部的大氣壓力相同。

d)   第一特性數字：5（IP5X）。

        進入灰塵的量不應妨礙電能表的工作和減弱其絕緣強度。

5.4.6　防水試驗

        按照GB 4208-2008中規定，并在下列條件下進行試驗：

a)   電能表為非工作狀態；

b)   應保持電能表內部和外部的大氣壓力相同；

c)   第二特性數字：2(IPX2)。

        進入的水量不應妨礙電能表的工作和減弱其絕緣強度。

5.5　準確度要求試驗

5.5.1　額定電壓下基本誤差

        在參比條件下電能表電壓回路通以額定電壓，電流回路依次通以1.2Ia、Ia、0.5Ia、0.2Ia、0.1Ia、0.05Ia、0.01Ia（0.5級），測得基本誤差應符合4.6 a)的要求。

5.5.2　標定電流下基本誤差

        在參比條件下電能表通以額定電流，電壓依次施加1.1Un、0.9Un、0.8Un、0.7Un、0.6Un、0.5Un、0.4Un、0.3Un、0.2Un、0.1Un，電能表的誤差應滿足4.6 b)的要求。（U≤0.4Un的測試點只適用于帶外部輔助電源的電能表）。

5.5.3　直流紋波影響

        在參比條件下電能表通以額定電壓和標定電流，保持輸入電流為標定電流，在輸入電壓直流紋波因數為2%時進行電能表誤差測試。保持輸入電壓為額定電壓，在輸入電流直流紋波因數為2%時進行電能表誤差測試。電能表的誤差應符合4.6 c) 的要求。

5.5.4　起動試驗

        在參比條件下電能表持續施加4.6 d)規定的電壓、電流值，在理論產生一個電能脈沖的1.2倍時間內產生脈沖，脈沖序列中前2個脈沖精度應滿足4.6 d)中規定的誤差要求。

5.5.5　潛動試驗

        在參比條件下電能表電流線路短路，電壓線路施加1.1Un，在試驗時間內，電能表不應有脈沖輸出。試驗時間按下式確定，

式中：C——電能表常數，單位：imp/kWh；

      PQ——啟動功率，單位：W。

5.5.6　環境溫度對計量誤差影響

        按照GB/T 17215.701-2011第6.6.6條的規定進行試驗，電能表的環境溫度系數應滿足本標準4.6 f)規定的誤差要求。

5.5.7　日計時誤差

        按照GB/T 17215.421-2008第7.5.2.3條的規定進行試驗，電能表的日計時誤差不應超過本標準4.8.4的規定限值。

5.5.8　環境溫度對日計時誤差的影響

        按照GB/T 17215.421-2008第7.5.2.3條的規定進行試驗，電能表在-25℃和60℃的日計時誤差不應超過本標準4.8.4的規定限值。

5.6　電氣性能試驗

5.6.1　功率消耗

a）直接接入式直流電能表電壓線路和電流線路分別通以參比電壓和標定電流，輔助電源線路通以直流24V，用準確度不低于0.5級的直流電流表、直流電壓表測量電能表電壓線路電流值I和電流線路電壓值U。電流線路功耗為Ia×U，電壓線路功耗為Un×I。所測結果應滿足本標準4.7.1 a）的要求。

b）間接接入式直流電能表電壓線路和電流線路分別通以額定電壓和75mV，輔助電源線路通以直流24V，用準確度不低于0.5級的直流電流表測量電能表電壓線路電流值I和電流線路電流值If。電流線路功耗為If×0.075，電壓線路功耗為Un×I。所測結果應滿足本標準4.7.1 b）的要求。

c)直流電能表輔助電源線路通以直流24V，在儀表背光關閉情況下用準確度不低于0.5級的交流或直流電流表測量輔助線路電流值I，輔助線路功耗為24×I。所測結果應滿足本標準4.7.1 c）的要求。

5.6.2　絕緣性能試驗

        按照GB/T17215.701-2011中 第6.4.6條的規定進行試驗，所測結果應滿足本標準4.7.2的要求。

5.7　功能檢查

        電能表通電后，通過目視、按鍵輪顯、軟件抄讀等方式檢查電能表功能是否符合本標準4.8的要求。

5.8　電磁兼容試驗

5.8.1　靜電放電抗擾度試驗

試驗應按照GB/T 17626.2-2006,在下列條件下進行：

a)   作為臺式設備試驗；

b)   儀表在工作狀態：電壓線路加參比電壓，若具備輔助電源時加直流24V，電流線路開路（間接接入式直流電能表電流線路短路）；

c)   8kV接觸放電（如無外露金屬部件，則進行15kV空氣放電）；

d)   放電次數：10次；

        試驗前后，分別檢查電能表的功能并讀取電能表的內存數據，不應出現數據變化。

5.8.2　射頻電磁場輻射抗擾度試驗

        試驗應按照GB/T 17626.3-2006,在下列條件下進行：

a)   作為臺式設備試驗；

b)   儀表在工作狀態：電壓線路加參比電壓，若具備輔助電源時加直流24V，電流線路開路（間接接入式直流電能表電流線路短路）；

c)   頻率范圍：80MHz～2000MHz；

d)   未調制的試驗場強：30V/m；

        試驗前后，分別檢查電能表的功能并讀取電能表的內存數據，不應出現數據變化。

5.8.3　電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗

        試驗應按照GB/T 17626.4-2008,在下列條件下進行：

a)   作為臺式設備試驗；

b)   儀表在工作狀態：電壓線路加參比電壓，若具備輔助電源時加直流24V，電流線路開路（間接接入式直流電能表電流線路短路）；

c)   試驗電壓以共模方式施加在電壓線路；

d)   試驗電壓4kV；

e)   試驗時間：每一極性60s；

        試驗前后，分別檢查電能表的功能并讀取電能表的內存數據，不應出現數據變化。

5.8.4　浪涌抗擾度試驗

        試驗應按照GB/T 17626.5-2008,在下列條件下進行：

a)   作為臺式設備試驗；

b)   儀表在工作狀態：電壓線路加參比電壓，若具備輔助電源時加直流24V，電流線路開路（間接接入式直流電能表電流線路短路）；

c)   試驗電壓以差模方式施加在電壓線路和電流線路；

d)   線-線試驗電壓1kV，線-地試驗電壓2kV；

e)   試驗次數：正極性5次負極性5次；

f)   重復速率：最大1/min；

        試驗前后，分別檢查電能表的功能并讀取電能表的內存數據，不應出現數據變化。

5.8.5　電磁騷擾試驗

        試驗應按照GB/T 18655-2010中6.5的規定進行，試驗結果應滿足本標準4.9中規定的要求。

5.9　耐鹽霧試驗

        按照QC/T 413-2002中第3.13條的規定進行試驗，試驗后電能表的電氣性能應符合本標準4.7中規定的要求。

5.10　耐工業溶劑試驗

        按照QC/T 413-2002中第3.14條的規定進行試驗，試驗后電能表的電氣性能應符合本標準4.7中規定的要求。

5.11　通信協議一致性

        按照DL/T 645-2007的規定檢查電能表的通信幀格式、延時時間、數據標識、驗證方式等。

5.12　數據安全檢測

        按儀表的使用說明書的規定，檢查數據安全性的硬件設施應符合條件，密碼和安全性授權應符合要求。

6.檢驗規則

6.1　電能計量裝置檢驗

6.1.1　出廠檢驗

        由制造單位對所生產的每個產品按照本標準提供的試驗方法進行檢驗，檢驗合格后應施加出廠封印，并出具質量合格證明。電能表試驗項目見表8。

6.1.2　型式檢驗

        新產品定型鑒定或已有產品的結構、工藝、主要材料（元器件）以及軟件發生重大改變時，應進行型式試驗。電能表的試驗項目