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电动车充电桩 – IEC 61851和 IEC 62196

点击次数:1640 更新时间:2022-07-22


电动车充电桩 – IEC 61851和 IEC 62196 确保充电设备的最终电气安全


疫情改变人们的消费习惯,从实体店面转向线上购物,除了对电子商务产业带来了巨大的改变,也提高了物流产业的需求。 以中国为例,2020年的快递业务量比往年增长了30.8%,并且持续上升中。 然而在提升生活便利性的同时,物流产业将带来大量的碳排放量,对环境造成不小的影响,因此物流业者们与各家车厂也积极找寻能兼具环保、效率和经济发展的解决方案,例如欧洲三大卡车制造商戴姆勒卡车(Daimler Trucks)、富豪(AB Volvo)、Traton一同发展长途电动卡车与公交车所需的充电网络。 电动卡车将会是未来的新趋势,但运输路途上没电的恐慌将依旧是最大的担忧,所以在普及电动卡车前,还需要设置足够的充电桩供应。 此外,因电动卡车所需要的能源与电力比一般的电动车更大,因此充电桩的电气安全也需要更加严格的把关。

电动车充电桩安规测试方法

在建立完善的充电桩网络来消除驾驶的“里程焦虑"之前,需要确保每一座充电桩的电气都符合国际法规的要求。 图一展示了三种充电站型态,无论是哪一种充电站,都需要对充电桩本身的电源输入输出端、充电电源端与车辆端的插头与插座进行安规测试,相关法规有IEC 61851(充电桩本身)和IEC 62196(充电电源端与车辆端的插头与插座),以下将更进一步的介绍这两个法规以及测试方法。

图一:三种充电站型态

IEC 61851 (Requirements for electric vehicle conductive charging system)是针对充电桩本身进行测试,在第11期电子报中详细介绍过,在这里快速回顾一下测试项目和方法:
耐压测试
一般使用最高2.2kVac (或3.1kVdc)进行测试,有加强绝缘设计的充电桩则需最高为4.4kVac (或6.2kVdc)的测试电压。

绝缘阻抗测试
使用500Vdc进行测试,输入电压至输入或输出端,另一端连接外壳进行测试,绝缘阻抗需大于1MΩ。

泄漏电流测试
使用110%的额定电压 (Vac) 进行测试,泄漏电流不得超过3.5 mA。

直流接地阻抗测试
输入直流电流16A,外露导体的部分与接地之间的电阻需小于0.1Ω。

充电桩的充电枪、供电插座与对车辆端的插头和插座(如图二所示)则需符合IEC 62196 (Standard for plugs, socket-outlets, vehicle connectors and vehicle inlets),测试项目为绝缘、耐压和交流接地阻抗测试,以下是完整的测试方法解说:

图二:车辆端与电源端插座与插头

绝缘测试
一般使用500Vdc的测试电压,如果被测物的额定电压超过500Vac,则使用1000Vdc进行测试,测试时间为1分钟,绝缘电阻不得小于5MΩ。

耐压测试
根据被测物所能承受的绝缘电压不同,表一整理了各个绝缘电压值所对应测试电压,测试时间为值1分钟,被测物需能承受此高压并且没有绝缘崩溃发生。

表一:IEC 62196电动车充电桩链接装置耐压测试电压

绝缘与耐压测试接线方法

车辆端与电源端插座与插头因应不同地区电力系统与法规而有所不同,可分为2至4个极点(Poles)。 IEC 62196耐压与绝缘测试要求进行以下3种测试方法(以2个极点的被测物做示范)。

  1. 将被测物所有极点相连并与接上测试仪的HV端,再将外壳与测试仪Return端连接。

    图三:被测物极点相连测试接线方式

  2. 将充电枪插入充电桩或车辆连接插座后,插头上的所有极点依次和其他极点进行测试。

    图四:被测物极点间依序测试接线方式

  3. 如果被测物内侧有绝缘设计,则需进行以下测试:将测试仪的Return端与金属外壳相连,HV端与包覆铝箔纸的被测物绝缘内侧相连。

    图五:内侧绝缘设计测试接线方式

交流接地阻抗测试
如果有可触及的金属部分,则需要接地测试。 输入交流电流25A一分钟,测量可触及的金属部分与接地之间的电阻是否小于0.05Ω。

 

充电桩安全需通过严格的测试与高品质的测试仪器来把关

后疫情的时代,人们生活也正一步步的改变,更促使物流产业的革新与低碳排放量的电动车做结合,充电桩在此扮演极为重要的角色,更需通过IEC 61851与IEC 62196的电气安规测试,确保其安全无虞。

针对IEC 61851要求充电桩通过多项电气安规测试,包含耐压、绝缘、直流接地阻抗和泄漏电流测试,以及IEC 62196需要对充电桩供电端与车辆端的插头与插座进行耐压绝缘和交流接地阻抗测试。 客户选用华仪ESA系列搭配7006矩阵扫描仪和EGB-324交直流接地阻抗测试器以及EAL-5000系列,完整的充电桩电气安规测试解决方案。

ESA系列7 合1安规综合分析仪提供高达5kVac/ 6kVdc的耐压测试电压6kVdc的绝缘阻抗测试电压、交流接地阻抗以及泄漏电流测试。 快速放电装置功能可在测试完成后50ms内放电完成,避免残留电压造成人员意外触电。 ESA系列跟7006矩阵扫描仪可以组成多点测试并同时解决复杂的配线问题,提升测试效率增加产能。 EGB-323交直流接地阻抗测试器,最高可输出40A,一机整合IEC 61851 和 IEC 62196所要求的交流与直流接地阻抗测试。 再搭配上EAL系列可编程交流电源提供可靠的电源模拟各种测试情境的要求。 华仪高质量和高精准度的测试解决方案,符合电动车行业对安全性的高要求。

图六:华仪安规测试仪器与交流电源完整充电桩测试系统

华仪电子持续与电动车相关产业一起为电气安全严格把关,再加上80年的产业经验与不断的提升测试仪器的质量和精准度,成为各大实验室选择。 关于电动车行业,在华仪电子报介绍过电动车电池和电机,立即阅读认识更多相关信息,或是您想进一步了解电动车的测试解决方案,请立即与我们的业务代表联系。