GB／T 42005.1-2022  轨道交通 储能式电车 第1部分：电容式储能电源

5.3.1.1绝缘电阻

主电路绝缘电阻不应小于100Q/V

5.3.1.2电气间隙与爬电距离

应符合GB/T32350.1的规定特种设备标准规范范本，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） 绝缘电压等级选择确定。绝缘材料的CTI值不应低于175V

5.3.1.3工频耐受电压

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 注：海拔大于1400m时，工频耐受电压乘以海拨修正系数Ka

内阻不应大于其标称值

实测容量应为标称容量的100%～120%

5.3.4.1双电层电容器

能量效率不应低于93%

5.3.4.2混合型电容器

能量效率不应低于90%

能量效率不应低于90%

3.5电压、能量保持能力

5.3.5.1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

争置72h后，放电能量不应低于初始状态的95%

应符合GB/T24338.4的规定

距离为1m时，产生的噪声不应大于70dB（A）

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 大于15℃

应符合GB/T21563—2018的规定

连接器防护等级不应低于IP65，箱体防护等级不

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5.3.11.1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%； b） 储存能量不低于初始值的85% c）内阻小于或等于初始值的200%

5.3.11.2混合型电容器

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80%； b）储存能量不低于初始值的80%； c）内阻小于或等于初始值的200%

5.3.12低温性能解

5.3.12.1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%； b) 储存能量不低于初始值的50%； c) 内阻小于或等于初始值的200% .3.12.2 混合型电容器 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70%； 储存能量不低于初始值的60%； c）内阻小于或等于初始值的200%

5.3.12.2混合型电容器

5.3.13耐湿热性能

应符合GB/T2423.4的规定

应符合GB/T2423.4的规定，

5.3.14耐盐雾性能

应符合GB/T2423.17的规定。 5.3.15耐久性能 5.3.15.1电容单体寿命应符合GB/T25121.32018中5.10的规定。 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%

应符合GB/T2423.17的规定。 5.3.15耐久性能 5.3.15.1电容单体寿命应符合GB/T25121.3—2018中5.10的规定。 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， 应低于初始状态的80%，内阻不应高于初始状态的200%

5.4.1.2模组安全性能应符合GB/T34870.1 .106.4.2.13、6.4.2.15、6.4.2.17的规定。

应具有过温保护功能，过温时不应爆炸、起火

应具有短路保护功能，短路时不应爆炸、起贝

应具有热失控保护功能，热失控时不应爆炸、起火

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

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

5.1.1.1 所有安全试验均在有充分安全保护的条件下进行。 .1.1.2 除另有规定外，一切测量、试验和恢复均在下列环境中进行： a) 温度20℃~30℃； b) 相对湿度25%~85%；

.1.1.1 所有安全试验均在有充分安全保护的条件下进行。 .1.1.2 除另有规定外，一切测量、试验和恢复均在下列环境中进行： a) 温度20℃~30℃； b) 相对湿度25%~85%； c)大气压力 86 kPa~106 kPa

除另有规定外，本文件充/放电电流按恒定电流I选取，方式如下： a）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； b）双电层电容器：I=40I1或66C（或制造商提供的不低于40，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：I，电容器1倍率充/放电电流，I，=CRX（Uk一Umin）/3600。 注4：I也可按用户的订货技术规范规定的电流选取

a）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； b）双电层电容器：I=40I1或66C（或制造商提供的不低于40，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：I，电容器1倍率充/放电电流，I，=CRX（Uk一Umin）/3600。 注4：I也可按用户的订货技术规范规定的电流选取

GB/T42005.1—2022

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储能电源应在6.1.1定义的温度环境下搁置1h（或制造商提供的不高于1h的搁置时间），储能 体内部空气温度与环境温度差不应大于2℃

6.2.1在良好的光线条件下，用目测法检查储能电源的外观。 6.2.2在良好的光线条件下，用目测法检查储能电源的安全标识和铭牌标识，用电压表检测储能电源 的极性。 6.2.3在良好的光线条件下，用目测法检查储能电源箱体内壁是否采用耐高压绝缘材料

1在良好的光线条件下，用目测法检查储能电源的外观。 2在良好的光线条件下，用目测法检查储能电源的安全标识和铭牌标识，用电压表检测储能电 支性。 3在良好的光线条件下，用目测法检查

6.3.1通信功能检查

用专用测试设备或上位机测试软件，测试内部、外部通信功能。用无线接收装置，检查设备无线 能。 注：如无线通信功能是由车辆实现的，无线通信功能可不进行测试

6.3.2电压均衡功能检查

采用额定电流对储能电源恒流充放电。在充放电过程中，电压均衡功能应工作正常，在产品技术 定的时间内电压一致性应符合规定

6.4.1对于直接安装于车体上（或下部）的储能电源部件，按照GB/T21563一2018中规定的1类A级 进行试验。 6.4.2对于安装在其他设备或部件上的储能电源组件，应在其他设备或部件上对该组件进行冲击和振 动试验

应按GB/T4208的规定进行试验。

应按GB/T4208的规定进行试验。

6.6.1.1双电层电容器内阻测量

2）使用公式（1)计算储能电源的内阻R

U : ×1000

R一 储能电源的内阻，单位为毫欧（mQ2）； Id一放电电流，单位为安培（A)； AU：—用最小二乘法计算近似直线，从起始电压（0.9UR）到结束电压（0.7U）给电压降特性曲线 在放电起始时间处获得该直线的截取（电压值）。△U：是截取电压值与恒压充电设定值之 间的电压差，单位为伏特（V）。 e）若△U：超过额定电压的20%（0.20×Uk），则放电电流I。可降50%、20%或10%。 f）重复步骤a)～d)1次～3次，按公式（1)计算储能电源的内阻，取其平均值，在进行型式检验 时，测量次数不应小于3次

6.6.1.2混合型电容器内阻测量

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时，测量次数不应小于3次

室温下，按照如下步骤测试储能电源的容量： a）除非另有规定，充电装置以6.1.2规定的直流电流I对储能电源进行充电，充电至额定电压Uk 后，继续保持恒压充电5min； b）除非另有规定，储能电源以6.6.1.1中b)规定的直流电流I。进行放电，放电至最低工作电 压Umin; c） 重复步骤a)～b)1次3次，记录储能电源电压从额定电压的90%放电至最低工作电压Umi 的放电时间t，在进行型式检验时，测量次数不应小于3次； d）按公式（2)计算系统电容C.取其平均值

式中： C 储能电源的电容，单位为法拉（F） 放电电流，单位为安培（A）； t 放电时间，单位为秒（s)； U.n———最低工作电压，单位为伏特(V)；

C 储能电源的电容，单位为法拉（F)； Ia 放电电流，单位为安培（A)； 放电时间，单位为秒(s)； L Umin———最低工作电压，单位为伏特(V)； UR 额定电压，单位为伏特（V)

6.6.3储存能量测量

室温下，按照如下步骤测试储能电源的储存能量： a）除非另有规定，充电装置以6.1.2规定的直流电流I对储能电源进行充电，充电至额定电压UR 后，继续保持恒压充电5min； b） 除非另有规定，储能电源以6.6.1.1中b)规定的直流电流I。进行放电，放电至最低工作电 压Umin； 重复步骤a)～b)1次～3次，记录电压U、放电电流I。与时间的波形，在进行型式检验时，测量 次数不应小于3次； d 按公式（3）计算储能电源的储存能量，取其平均值

式中： E ——储存能量，单位为瓦时（W·h）； Id 放电电流，单位为安培（A）； U 储能电源电压，单位为伏特（V）

6.6.4能量效率测量

Ia · |U(t)d 3 600

4.1室温下，按照如下步骤测试储能电源的能量效率： a 除非另有规定，充电装置以6.1.2规定的直流电流I对储能电源进行充电，充电至0.5Uk（或 低工作电压Umin，或制造商提供的电压），继续保持恒压充电5min； b）除非另有规定，充电装置以6.1.2规定的直流电流1.继续对储能电源进行充电，充电至额定

压UR后，继续保持但压充电10S 除非另有规定，储能电源以6.6.1.1中b)规定的直流电流I。进行放电，放电至0.5UR（或最低 工作电压Umin，或制造商提供的电压）； d 重复步骤b)～c)3次，记录电压U、电流I与时间的波形； 分别按公式（4）、公式（5)和公式（6)来计算储能电源的能量效率、放电能量及充电能量，取其平 均值。

E d E.=uR IU(t)dt

注：0.5UR 一0.5倍额定电压（或最低工作电压Umi·或制造商提供的电压），单位为伏特（V）。

6.5电压、能量保持能力

安照如下步骤测试储能电源的电压、能量保持能力

在能量效率试验中电容器端子之间的电压（电

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采用双电层电容器时： 1）除非另有规定，充电装置以6.1.2规定的直流电流对储能电源进行充电，充电至额定电 压UR，继续保持恒压充电30min； 2 开路静置72h后，再次测量储能电源的端电压Uocv； 3）按公式（7)计算储能电源的电压保持率A

式中： 电压保持率； Uo 开路电压，单位为伏特（V）； UR 额定电压，单位为伏特（V）。 采用混合型电容器时： 1） 按6.6.2测量电容单体的初始能量E； 2 除非另有规定，充电装置以6.1.2规定的直流电流I对储能电源进行充电，充电至额定电 压UR后，继续保持恒压充电5min； 3） 开路静置72h； 4 除非另有规定，储能电源以6.6.1.1中b)规定的直流电流I。进行放电，放电至最低工作 电压Umin； 5）按公式（3）计算储能系统的开路静置能量E； 6）按公式（8）计算储能系统的能量保持率。

6.6.6.1绝缘电阻试验

使用兆欧表测量主回路和控制回路的绝缘电阻

6.6.6.2 工频耐受电压

6.6.6.2.1按照GB/T32350.1进行试验。 6.6.6.2.2主回路：双电层电容器储能电源放电至0V后，将正负极短接，耐压设备正极接该短接点，负 极接箱体外壳，耐受电压由0V逐渐调到试验电压值，施加试验电压1min。混合型电容器储能电源在 接人耐压设备前先断开其分断隔离设备，对正极回路和负极回路分别对外壳进行工频耐受试验 6.6.6.2.3控制回路：将控制回路短接，耐压设备正极接该短接点，负极接箱体外壳，耐受电压由0V逐 渐调到试验电压值，施加试验电压1min

6.6.6.2.1按照GB/T32350.1进行试验

测试对象为电容器储能电源，试验在6.1.1规定的温度下进行。在试验开始前，影响试验对象功能

并与试验结果相关的所有保护设备都应处于正常运行状态，冷却系统除外。试验步骤如下： 通过外部充放电设备对测试对象进行持续充电和放电，使测试对象的工作温度尽可能快地 升高。 b） 温度升高至储能电源制造商定义的过热保护措施的工作温度國值或规定的最高工作温度，保 持工作温度大于或等于温度阈值或最高工作温度，直到试验结束 符合以下任一条件时，结束试验： 1）测试对象自动终止或限制充电或放电； 2 测试对象发出终止或限制充电或放电的信号； 3） 测试对象的温度稳定，温度变化在2h内小于4℃。 注：为保护试验操作安全，制造商提供试验上限参数，采用此上限参数强制终止的试验判定为失败。 d）在6.1.1规定的温度下观察1h

测试对象为储能电源，试验在6.1.1规定的温度下进行。在试验开始前，影响测试对象功能并与试 验结果相关的所有保护设备都应处于正常运行状态。具体试验步骤如下： a）通过外部充放电设备对测试对象进行放电，放电至最低工作电压Umin ） 与储能电源制造商协商确定可施加的过电流和最大电压（在正常范围内）。 连接外部充电设备，改变或禁用充电控制通信，以充许通过与储能电源制造商协商确定的过电 流水平。 d 启动外部充电设备，对储能电源进行充电，以达到储能电源制造商规定的最高正常充电电流 然后，将电流在5s内从最高正常充电电流增加到b)所述的过电流水平，并继续进行充电 e 符合以下任一条件时，结束试验： 1）测试对象自动终止充电电流； 2）测试对象发出终止充电电流的信号。 注：为保护试验操作安全，制造商提供试验上限参数，采用此上限参数强制终止的试验判定为失败。 f)在 6.1.1 规定的温度下观察 1 h

测试对象为电容包或储能电源，试验在6.1.1规定的温度下进行。在试验开始前，影响测试对象功 能并与试验结果相关的所有保护设备都应处于正常运行状态。具体试验步骤如下： a 在开始试验时，用于充电和放电的相关主要接触器都应闭合，来表示可行车模式以及允许外部 充电的模式。如果这不能在单次试验中完成，则应进行两次或更多次试验。 b）将测试对象的正极端子和负极端子相互连接来产生短路。外接短路电阻不超过5mQ。 c）保持短路状态，直至试验对象的保护功能起作用，并终止短路电流，结束试验。 d）试验结束后，在6.1.1规定的温度下观察1h

测试对象为电容包或储能电源，可使用测试用箱体及其他附件，但应证明测试用箱体或其他附件的 材料与储能电源箱体或其他附件的材料相同且结构类同，且热失控触发对象周围的设备布置情况与实 际系统相同。具体方法如下： a）确认试验条件 1）在6.1.1规定的环境条件下进行试验：

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2）试验开始前，所有的试验装置应正常运行，若选择过充作为热失控触发方法，应关闭过充 保护功能； 3）试验应尽可能少地对测试样品进行改动，制造商应提交所做改动的清单； 4）试验应在室内环境或者风速不大于2.5km/h的环境下进行。 b）选择触发对象 要求热失控触发对象在热失控时产生的热量应非常容易传递至相邻电容器单体。例如，选择最靠 1心位置的电容器单体，或者被其他电容器包围且很难产生热辐射的电容器单体。 ）选择热失控触发方法 考虑到试验的可行性和可重复性，宜采用针剩、加热和过充三种方法作为电容包或储能电源热失控 金的方法。除上述推荐的方法之外，也可自行选择其他方法来触发热失控。 d）根据选择触发方法和对象进行热失控测试 1）针刺触发热失控： 采用3mm~8mm的圆锥形（角度为20°~60°）钢针，以10mm/s~100mm/s的速度，选择可能 热失控的位置和方向（例如，垂直于极片的方向）针刺电容单体触发热失控 2）加热触发热失控： ·使用平面状或者棒状加热装置，并且其表面应覆盖陶瓷，金属或绝缘层； ·对于尺寸与电容器单体相同的块状加热装置，可用该加热装置代替其中一个电容器 单体； ·对于尺寸比电容器单体小的块状加热装置，则可将其安装在模块中，并与触发对象的 表面直接接触； ·对于薄膜加热装置，则应将其始终附着在触发对象的表面； ·在任何可能的情况下，加热装置的加热面积都不应大于电容器单体的表面积； ·将加热装置的加热面与电容器单体直接接触，加热装置的位置应与图3中规定的温度 传感器的位置相对应； ·安装完成后，立即启动加热装置，以加热装置的最大功率对触发对象进行加热；加热 装置的功率要求见表1，但不做强制性要求。 3）过充触发热失控： 以最小1/3I，、最大不超过储能电源制造商规定正常工作范围的最大电流对触发对象进行恒流充

以最小1/31，、最大不超过储能电源制造商规定正常工作范围的最大电流对触发对象进行恒流充 ，直至其发生热失控。 e 电压及温度的监测 1 监测触发对象的电压和温度以判定是否发生热失控； 2） 监测电压时，不应改动原始的电路； 监测温度定义为测试过程中触发对象的最高表面温度；温度数据的采样间隔应小于 1s，准确度要求为士2℃，温度传感器尖端的直径应小于1mm； 针刺触发时，温度传感器的位置应尽可能接近短路点，温度传感器布置位置见图3； 5） 加热触发时，温度传感器布置在远离热传导的一侧，即安装在加热装置的对侧，温度传感 器布置位置见图4。如果很难直接安装温度传感器，则将其布置在能探测到触发对象连 续温升的位置。 f）根据以下三点判断系统是否发生热失控： 1）触发对象产生电压降，且下降值超过初始电压的25%； 2）监测点温度达到制造商规定的最高工作温度；

3）监测点的温升速率dT/dt≥1C/s，且持续3s以上 注：当1)和3)或者2)和3)发生时，判定发生热失控， g）加热过程中及加热结束的1h内，观察电容包或电容器储能电源状态

图3针刺触发时温度传感器布置位置示意图

6.7.5过压、欠压保护功能检测

测试对象为储能电源 在试验开始前，影响测试对象功能并， 结果相关的所有保护设备都应处于正常运行状态。具体试验步骤如下： a）通过外部充放电设备按6.1.2规定的直流电流I对储能电源进行充电到最大工作电压，

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6.1.2规定的直流电流0.2I继续充电到设定的过压保护值。 b）通过外部充放电设备按6.1.2规定的直流电流I对储能电源进行放电到最低工作电压，再按 6.1.2规定的直流电流0.21继续放电到设定的欠压保护值。 符合以下任一条件时，结束试验： 1）测试对象自动终止充电电流； 2）测试对象发出过、欠压保护信号。 d）为保护试验操作安全，制造商应提供试验上限参数，采用此上限参数强制终止的试验判定为 败。 注：为了检测方便，也可采用信号模拟的方法进行

依据GB/T24338.4的规定进行以下试验： ）辐射试验； b）抗扰度试验

按照ISO3095：2013第5章的规定进行试验

6.10温度一致性检测

模拟车辆实际运行工况，循环充放电，达到稳定温度后停止试验，检测储能电源的工作温 电电流、持续时间可由供需双方协商确定

6.11.1高温性能试验

供暖标准依据GB/T2423.2的规定以及如下步骤进行试验： a）将温度箱温度设定为储能电源最高工作温度55℃土2℃； b）将储能电源置于此温度下的温度箱中6h； c）在此环境下按6.6.1,6.6.2和6.6.3的方法测量储能电源的内阻、容量和储存能量。

6.11.2高温储存试验

依据GB/T2423.2的规定以及如下步骤进行试验： a）试验前，按6.1.2规定的直流电流I对储能电源进行充电，充电至额定电压U后，继续保持额 定电压充电5min； b）放置在6.1.1规定的环境条件； 除非另有规定，将储能电源所在的箱温逐渐升高至70℃土2℃，待温度稳定后保温16h； 放置在6.1.1规定的测量条件下进行恢复，恢复时间应足够使温度达到稳定，至少1h后，依据 6.6.3的方法测量储能电源的储存能量

6.11.3低温性能试验

依据GB/T2423.1的规定以及如下步骤进行试验： a）将温度箱温度设定为储能电源最低工作温度一25℃土2℃

b）将储能电源置于此温度下的温度箱中6h； 在此环境下按6.6.1.6.6.2和6.6.3的方法测量储能电源的内阻、容量和储存能量

6.11.4低温储存试验

依据GB/T2423.1的规定以及如下步骤进行试验： a）试验前，以6.1.2规定的直流电流I对储能电源进行充电，充电至额定电压Uk后，继续保持恒 压充电5min； b 放置在6.1.1规定的环境条件； C 除非另有规定，双电层型电容器构成的储能电源所在箱温逐渐降低至一50℃土2℃，由混合型 电容器构成的储能电源所在箱温逐渐降低至一30℃士2℃，待温度稳定后保温16h； 放置在6.1.1规定的测量条件下进行恢复，恢复时间应足够使温度达到稳定，至少1h后，依据 6.6.3的方法测量储能电源储存能量

水利图纸、图集6.11.5 交变湿热试验