引言

 

随着新能源汽车和充电桩等配套设施的不断完善，越来越多的人为了更好的体验户外大自然的环境，驾驶新能源汽车前往户外野炊郊游，伴随出行的还有很多随身电子产品，比如手机、平板电脑、随身音箱或者很多休闲娱乐的电子产品。为了解决户外电子产品供电问题，因此市面上出现了许多户外新能源汽车放电插座，电动汽车逆变放电功能的实现也逐渐成为整车的标配。逆变放电即为电动汽车对插座放电，连接装置的转接设备接放电插座实现车外放电，放电电压为220V,可以供给电烤箱、电磁炉、电饭煲等常见家用交流用电器使用，放电插座也有自带的直流输出,有USB-A直流输出口和USB Type-C直流输出口等，给手机、平板等需要直流供电的设备充电。 因此，带有USB电源的户外新能源汽车放电插座在不同的气候条件下正常使用时的温度性能是关键指标。

 

概述

 

1.温升检测的意义

 

 

温升检测是电器产品型式试验中常规的试验项目，温升试验的目的是测试电器产品及部件的温度变化情况，以确定电器产品或部件是否符合产品性能和标准的要求。随着电器产品日新月异的发展，温升试验对电器设备及部件产品安全性变得越来越重要。温升测试是型式试验项目，也是新产品定型的主要试验项目之一。

 

2.温升检测的影响

 

产品工作时可被接触到的部分,如果温度过高可能会造成人身伤害，而且设备内部过高的温度也会影响产品性能，甚至导致绝缘等级下降或者增加产品机械的不稳定性。因此在产品设计过程中，温升试验是保证产品能够安全稳定工作，需要考虑的一个重要步骤。

 

3.国内典型气候的分类和特点

 

国内五大典型气候类型，即温带季风气候、亚热带季风气候、热带季风气候、温带大陆性气候、高原高山气候。

1.温带季风气候

主要分布在我国华北和东北，气候特点是冬季寒冷干燥，夏季暖热多雨，雨热同季。

 

2.亚热带季风气候

主要分布在我国东南部，特点是冬季不冷，夏季较热，冬夏风向有明显变化，年降水量一般在1000毫米以上，主要集中在夏季。

 

3.热带季风气候

主要分布在我国海南岛、雷州半岛、台湾岛南部，特点是全年气温皆高，年降水量大，集中在夏季。

 

4.温带大陆性气候

主要分布在我国北纬30°以北的内陆地区，远离海洋，干燥少雨，气温的日较差和年较差较大，植被由森林过渡到草原、荒漠。

 

5.高原高山气候

主要分布在我国青藏高原地区，特点是年积温低于2000℃，日平均气温低于10℃，温度日较差显著，太阳辐射强，日照充足。

 

带有USB电源的户外新能源汽车放电插座温升检测方法

 

1.温升检测使用设备及工具

 

数据采集仪、变频电源、直流电子负载、功率计、恒温恒湿箱、K型热电偶线、使用的所有设备都必须要经过计量且符合要求。

 

2.温升检测依据

 

带有USB电源的户外新能源汽车放电插座温升检测依据GB 4943.1-2022《音视频、信息技术和通信技术设备 第1部分:安全要求》标准要求。

 

3.温升检测条件

 

试验测量的布置应重现设备最不利的安装条件。如果对试验的符合性规定了最高温度,则他是基于设备工作时室内环境温度为 25 ℃的假定做出的。但是,制造商可以规定不同的最高环境温度。

 

对于需要将温升试验一直持续到获得稳态温度的试验,如果在半个小时内温升不得超过3K,则认为已达到稳态。如果测出的温度比规定的温度限值至少低百分之十,在五分钟内温升不得超过1K,则认为已达到稳态。

 

除非规定了具体的测量方法,否则确定绕组的温度应采用热电偶法或采用能给出绕组导线平均温度的任何其他方法,例如电阻法。本文采用热电偶法。

 

4.热电偶法

 

热电偶法是目前温升试验中使用最普遍的一种试验方法。热电偶测量温度是利用了导体的热电效应。所谓的热电效应就是:当导体两端温度不平衡时，导体两端就会产生一定的电势，不同导体产生的电势是不同的，如果将两种不同导体(分别代表着热电偶的正极和负极)的一端通过热电偶电焊机焊接到一起作为探测端，将另一端不焊在一起作为采样端，这样在采样端就形成一定的电位差，形成的电位差的大小随着探测端的温度变化而变化的。如果将电位差这个模拟量进行A/D转换，使其变为代表温度变化的数字信号，然后再将数字信号进行计算、处理并把它们显示、记录下来，这就完成温度的测量、显示和记录的全过程。为了满足温升测试的要求，热电偶的绝对误差不得超过1℃。热电偶的正极引线和负极引线引线通过热电偶电焊机焊接到一起，应只形成一个触点。

 

带有USB电源的户外新能源汽车放电插座温升检测标准

 

1.带有USB电源的户外新能源汽车放电插座温升检测法规

 

GB 4943.1-2022《音视频、信息技术和通信技术设备 第1部分：安全要求》是一项强制性国家标准，由国家标准化管理委员会和国家市场监督管理总局于2022年7月19日发布，将于2023年8月1日正式实施。该标准的发布是为了适应音视频、信息技术和通信技术的快速发展，更好地满足人们对相关设备安全性能日益提高的要求。GB 4943.1-2022标准规定了对音频、视频、信息技术和通信技术、商务和办公机器领域内的电气和电子设备的安全要求。不包括设备的性能或功能特性的要求，适用于额定电压不超过600V的设备，还适用于预定安装在室外场所的音视频、信息技术和通信技术设备。对室外设备的要求在相关时,也适用于直接安装在户外用来为要安装在户外场所的音视频、信息技术和通信技术设备提供壳体的室外外壳。

 

2.带有USB电源的户外新能源汽车放电插座温升检测限值依据

 

依据GB 4943.1-2022《音视频、信息技术和通信技术设备 第1部分：安全要求》标准要求：

电气绝缘材料或 EIS的温度不得超过表1的限值。

表1 材料、元器件和系统的温度限值

对单一的绝缘材料,如果材料制造商声明该材料的相关温度指标信息适合作为适当的绝缘等级,则可以使用该声明的信息。

 

对EIS,如果制造商指明的可获得的EIS耐热等级数据适合作为适当的绝缘等级,则可以使用该数据。

 

耐热性分级高于105(A)级时,EIS应符合GB/T 11021的要求。

 

对于部分元器件的温度限值，需要通过认证证书或制造商声明的相关温度指标信息作为该元器件的温度限值。

 

带有USB电源的户外新能源汽车放电插座在典型气候条件下正常使用时的温升变化性能情况分析

 

将一个带有USB电源的户外新能源汽车放电插座在温带季风气候、亚热带季风气候、热带季风气候、温带大陆性气候、高原高山气候五大典型气候下模拟相应的典型温度湿度进行温升比对，输入电压频率和带载情况及摆放情况均相同。

表2 带有USB电源的户外新能源汽车放电插座在典型气候条件下正常使用时温升检测数据

表3 带有USB电源的户外新能源汽车放电插座在典型气候条件(高温高湿)下正常使用时温升检测数据（将表2的高温高湿检测数据整体换算在环境温度45℃下的检测数据）

从表2可以看出，环境温度对温升数值也是有影响的，环境温度越高，实测出来的整体温升数值越高，离限值越接近。

 

从表3可以看出，用表2高温高湿的检测数据，通过整体换算成同一环境温度下检测数据，便可以发现其实相对湿度对温升数值也是有影响的，相对湿度越低，在同一温度下的整体温升数值越高，离限值越接近。

 

结论与展望

 

通过对带有USB电源的户外新能源汽车放电插座在典型气候条件下进行正常使用时的温升试验，显示出环境温度和相对湿度是影响带有USB电源的户外新能源汽车放电插座正常使用的两大因素，随着环境温度的升高，其他不变的情况下，带有USB电源的户外新能源汽车放电插座正常使用温度也随着升高；随着相对湿度的降低，其他不变的情况下，带有USB电源的户外新能源汽车放电插座正常使用温度也随着升高。

 

户外野炊郊游需求日益增多，新能源汽车使用数量增加，越来越多人驾驶新能源汽车前往户外活动，需要对带有USB电源的户外新能源汽车放电插座在国内各种气候条件下的正常工作性能进行评估，对产品设计适用的使用温度、湿度进行全面的考虑，从而更好地管控产品性能，用户需注意产品使用说明书，在特定的环境中使用产品，以免在极低或极高的温度环境下无法正常工作。

 

引用本文：罗锦涛,赵奎,郑日胜.新能源汽车放电插座在典型气候条件下温升变化[J].环境技术,2024,42(11):6-10.

 

 

来源：环境技术核心期刊

关键词： 新能源汽车