引言

隨著新能源汽車和充電樁等配套設(shè)施的不斷完善，越來越多的人為了更好的體驗戶外大自然的環(huán)境，駕駛新能源汽車前往戶外野炊郊游，伴隨出行的還有很多隨身電子產(chǎn)品，比如手機、平板電腦、隨身音箱或者很多休閑娛樂的電子產(chǎn)品。為了解決戶外電子產(chǎn)品供電問題，因此市面上出現(xiàn)了許多戶外新能源汽車放電插座，電動汽車逆變放電功能的實現(xiàn)也逐漸成為整車的標配。逆變放電即為電動汽車對插座放電，連接裝置的轉(zhuǎn)接設(shè)備接放電插座實現(xiàn)車外放電，放電電壓為220V,可以供給電烤箱、電磁爐、電飯煲等常見家用交流用電器使用，放電插座也有自帶的直流輸出,有USB-A直流輸出口和USB Type-C直流輸出口等，給手機、平板等需要直流供電的設(shè)備充電。 因此，帶有USB電源的戶外新能源汽車放電插座在不同的氣候條件下正常使用時的溫度性能是關(guān)鍵指標。

概述

1.溫升檢測的意義

溫升檢測是電器產(chǎn)品型式試驗中常規(guī)的試驗項目，溫升試驗的目的是測試電器產(chǎn)品及部件的溫度變化情況，以確定電器產(chǎn)品或部件是否符合產(chǎn)品性能和標準的要求。隨著電器產(chǎn)品日新月異的發(fā)展，溫升試驗對電器設(shè)備及部件產(chǎn)品安全性變得越來越重要。溫升測試是型式試驗項目，也是新產(chǎn)品定型的主要試驗項目之一。

2.溫升檢測的影響

產(chǎn)品工作時可被接觸到的部分,如果溫度過高可能會造成人身傷害，而且設(shè)備內(nèi)部過高的溫度也會影響產(chǎn)品性能，甚至導(dǎo)致絕緣等級下降或者增加產(chǎn)品機械的不穩(wěn)定性。因此在產(chǎn)品設(shè)計過程中，溫升試驗是保證產(chǎn)品能夠安全穩(wěn)定工作，需要考慮的一個重要步驟。

3.國內(nèi)典型氣候的分類和特點

國內(nèi)五大典型氣候類型，即溫帶季風(fēng)氣候、亞熱帶季風(fēng)氣候、熱帶季風(fēng)氣候、溫帶大陸性氣候、高原高山氣候。

1.溫帶季風(fēng)氣候

主要分布在我國華北和東北，氣候特點是冬季寒冷干燥，夏季暖熱多雨，雨熱同季。

2.亞熱帶季風(fēng)氣候

主要分布在我國東南部，特點是冬季不冷，夏季較熱，冬夏風(fēng)向有明顯變化，年降水量一般在1000毫米以上，主要集中在夏季。

3.熱帶季風(fēng)氣候

主要分布在我國海南島、雷州半島、臺灣島南部，特點是全年氣溫皆高，年降水量大，集中在夏季。

4.溫帶大陸性氣候

主要分布在我國北緯30°以北的內(nèi)陸地區(qū)，遠離海洋，干燥少雨，氣溫的日較差和年較差較大，植被由森林過渡到草原、荒漠。

5.高原高山氣候

主要分布在我國青藏高原地區(qū)，特點是年積溫低于2000℃，日平均氣溫低于10℃，溫度日較差顯著，太陽輻射強，日照充足。

帶有USB電源的戶外新能源汽車放電插座溫升檢測方法

1.溫升檢測使用設(shè)備及工具

數(shù)據(jù)采集儀、變頻電源、直流電子負載、功率計、恒溫恒濕箱、K型熱電偶線、使用的所有設(shè)備都必須要經(jīng)過計量且符合要求。

2.溫升檢測依據(jù)

帶有USB電源的戶外新能源汽車放電插座溫升檢測依據(jù)GB 4943.1-2022《音視頻、信息技術(shù)和通信技術(shù)設(shè)備 第1部分:安全要求》標準要求。

3.溫升檢測條件

試驗測量的布置應(yīng)重現(xiàn)設(shè)備最不利的安裝條件。如果對試驗的符合性規(guī)定了最高溫度,則他是基于設(shè)備工作時室內(nèi)環(huán)境溫度為 25 ℃的假定做出的。但是,制造商可以規(guī)定不同的最高環(huán)境溫度。

對于需要將溫升試驗一直持續(xù)到獲得穩(wěn)態(tài)溫度的試驗,如果在半個小時內(nèi)溫升不得超過3K,則認為已達到穩(wěn)態(tài)。如果測出的溫度比規(guī)定的溫度限值至少低百分之十,在五分鐘內(nèi)溫升不得超過1K,則認為已達到穩(wěn)態(tài)。

除非規(guī)定了具體的測量方法,否則確定繞組的溫度應(yīng)采用熱電偶法或采用能給出繞組導(dǎo)線平均溫度的任何其他方法,例如電阻法。本文采用熱電偶法。

4.熱電偶法

熱電偶法是目前溫升試驗中使用最普遍的一種試驗方法。熱電偶測量溫度是利用了導(dǎo)體的熱電效應(yīng)。所謂的熱電效應(yīng)就是:當導(dǎo)體兩端溫度不平衡時，導(dǎo)體兩端就會產(chǎn)生一定的電勢，不同導(dǎo)體產(chǎn)生的電勢是不同的，如果將兩種不同導(dǎo)體(分別代表著熱電偶的正極和負極)的一端通過熱電偶電焊機焊接到一起作為探測端，將另一端不焊在一起作為采樣端，這樣在采樣端就形成一定的電位差，形成的電位差的大小隨著探測端的溫度變化而變化的。如果將電位差這個模擬量進行A/D轉(zhuǎn)換，使其變?yōu)榇頊囟茸兓臄?shù)字信號，然后再將數(shù)字信號進行計算、處理并把它們顯示、記錄下來，這就完成溫度的測量、顯示和記錄的全過程。為了滿足溫升測試的要求，熱電偶的絕對誤差不得超過1℃。熱電偶的正極引線和負極引線引線通過熱電偶電焊機焊接到一起，應(yīng)只形成一個觸點。

帶有USB電源的戶外新能源汽車放電插座溫升檢測標準

1.帶有USB電源的戶外新能源汽車放電插座溫升檢測法規(guī)

GB 4943.1-2022《音視頻、信息技術(shù)和通信技術(shù)設(shè)備 第1部分：安全要求》是一項強制性國家標準，由國家標準化管理委員會和國家市場監(jiān)督管理總局于2022年7月19日發(fā)布，將于2023年8月1日正式實施。該標準的發(fā)布是為了適應(yīng)音視頻、信息技術(shù)和通信技術(shù)的快速發(fā)展，更好地滿足人們對相關(guān)設(shè)備安全性能日益提高的要求。GB 4943.1-2022標準規(guī)定了對音頻、視頻、信息技術(shù)和通信技術(shù)、商務(wù)和辦公機器領(lǐng)域內(nèi)的電氣和電子設(shè)備的安全要求。不包括設(shè)備的性能或功能特性的要求，適用于額定電壓不超過600V的設(shè)備，還適用于預(yù)定安裝在室外場所的音視頻、信息技術(shù)和通信技術(shù)設(shè)備。對室外設(shè)備的要求在相關(guān)時,也適用于直接安裝在戶外用來為要安裝在戶外場所的音視頻、信息技術(shù)和通信技術(shù)設(shè)備提供殼體的室外外殼。

2.帶有USB電源的戶外新能源汽車放電插座溫升檢測限值依據(jù)

依據(jù)GB 4943.1-2022《音視頻、信息技術(shù)和通信技術(shù)設(shè)備 第1部分：安全要求》標準要求：

電氣絕緣材料或 EIS的溫度不得超過表1的限值。

表1 材料、元器件和系統(tǒng)的溫度限值

對單一的絕緣材料,如果材料制造商聲明該材料的相關(guān)溫度指標信息適合作為適當?shù)慕^緣等級,則可以使用該聲明的信息。

對EIS,如果制造商指明的可獲得的EIS耐熱等級數(shù)據(jù)適合作為適當?shù)慕^緣等級,則可以使用該數(shù)據(jù)。

耐熱性分級高于105(A)級時,EIS應(yīng)符合GB/T 11021的要求。

對于部分元器件的溫度限值，需要通過認證證書或制造商聲明的相關(guān)溫度指標信息作為該元器件的溫度限值。

帶有USB電源的戶外新能源汽車放電插座在典型氣候條件下正常使用時的溫升變化性能情況分析

將一個帶有USB電源的戶外新能源汽車放電插座在溫帶季風(fēng)氣候、亞熱帶季風(fēng)氣候、熱帶季風(fēng)氣候、溫帶大陸性氣候、高原高山氣候五大典型氣候下模擬相應(yīng)的典型溫度濕度進行溫升比對，輸入電壓頻率和帶載情況及擺放情況均相同。

表2 帶有USB電源的戶外新能源汽車放電插座在典型氣候條件下正常使用時溫升檢測數(shù)據(jù)

表3 帶有USB電源的戶外新能源汽車放電插座在典型氣候條件(高溫高濕)下正常使用時溫升檢測數(shù)據(jù)（將表2的高溫高濕檢測數(shù)據(jù)整體換算在環(huán)境溫度45℃下的檢測數(shù)據(jù)）

從表2可以看出，環(huán)境溫度對溫升數(shù)值也是有影響的，環(huán)境溫度越高，實測出來的整體溫升數(shù)值越高，離限值越接近。

從表3可以看出，用表2高溫高濕的檢測數(shù)據(jù)，通過整體換算成同一環(huán)境溫度下檢測數(shù)據(jù)，便可以發(fā)現(xiàn)其實相對濕度對溫升數(shù)值也是有影響的，相對濕度越低，在同一溫度下的整體溫升數(shù)值越高，離限值越接近。

結(jié)論與展望

通過對帶有USB電源的戶外新能源汽車放電插座在典型氣候條件下進行正常使用時的溫升試驗，顯示出環(huán)境溫度和相對濕度是影響帶有USB電源的戶外新能源汽車放電插座正常使用的兩大因素，隨著環(huán)境溫度的升高，其他不變的情況下，帶有USB電源的戶外新能源汽車放電插座正常使用溫度也隨著升高；隨著相對濕度的降低，其他不變的情況下，帶有USB電源的戶外新能源汽車放電插座正常使用溫度也隨著升高。

戶外野炊郊游需求日益增多，新能源汽車使用數(shù)量增加，越來越多人駕駛新能源汽車前往戶外活動，需要對帶有USB電源的戶外新能源汽車放電插座在國內(nèi)各種氣候條件下的正常工作性能進行評估，對產(chǎn)品設(shè)計適用的使用溫度、濕度進行全面的考慮，從而更好地管控產(chǎn)品性能，用戶需注意產(chǎn)品使用說明書，在特定的環(huán)境中使用產(chǎn)品，以免在極低或極高的溫度環(huán)境下無法正常工作。

引用本文：羅錦濤,趙奎,鄭日勝.新能源汽車放電插座在典型氣候條件下溫升變化[J].環(huán)境技術(shù),2024,42(11):6-10.