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電動車充電樁 – IEC 61851和 IEC 62196

點擊次數:2122 更新時間:2024-04-25

 

電動車充電樁 – IEC 61851和 IEC 62196 確保充電設備的最終電氣安全

 

疫情改變人們的消費習慣,從實體店面轉向線上購物,除了對電子商務產業(yè)帶來了巨大的改變,也提高了物流產業(yè)的需求。 以中國為例,2020年的快遞業(yè)務量比往年增長了30.8%,并且持續(xù)上升中。 然而在提升生活便利性的同時,物流產業(yè)將帶來大量的碳排放量,對環(huán)境造成不小的影響,因此物流業(yè)者們與各家車廠也積極找尋能兼具環(huán)保、效率和經濟發(fā)展的解決方案,例如歐洲三大卡車制造商戴姆勒卡車(Daimler Trucks)、富豪(AB Volvo)、Traton一同發(fā)展長途電動卡車與公交車所需的充電網絡。 電動卡車將會是未來的新趨勢,但運輸路途上沒電的恐慌將依舊是最大的擔憂,所以在普及電動卡車前,還需要設置足夠的充電樁供應。 此外,因電動卡車所需要的能源與電力比一般的電動車更大,因此充電樁的電氣安全也需要更加嚴格的把關。

電動車充電樁安規(guī)測試方法

在建立完善的充電樁網絡來消除駕駛的“里程焦慮”之前,需要確保每一座充電樁的電氣都符合國際法規(guī)的要求。 圖一展示了三種充電站型態(tài),無論是哪一種充電站,都需要對充電樁本身的電源輸入輸出端、充電電源端與車輛端的插頭與插座進行安規(guī)測試,相關法規(guī)有IEC 61851(充電樁本身)和IEC 62196(充電電源端與車輛端的插頭與插座),以下將更進一步的介紹這兩個法規(guī)以及測試方法。

圖一:三種充電站型態(tài)

IEC 61851 (Requirements for electric vehicle conductive charging system)是針對充電樁本身進行測試,在第11期電子報中詳細介紹過,在這里快速回顧一下測試項目和方法:
耐壓測試
一般使用最高2.2kVac (或3.1kVdc)進行測試,有加強絕緣設計的充電樁則需最高為4.4kVac (或6.2kVdc)的測試電壓。

絕緣阻抗測試
使用500Vdc進行測試,輸入電壓至輸入或輸出端,另一端連接外殼進行測試,絕緣阻抗需大于1MΩ。

泄漏電流測試
使用110%的額定電壓 (Vac) 進行測試,泄漏電流不得超過3.5 mA。

直流接地阻抗測試
輸入直流電流16A,外露導體的部分與接地之間的電阻需小于0.1Ω。

充電樁的充電槍、供電插座與對車輛端的插頭和插座(如圖二所示)則需符合IEC 62196 (Standard for plugs, socket-outlets, vehicle connectors and vehicle inlets),測試項目為絕緣、耐壓和交流接地阻抗測試,以下是完整的測試方法解說:

圖二:車輛端與電源端插座與插頭

絕緣測試
一般使用500Vdc的測試電壓,如果被測物的額定電壓超過500Vac,則使用1000Vdc進行測試,測試時間為1分鐘,絕緣電阻不得小于5MΩ。

耐壓測試
根據被測物所能承受的絕緣電壓不同,表一整理了各個絕緣電壓值所對應測試電壓,測試時間為值1分鐘,被測物需能承受此高壓并且沒有絕緣崩潰發(fā)生。

表一:IEC 62196電動車充電樁鏈接裝置耐壓測試電壓

絕緣與耐壓測試接線方法

車輛端與電源端插座與插頭因應不同地區(qū)電力系統(tǒng)與法規(guī)而有所不同,可分為2至4個極點(Poles)。 IEC 62196耐壓與絕緣測試要求進行以下3種測試方法(以2個極點的被測物做示范)。

  1. 將被測物所有極點相連并與接上測試儀的HV端,再將外殼與測試儀Return端連接。

    圖三:被測物極點相連測試接線方式

  2. 將充電槍插入充電樁或車輛連接插座后,插頭上的所有極點依次和其他極點進行測試。

    圖四:被測物極點間依序測試接線方式

  3. 如果被測物內側有絕緣設計,則需進行以下測試:將測試儀的Return端與金屬外殼相連,HV端與包覆鋁箔紙的被測物絕緣內側相連。

    圖五:內側絕緣設計測試接線方式

交流接地阻抗測試
如果有可觸及的金屬部分,則需要接地測試。 輸入交流電流25A一分鐘,測量可觸及的金屬部分與接地之間的電阻是否小于0.05Ω。

 

充電樁安全需通過嚴格的測試與高品質的測試儀器來把關

后疫情的時代,人們生活也正一步步的改變,更促使物流產業(yè)的革新與低碳排放量的電動車做結合,充電樁在此扮演極為重要的角色,更需通過IEC 61851與IEC 62196的電氣安規(guī)測試,確保其安全無虞。

針對IEC 61851要求充電樁通過多項電氣安規(guī)測試,包含耐壓、絕緣、直流接地阻抗和泄漏電流測試,以及IEC 62196需要對充電樁供電端與車輛端的插頭與插座進行耐壓、絕緣和交流接地阻抗測試。 客戶選用華儀ESA系列搭配7006矩陣掃描儀和EGB-324交直流接地阻抗測試器以及EAL-5000系列,完整的充電樁電氣安規(guī)測試解決方案。

ESA系列7 合1安規(guī)綜合分析儀提供高達5kVac/ 6kVdc的耐壓測試電壓6kVdc的絕緣阻抗測試電壓、交流接地阻抗以及泄漏電流測試。 快速放電裝置功能可在測試完成后50ms內放電完成,避免殘留電壓造成人員意外觸電。 ESA系列跟7006矩陣掃描儀可以組成多點測試并同時解決復雜的配線問題,提升測試效率增加產能。 EGB-323交直流接地阻抗測試器,最高可輸出40A,一機整合IEC 61851 和 IEC 62196所要求的交流與直流接地阻抗測試。 再搭配上EAL系列可編程交流電源提供可靠的電源模擬各種測試情境的要求。 華儀高質量和高精準度的測試解決方案,符合電動車行業(yè)對安全性的高要求。

圖六:華儀安規(guī)測試儀器與交流電源完整充電樁測試系統(tǒng)

華儀電子持續(xù)與電動車相關產業(yè)一起為電氣安全嚴格把關,再加上80年的產業(yè)經驗與不斷的提升測試儀器的質量和精準度,成為各大實驗室選擇。 關于電動車行業(yè),在華儀電子報介紹過電動車電池和電機,立即閱讀認識更多相關信息,或是您想進一步了解電動車的測試解決方案,請立即與我們的業(yè)務代表聯系。