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文檔簡介
GB/T《電動汽車傳導充電電磁兼容性要求和試驗方法》
(一)工作簡況(包括任務來源、主要工作過程、主要參加單位和工作組成
員及其所做的工作等)
1、任務來源
GB/T《電動汽車充電耦合系統(tǒng)的電磁兼容性要求和試驗方法》的計劃由國家
標準化管理委員會下達,文號為:國標委綜合[2016]89號,計劃編號為:
20162465-T-339。
2、主要參加單位
本項目由全國汽車標準化技術(shù)委員會歸口,標準參與單位包括電動汽車整
車、關(guān)鍵部件生產(chǎn)企業(yè)及檢測機構(gòu)。
3、主要工作過程
a)2016年07月,在蘭州市召開電動汽車電磁兼容工作組第三會議,會議
介紹項目背景,并首次討論GB/T《電動汽車充電耦合系統(tǒng)的電磁兼容性
要求和試驗方法》標準草案,與會代表就編制原則、適用范圍等內(nèi)容達
成初步共識。
b)2017年08月,在西寧市召開電動汽車電磁兼容工作組第四會議,會議
詳細討論標準草案,并明確標準中各主要技術(shù)內(nèi)容的編制方案。
c)2018年01月,在天津市召開電動汽車電磁兼容工作組第五會議,會議
介紹標準草案最新修改內(nèi)容,并對此前工作組成員反饋意見和處理情況
進行詳細說明和集中研討。
d)2018年07年,在襄陽市召開電動汽車電磁兼容工作組第六會議,會議
進一步討論標準草案,并針對標準技術(shù)內(nèi)容進行集中研討,會后請各相
關(guān)單位就雙槍充電、AC/DC充電輻射發(fā)射電流值等問題做好標準研究和
驗證工作。
e)2018年12月,在南京市召開電動汽車電磁兼容工作組第七會議,會議
回顧電動汽車電磁兼容標準化工作開展情況,并請各相關(guān)單位就上次會
議結(jié)論重點圍繞AC/DC充電電流對諧波發(fā)射和電磁輻射影響、雙槍充電
測試方案以及系統(tǒng)測試方案等問題介紹各自研究成果。會議詳細討論了
標準草案,與會專家就標準適用范圍、技術(shù)要求和試驗方法等主要內(nèi)容
達成一致意見。會后要求工作組相關(guān)方面盡快按照討論結(jié)論修改標準形
成征求意見稿,并計劃于12月底在全國汽車標準化技術(shù)委員會網(wǎng)站進行
征求意見。
f)2018年12月,標準征求意見,并向社會公示,公示期自2019年1月4
日至2月19日,共45天。共收到意見123條,起草組對意見進行認真
研究和分析,必要時進行測試驗證。
g)2019年10月,在天津召開意見處理討論會議,對意見處理的結(jié)果進行
討論,并取得共識。
h)2019年11月,由于標準內(nèi)容多、測試復雜,根據(jù)工作安排,在按照意
見處理結(jié)果進行修改完善后,再次提交征求意見。
(二)標準編制原則和主要內(nèi)容(如技術(shù)指標、參數(shù)、公式、性能要求、試
驗方法、檢驗規(guī)則等)的論據(jù),解決的主要問題,修訂標準時應列出與原標準的
主要差異和水平對比
1、編制原則
a)本標準按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。
b)標準編制應考慮我國電動汽車充電系統(tǒng)實際使用情況。
c)標準編制應充分考慮國內(nèi)外現(xiàn)有標準法規(guī)(電動汽車、傳導充電和電磁
兼容等內(nèi)容)的統(tǒng)一和協(xié)調(diào)。
2、主要內(nèi)容
a)【規(guī)定范圍】標準規(guī)定了電動汽車進行傳導充電時的電磁兼容性要求和
試驗方法。其中,電動汽車是規(guī)范的主體,傳導充電是車輛的狀態(tài),電
磁兼容是標準規(guī)范的內(nèi)容,包括電磁兼容性要求和試驗方法。
b)【適用對象】標準化對象為傳導充電狀態(tài)下的電動汽車,對于發(fā)射,標
準的保護對象為車外接收機和公共電網(wǎng),即輻射發(fā)射和傳導發(fā)射。對于
抗擾,標準對象為電動汽車安全性要求和充電功能。此外,標準也給出
了傳導充電狀態(tài)下電動汽車與供電設(shè)備組成系統(tǒng)的測試方法,即標準化
對象為車輛和供電設(shè)備組成的系統(tǒng)。
c)【術(shù)語-供電設(shè)備】供電設(shè)備是其與車輛組成傳導充電系統(tǒng)的充要條件,
主要由充電設(shè)備(交流充電樁或非車載充電機)與充電連接裝置組成。
d)【術(shù)語-充電模式】為統(tǒng)一測試環(huán)境,交流充電車輛的測試裝置為模式3,
直流充電車輛為模式4。對于系統(tǒng)測試,測試場地提供標準的交流供電
電源,此時充電模式不再影響測試環(huán)境的一致性。
e)【術(shù)語-連接方式】以充電連接裝置為主要描述對象,體現(xiàn)其與車輛和充
電設(shè)備的連接形式。
f)【要求-交流充電】交流充電設(shè)備通常未對電線源進行隔離,此時車輛所
發(fā)出的騷擾信號會通過線纜直接傳遞到電網(wǎng),為此除輻射發(fā)射和輻射抗
擾外,車輛還應重點考察傳導發(fā)射與傳導抗擾。對于傳導發(fā)射,需要考
察諧波、電壓變化波動和閃爍、射頻傳導發(fā)射三個項目。對于傳導抗擾,
需要考察電快速瞬變脈沖群和浪涌兩個項目。另外對于傳導類項目,交
流充電樁僅使用電源線提供低壓電為控制電路供電,對信號的影響作用
有限。
g)【要求-直流充電】不同于交流充電設(shè)備,直流充電設(shè)備通常采用隔離變
壓器將原副邊之間的干擾信號隔開,此時車輛或者電網(wǎng)干擾信號不能通
過線纜直接傳遞,為此對于車輛直流充電電磁兼容性測試,僅需考慮輻
射和輻射抗擾。
h)【要求-連接方式A】連接方式A只能用于交流充電,與使用車輛接口的交
流充電車輛項目相比,是等同對待的。只是測試布置有所差異,可以參
考使用。
i)【要求-車輛和供電設(shè)備組成的系統(tǒng)】考慮環(huán)境影響,系統(tǒng)測試僅關(guān)注系
統(tǒng)的發(fā)射類項目;抗擾測試直接針對車輛或供電設(shè)備,難以用于整個系
統(tǒng);組成系統(tǒng)后,交流和直流只是在系統(tǒng)內(nèi)部的區(qū)分,整個系統(tǒng)而言,
對外都是交流,因此,系統(tǒng)測試不區(qū)分交流直流充電。
j)【測試對象狀態(tài)】車輛或系統(tǒng)作為測試對象,其工作狀態(tài)是影響測試結(jié)
果的重要因素,被測對象可分為自身設(shè)置狀態(tài)和充電工作狀態(tài),對象自
身設(shè)置是基本狀態(tài),充電工作狀態(tài)是附加狀態(tài)。
k)【車輛狀態(tài)】規(guī)定車輛在測試中的基本設(shè)置狀態(tài)。首先車輛應具備充電
功能,且能實施充電,這就要求車輛可充電儲能系統(tǒng)具有較低的荷電狀
態(tài),如果車輛電池滿電,可以參考附錄C進行放電,與GB/T34657.2類
似。開始測試后,或者說在測試中,為了保證測試結(jié)果的穩(wěn)定性,測試
期間車輛電池荷電狀態(tài)應處于一定區(qū)間,本標準規(guī)定了20%~80%,基本
可以保證測試開始和結(jié)束全程充電工作的穩(wěn)定性。對于抗擾類項目,因
為涉及到了對車輛失效模式的判斷,也就意味著與車輛在測試時的狀態(tài)
有直接關(guān)系,因此在試驗前,應優(yōu)先考察不同車輛狀態(tài)的充電功能,如
可行駛模式(必要時踩著制動踏板)、B級電壓電路接通(換擋即可轉(zhuǎn)
到可行駛模式)、輔助電路接通(B級電壓不上電)、車輛關(guān)閉各系統(tǒng),
優(yōu)先級定義為依次降低,確認充電功能后,選擇優(yōu)先級較高的狀態(tài)作為
車輛抗擾測試狀態(tài)。對于駐車制動系統(tǒng),制動系統(tǒng)應松開,避免對結(jié)果
判斷產(chǎn)生影響。
l)【充電狀態(tài)】對于充電參數(shù),有充電功率、充電電壓和充電電流。充電
電壓一般是不可調(diào)或者是固有參數(shù)。交流充電時,充電電壓就是電網(wǎng)電
壓(220V或380V);直流充電時,充電電壓根據(jù)車輛需求由非車載充電
機來調(diào)整;對于系統(tǒng)對象,電壓也是電網(wǎng)的電壓。只有充電電流才能影
響充電功率。充電功率滿載時,電能量增大,部件工作工況也到達最大
值,一般認為其電磁輻射較大,尤其是輻射發(fā)射類項目。充電功率半載
或底載時,有些部件或器件工作在低效區(qū),可能有較大的雜波發(fā)射出來,
尤其是傳導類發(fā)射項目。因此,對于發(fā)射類項目,交流充電電流應大于
車輛充電最大可持續(xù)電流值的80%,對于直流充電,因為有可能將來的
充電電流非常大,試驗室無法提供較大的電流進行EMC測試,再加上直
流充電時,充電機位于非車載充電設(shè)備上,車輛不因充電電流大小而改
變太多的電磁兼容性能,所以直流充電電流值可以定義較小,給出相對
值或直接規(guī)定最小電流值。對于傳導發(fā)射類項目,比如諧波以及電壓變
化、波動和閃爍,不同的傳輸電流,有不同的限值要求,有對應的不同
測試方法和標準,所以這兩類項目的測試還應具體對待充電電流。
m)【傳導發(fā)射試驗布置】針對交流雙槍充電,充電盒通常作為整車標配進
行捆綁銷售,其作用主要是開關(guān)和信號控制,可視為車輛的一部分,為
此應將充電盒放置于LISN與車輛之間。
n)【車輛輻射發(fā)射測試布置】測試對象僅為車輛時,輻射發(fā)射的測量僅考
察車輛兩側(cè),這是因為在一般情況下,車輛的電氣部件分布在車輛縱向
方向上,測量兩個側(cè)面,選輻射較大的一面作為測試結(jié)果。而且,供電
設(shè)備屬于測試系統(tǒng)的一部分,電磁輻射貢獻被限制,因此,僅需規(guī)定統(tǒng)
一的供電設(shè)備布置即可。
o)【系統(tǒng)輻射發(fā)射測試布置】充電樁位于車輛側(cè)面時,一個測試面是車輛,
另一個測試面是供電設(shè)備。對于直流充電,側(cè)面布置供電設(shè)施的應用場
景不多,因此,僅考慮供電設(shè)備位于車頭或車尾(即車位一端)的情況。
此時不管車輛充電接口位于側(cè)面還是兩端,供電設(shè)備均置于車輛縱向中
軸線上,布置相對位置參考現(xiàn)行標準。僅考察車輛時,天線對準的是車
輛中間位置,考察系統(tǒng)時,仍按被測對象(車輛+供電設(shè)備)中間位置
進行。
(三)主要試驗(或驗證)情況分析
1、雙槍充電傳導發(fā)射測試
為滿足大巴大功率充電需求,國內(nèi)部分企業(yè)采用雙槍充電系統(tǒng)對車輛進行充
電。此時,充電系統(tǒng)既可工作于單槍充電模式又可工作于雙槍充電模式,不同充
電模式可能對電網(wǎng)產(chǎn)生不同影響。因此,為有效規(guī)范評估雙槍充電系統(tǒng)在實際工
作中傳導騷擾,本標準要求“車輛可兩個或兩個以上車輛插頭同時工作時,應在
所有車輛插頭均工作時試驗,其中,傳導類項目應同時測量所有電源回路。另外,
還應在每個車輛插頭單獨工作時進行試驗”。
為驗證上述要求的合理性,本標準在制定過程中以某公司大巴車為測試車
輛,然后根據(jù)“5.5沿AC電源線的射頻傳導發(fā)射”中的試驗方法分別考察車
輛在不同充電狀態(tài)下充電回路的傳導發(fā)射,試驗測量結(jié)果如圖1所示。
(a)雙槍充電與單槍充電L線測試結(jié)果
(b)雙槍充電與單槍充電N線測試結(jié)果
圖1雙槍充電傳導發(fā)射測試結(jié)果
由上述試驗結(jié)果可以看出,雙槍充電與單槍充電試驗測量結(jié)果在測量頻段內(nèi)
具有相同的變化趨勢,但是相關(guān)數(shù)據(jù)不足以說明雙槍充電傳導發(fā)射測試結(jié)果能夠
反映或代表各單槍充電測試結(jié)果。因此,為嚴謹評測雙槍充電系統(tǒng)對電網(wǎng)影響,
傳導類項目應同時測量所有電源回路。另外,還應在每個車輛插頭單獨工作時進
行試驗。
2、充電電流對整車電磁輻射的影響
現(xiàn)有ECER10.Rev05及IEC61851-21-1-2017等標準中規(guī)定:試驗過程中,
車輛可充電儲能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)應處在20%~80%之間,且充電電流應不小于
車輛持續(xù)最大充電電流值的80%。然而,隨著充電設(shè)備對外輸出功率不斷增大,
為滿足上述相關(guān)要求,一方面測試實驗室需對充電設(shè)施/設(shè)備進行不斷更新,另
一方面充電電流過大會縮短試驗測量試驗,進而可能影響最終測量結(jié)果。
基于上述問題及考慮,本標準在制定過程中組織工作組成員對“充電電流對
整車電磁輻射的影響”開展試驗測試研究。其中,本試驗選取5種不同車輛,分
別在不同充電電流下車輛其整車電磁輻射量大小。對應部分測試結(jié)果以及最終測
試結(jié)論分別如圖2和表1所示。
圖2整車電磁輻射測試結(jié)果(樣品2)
表1樣品測試結(jié)果條件及結(jié)論
樣品充電電流測試結(jié)論
最大偏差量約18.25dB,但整車電磁輻射量的大
110A/20A/40A/60A/64A
小與充電電流大小無直接關(guān)系。
最大偏差量約8.919dB,但整車電磁輻射量的大
210A/20A/40A/60A/80A/100A
小與充電電流大小無直接關(guān)系。
最大偏差量約6.854dB,但整車電磁輻射量的大
310A/20A/40A/60A/80A/100A
小與充電電流大小無直接關(guān)系。
最大偏差量約6.979dB,但整車電磁輻射量的大
410A/20A/40A/60A/80A/100A
小與充電電流大小無直接關(guān)系。
10A/25A/50A/100A/150A/200A/250最大偏差量約15.734dB,但整車電磁輻射量的
5
A大小與充電電流大小無直接關(guān)系。
由上述試驗結(jié)果可以看出,整車電磁輻射量的大小與充電電流大小無直接關(guān)
系。為此,在本標準中規(guī)定“5.1.3.1進行5.2~5.5的發(fā)射類測試時,交流充電
的充電電流應不小于車輛持續(xù)最大充電電流值的80%,直流充電的充電電流應
不小于20A或車輛持續(xù)最大充電電流值的20%。除非另有規(guī)定”。
3、系統(tǒng)和車輛測試結(jié)果對比
為客觀評估系統(tǒng)(本標準中規(guī)定“4.1.4電動汽車可與供電設(shè)備組成系統(tǒng),
共同作為測試對象。測試對象為系統(tǒng)時,系統(tǒng)應按5.2~5.5的方法進行試驗,試
驗結(jié)果應分別滿足4.2~4.5的要求?!保┡c車輛測試結(jié)果的差異性,本標準在制定
工程中按如圖3所示方案布置測量現(xiàn)場,然后將充電樁分別處于屏蔽與分屏蔽兩
種工作狀態(tài),用以考察系統(tǒng)及車輛電磁輻射大小,其中試驗測試結(jié)果如圖4所示。
圖3系統(tǒng)和車輛對比試驗方案圖
圖4系統(tǒng)和車輛對比試驗測量結(jié)果
由上述試驗結(jié)果可以看出,電動汽車與供電設(shè)備組成測試對象,其測量結(jié)果
在某些頻段會異于車輛測試結(jié)果。為此,從保護周邊電磁環(huán)境角度,無論是購買
車輛隨車贈送供電設(shè)備還是到公共充電場所進行充電,本標準都能滿足其應用場
景。
(四)明確標準中涉及專利的情況(對于涉及專利的標準項目,應提供全部
專利所有權(quán)人的專利許可聲明和專利披露聲明)
本標準的主要技術(shù)內(nèi)容均不涉及專利。
(五)預期達到的社會效益、對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用等情況
電動汽車在進行傳導充電時,充電系統(tǒng)會產(chǎn)生電磁騷擾信號,該信號會以輻
射和傳導兩種形式影響周邊電磁環(huán)境,尤其是公共電網(wǎng)的電磁環(huán)境。此外,為保
證車輛正常充電,車輛應能承受來自車外環(huán)境的電磁騷擾?;谝陨?,本標準在
參考最新國際標準ECER10.Rev05相關(guān)要求基礎(chǔ)之上,通過開展相關(guān)驗證與測
試研究,規(guī)定了電動汽車充電時的電磁兼容性要求和試驗方法。該標準作為整車
EMC標準,一方面有助于保護電磁環(huán)境以及車輛充電安全;另一方面有助于推動
電動汽車進一步的大規(guī)模推廣應用。
(六)采用國際標準和國外先進標準情況,與國際、國外同類標準水平的對
比情況,國內(nèi)外關(guān)鍵指標對比分析或與測試的國外樣品、樣機的相關(guān)數(shù)據(jù)對比情
況
本標準在制定過程中,限值要求以及車輛試驗測試方法等基礎(chǔ)內(nèi)容參考了
ECER10.Rev05、IEC61851-21-1等最新國際標準,以及GB34660、GB/T17625
和GB/T17626等國家標準標準,相關(guān)技術(shù)指標與國際標準或國外先進標準同步。
然而考慮國內(nèi)實際應用,本標準增添系統(tǒng)測試要求及試驗方法,相關(guān)內(nèi)容與國外
同類標準相比,處于國際先進水平。
(七)在標準體系中的位置,與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及標準,特別是
強制性標準的協(xié)調(diào)性
與現(xiàn)有電動汽車、傳導充電和電磁兼容相關(guān)標準協(xié)調(diào)。
(八)重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)
無重大分歧。
(九)標準性質(zhì)的建議說明
標準應作為推薦性國家標準。
(十)貫徹標準的要求和措施建議(包括組織措施、技術(shù)措施、過渡辦法、
實施日期等)
無。
(十一)廢止現(xiàn)行相關(guān)標準的建議
無。
(十二)其他應予說明的事項
在進行意見處理時,部分意見還是集中在術(shù)語或名詞上,為提升標準可用性,
建議修改標準名稱,原標準計劃為“電動汽車充電耦合系統(tǒng)的電磁兼容性要求和
試驗方法”,項目申報時,“充電耦合系統(tǒng)”來源于充電接口,充電接口的英文為:
chargingcoupler,coupler中文可理解為耦合器,即傳導充電是使用耦合器實
現(xiàn)的?,F(xiàn)修改為“電動汽車傳導充電電磁兼容性要求和試驗方法”,修改理由有
三:一是“充電耦合系統(tǒng)”指代不清,耦合可為導體插拔耦合,即傳導連接,也
可為原副邊線圈無接觸的耦合,這屬于無線連接或無線充電,因此,為明晰標準
名稱,行業(yè)建議修改為傳導充電。二是使用“充電耦合系統(tǒng)”時,需要在標準中
做很多鋪墊和解釋,將標準主體再次指向“傳導充電”,標準結(jié)構(gòu)和內(nèi)容顯得過
于冗繁。三是“充電耦合系統(tǒng)”修改為“傳導充電”后,標準制定背景和出發(fā)點
都沒有發(fā)生變化,可以很好地切換。
GB/TXXXXX—XXXX
正視圖
1
3
100mm±25mm
45
2
+0.2
0.80m
+0.2
0.10m參考點
俯視圖
≥2.0m1
3
2
2
0.
+0多余長度折
成“Z”字形
0.8m
0.5mmax
4
55
說明:
1——車輛
2——絕緣支撐
3——充電線纜
4——接地的人工電源網(wǎng)絡
5——模擬交流充電樁
圖16車輛接口在車頭/車尾的電磁輻射抗擾測試布置(交流充電)
正視圖
13
100mm±25mm
7
46
25
+200
1000mm
+0.2
0.80m
22
QC/T80—20XX
附錄B
(規(guī)范性附錄)
低溫沖擊裝置
B.1裝置
除下列要求外,裝置還應符合GB/T1043.1-2008的要求:擺錘的沖擊刃刃口尺寸應如圖C.1所示。
兩個試驗支架用于支撐管子在某一位置。支架應符合圖C.2和表C.1規(guī)定。
單位為毫米
°
1
R15
10
°±
30
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