ГОСТ Р МЭК 62576-2020

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КОНДЕНСАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ДВОЙНОСЛОЙНЫЕ ДЛЯ ГИБРИДНЫХ ЭЛЕКТРОМОБИЛЕЙ

Методы испытаний по определению электрических характеристик

Electric double-layer capacitors for hybrid electric vehicles. Test methods for electrical characteristics

ОКС 31.060.99
        43.120

Дата введения 2021-03-01

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Национальной ассоциацией производителей источников тока "РУСБАТ" (Ассоциация "РУСБАТ") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4, и Федеральным государственным унитарным предприятием "Российский научно-технический центр информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия" (ФГУП "СТАНДАРТИНФОРМ")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 044 "Аккумуляторы и батареи"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 9 сентября 2020 г. N 637-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 62576:2018* "Конденсаторы электрические двойнослойные для использования в гибридных электромобилях. Методы испытаний электрических характеристик" (IEC 62576:2018 "Electric double-layer capacitors for use in hybrid electric vehicles - Test methods for electrical characteristics", IDT).

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).

Дополнительные сноски в тексте стандарта, выделенные курсивом*, приведены для пояснения текста оригинала

________________
     * В оригинале документа обозначения и номера стандартов и нормативных документов приводятся обычным шрифтом, за исключением отмеченного в разделе "Предисловие" знаком "**". - Примечание изготовителя базы данных.

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации"**. Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

Введение

Электрические двойнослойные конденсаторы (конденсаторы) используют в качестве системы накопления энергии для транспортных средств. Электромобили с установленными конденсаторами коммерциализируют с целью повышения экономии топлива за счет использования энергии рекуперации, а также увеличения пиковой мощности во время ускорения и т.д.

Несмотря на то что в настоящее время на конденсаторы разработаны и действуют стандарты серии МЭК 62391, при их применении в электромобилях следует учитывать модели и условия использования и значения токов, которые значительно отличаются от установленных в действующих стандартах. Стандартные методы испытания и их оценки будут полезны как изготовителям автомобилей, так и поставщикам конденсаторов для ускорения разработки и снижения стоимости таких конденсаторов. С учетом этих соображений настоящий стандарт устанавливает основные и минимальные электрические характеристики и методы их испытаний для создания условий, способствующих расширению рынка электромобилей и конденсаторов большой емкости. Дополнительные практические статьи испытаний, подлежащие стандартизации, должны быть пересмотрены после развития технологии и стабилизации рынка конденсаторов для электромобилей. В отношении долговечности, которая важна для практического использования, в справочных приложениях изложена только основная концепция.

     1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на электрические двойнослойные конденсаторы (далее - конденсаторы), применяемые в гибридных электромобилях для обеспечения пиковой мощности и рекуперации, и устанавливает методы испытания по определению их электрических характеристик.

Испытания, установленные в настоящем стандарте, являются типовыми.

Настоящий стандарт распространяется на конденсаторы, используемые в системах уменьшения потерь на холостом ходу (системы "старт-стоп") для транспортных средств.

Методы испытаний, установленные в настоящем стандарте, допускается применять к конденсаторным модулям, состоящим из более чем одного элемента.

Примечание - Приложение E содержит информацию об испытаниях на стойкость к циклированию.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте нормативные ссылки отсутствуют.

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями.

ИСО и МЭК ведут терминологические базы данных для использования в стандартизации по следующим адресам:

- электропедия МЭК, которая доступна на http://www.electropedia.org/;

- платформа онлайн-просмотра ИСО, которая доступна на http://www.iso.org/obp.

3.1 температура окружающей среды (ambient temperature): Температура воздуха, фиксируемая в непосредственной близости от конденсатора.

3.2 приложенное напряжение (applied voltage): Напряжение, приложенное к выводам конденсатора, В.

3.3 конечное напряжение расчета (calculation end voltage): Напряжение в выбранной конечной точке для расчета характеристик, В, включая емкость, в условиях снижения напряжения во время разряда.

3.4 начальное напряжение расчета (calculation start voltage): Напряжение в выбранной начальной точке для расчета характеристик, В, включая емкость, в условиях снижения напряжения во время разряда.

3.5 емкость (capacitance): Способность конденсатора накапливать электрический заряд, Ф.

3.6 электрическая энергия, накопленная при заряде (charge accumulated electrical energy): Количество энергии, накопленное от начала до конца заряда, Дж.

3.7 ток заряда (charge current, ): Ток, необходимый для заряда конденсатора, А.

3.8 эффективность заряда (charging efficiency): Отношение электрической энергии, накопленной при заряде при установленных условиях заряда, к затраченной энергии на заряд, выраженное в процентах.

Примечания

1 Значение эффективности заряда вычисляют исходя из внутреннего сопротивления конденсатора.

2 См. формулу (C.8), приложение C.

3.9 заряд при постоянном напряжении (constant voltage charging): Заряд, при котором напряжение поддерживается на постоянном уровне независимо от тока или температуры заряда.

3.10 электрическая энергия, отданная при разряде (discharge accumulated electrical energy): Количество энергии, отданное от начала до конца разряда, Дж.

3.11 ток разряда (discharge current, ): Ток, необходимый для разряда конденсатора, А.

3.12 эффективность разряда (discharging efficiency): Отношение электрической энергии, отданной при разряде при указанных условиях разряда, к накопленной энергии, выраженное в процентах.

Примечания

1 Значение эффективности разряда вычисляют исходя из внутреннего сопротивления конденсатора.

2 См. формулу (C.10), приложение C.

3.13 электрический двойнослойный конденсатор (electric double-layer capacitor; capacitor): Устройство, которое накапливает электрическую энергию в электрохимическом элементе с использованием двойного слоя, положительный и отрицательный электроды которого выполнены из одного материала.

________________

Кроме приведенного в описании конденсатора с одинаковыми электродами, называемого симметричным, на практике применяют и другие виды, так называемые "несимметричные", когда один из электродов является электрохимически активным (например, никелевый электрод щелочного аккумулятора).

Примечание - Электролитический конденсатор не относится к понятию "конденсатор" в настоящем стандарте.

3.14 энергоэффективность (energy efficiency, ): Отношение электрической энергии, отданной при разряде, к электрической энергии, затраченной при заряде при установленных условиях заряда и разряда, выраженное в процентах.

3.15 внутреннее сопротивление (internal resistance): Суммарное сопротивление удельного сопротивления составляющего материала и внутреннего сопротивления конденсатора, Ом.

3.16 максимальная удельная мощность (maximum power density, ): Наибольшая выходная электрическая мощность конденсатора в расчете на массу, Вт/кг, или объем, Вт/л.

3.17 номинальное внутреннее сопротивление (nominal internal resistance, ): Значение внутреннего сопротивления, которое следует использовать при проектировании и настройке условий измерения, как правило, при температуре окружающей среды, Ом.

3.18 постобработка (post-treatment): Разряд и выдержка конденсатора при установленных условиях окружающей среды (температура, влажность и давление) после испытаний.

Примечание - Как правило, постобработка подразумевает, что конденсатор разряжают и выдерживают до тех пор, пока его внутренняя температура не достигнет теплового равновесия с температурой окружающей среды, прежде чем будут измерены его электрические характеристики.

3.19 предварительное кондиционирование (pre-conditioning): Заряд, разряд и выдержка конденсатора при установленных условиях окружающей среды (температура, влажность и давление) перед испытанием.

Примечание - Как правило, под предварительным кондиционированием подразумевают, что конденсатор разряжают и выдерживают до тех пор, пока его внутренняя температура не достигнет теплового равновесия с температурой окружающей среды, прежде чем будут измерены его электрические характеристики.

3.20 нормированное напряжение (rated voltage, ): Максимальное постоянное напряжение, В, которое может быть подано непрерывно в течение установленного времени при верхней температуре категории для конденсатора, при котором могут быть обеспечены установленные характеристики конденсатора.

Примечания

1 Нормированное напряжение является уставкой напряжения в конструкции конденсатора.

2 Испытание на стойкость к нормированному напряжению приведено в приложении А.

3.21 комнатная температура (room temperature): Температура воздуха вблизи испытуемого устройства, в настоящем стандарте соответствующая (25±2)°С.

3.22 накопленная энергия (stored energy): Энергия, запасенная в конденсаторе, Дж.

3.23 верхняя температура категории (upper category temperature): Самая высокая температура окружающей среды, при которой конденсатор может непрерывно работать.

3.24 характеристики поддержания напряжения (voltage maintenance characteristics): Способность конденсатора поддерживать напряжение на незамкнутых выводах по истечении заданного периода времени после заряда.

3.25 коэффициент поддержания напряжения (voltage maintenance rate ratio of voltage maintenance): Отношение значения напряжения на незамкнутых выводах к значению напряжения заряда через определенный промежуток времени после заряда конденсатора.

     4 Методы испытаний

     4.1 Емкость, внутреннее сопротивление и максимальная удельная мощность

4.1.1 Схема для измерения

Емкость и внутреннее сопротивление измеряют с использованием заряда постоянным током и при постоянном напряжении и разряда постоянным током. На рисунке 1 показана принципиальная схема, которую применяют для измерения.