世纪汇泽（苏州）检测技术有限公司
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- CS101（25Hz~150kHz电源线传导敏感度）
- CS102（25Hz~50kHz地线传导敏感度）
- CS103（15kHz~10GHz天线端口互调传导敏感度）
- CS104（25Hz~20GHz天线端口无用信号抑制传导敏感度）
- CS105（25Hz~20GHz天线端口交调传导敏感度）
- CS106（电源线尖峰信号传导敏感度）
- CS109（50Hz~100kHz壳体电流传导敏感度）
- CS112（静电放电敏感度）
- CS114（4kHz~400MHz电缆束注入传导敏感度）
- CS115（电缆束注入脉冲激励传导敏感度）
- CS116（10kHz~100MHz电缆和电源线阻尼正弦瞬态传导敏感度）
- RS101（25Hz~100kHz磁场辐射敏感度）
- RS103（10kHz~40GHz电场辐射敏感度）
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- CS101（25Hz~150kHz电源线传导敏感度）
- CS102（25Hz~50kHz地线传导敏感度）
- CS103（15kHz~10GHz天线端口互调传导敏感度）
- CS104（25Hz~20GHz天线端口无用信号抑制传导敏感度）
- CS105（25Hz~20GHz天线端口交调传导敏感度）
- CS106（电源线尖峰信号传导敏感度）
- CS109（50Hz~100kHz壳体电流传导敏感度）
- CS112（静电放电敏感度）
- CS114（4kHz~400MHz电缆束注入传导敏感度）
- CS115（电缆束注入脉冲激励传导敏感度）
- CS116（10kHz~100MHz电缆和电源线阻尼正弦瞬态传导敏感度）
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- RS103（10kHz~40GHz电场辐射敏感度）
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客户案例
CASES
《电动汽车传导充电电磁兼容性要求和试验方法》解析
发布时间：
2023-06-05 00:00
20世纪70年代至80年代初，在电动汽车出现之初，EMC问题引起了人们的关注。当时，一些国家和地区开始出台针对电动汽车EMC的技术标准和规范。随着电动汽车市场的不断扩大，EMC问题也逐渐成为了关注的焦点。各国政府开始制定严格的电动汽车EMC法规，并与汽车制造商和技术机构合作开发、改进和完善EMC标准。2011年UNR10.04第一次将整车充电EMC性能纳入标准考察范围，2019年UNR10.06完善了整车充电状态的细节。
2001年国内第一份电动汽车专用电磁兼容标准GB/T18387颁布，2021年国内首个汽车充电电磁兼容标准正式发布，即GB/T40428-2021《电动汽车传导充电电磁兼容性要求和试验方法》，该标准适用于可外接充电的电动汽车，也适用于车辆与供电设备组成的系统。
1 引言
新能源汽车充电时需要连接电网，而电网不可避免地会携带一些副产品，比如谐波和间接雷等，这些不仅容易导致电动汽车充电中断，严重时甚至能够损坏车辆的充电系统。GB/T40428介绍了电动汽车在充电状态下需要考察的EMC试验项目，以及具体的试验方法。
2 术语及定义
以下术语在试验方法解析中需要涉及到，所以从其他标准法规摘出在本文中进行说明。
- 电动汽车的充电模式
连接电动汽车到电网(电源)给电动汽车供电的方法我们称作为充电欧式。
不同品牌和种类的纯电动汽车不仅续航里程不一样，他们的充电方式也有所不同，那么我们在购买电动汽车时就要注意问清楚，是否只能通过充电桩充电?除了充电桩，还有哪些充电方式?
按照GB/T 18487.1-2015电动汽车的充电模式分为四种：
图1
模式1(MODE1)
电动汽车直接被动连接至最高输出电压为250 伏单相或480 伏3 相的AC 家用电源。使用无控制协议的便携式充电电缆进行低速(充电电流为最高为16 安，通常为10 安)充电。
充电枪上没有控制盒，汽车充电的时候直接通过充电枪的线缆插到家用交流插座上进行充电，无法与车辆建立通信，充电时无法确认最大电流强度、电压、温度等。模式1的充电方法因为安全性差基本已经被淘汰了。
图2
模式2(MODE2)
电动汽车直接半主动连接至最高输出电压为250 伏单相或480 伏3 相的AC 家用或商用电源。使用带缆上控制盒(ICCB) 的便携式充电电缆进行低速(充电电流最高为16 安，通常为10安)或高速(充电电流最高为32 安)充电。
目前市面上的便携式充电枪主要的充电模式。和模式1的区别就是加上了一个保护装置，也就是适配器，同时通过控制导线与车辆建立通信，可以在车辆和充电器之间交换充电参数，随车充一般采用该模式，充电电流较小，一般为8-16A。
图3
模式3(MODE3)
电动汽车主动连接至最高输出电压为250 伏单相或480 伏3 相的固定式电动车供电设备(EVSE)。例如，壁挂充电箱或公共充电站。使用控制电路内置在EVSE 中的便携式充电电缆或带线式充电电缆进行高速(充电电流最高为32 安)充电。
模式3和模式1、模式2的区别在于，充电枪不连接家用交流电网，而是连接专用的交流电供电设备也就是交流充电桩。这时的充电枪可以没有适配器，因为交流充电桩本身就起到保护作用。模式3既可以保证充电的安全性，也能在一定程度上提高充电速度(10/13/32/63A)。交流充电桩和壁挂式充电盒都是MODE 3.
图4
模式4(MODE4)
电动汽车主动连接至最高输出电压为1000 伏DC 的固定式EVSE。在EVSE 中，AC 市电电源被整流成DC 充电电源。使用控制电路内置在EVSE 中的带线式充电电缆进行快速(充电电流最高为400 安)充电。
模式4是直流充电模式,短时间内给电动汽车充电，他有高功率、高电压的工作条件，如特斯拉超级充电站，一般不属于家用，而是专门设在快充充电站的。模式4的充电电流就大了，电流一般为直流电80/125/200/250A甚至更高，所以自然充电速度也是最快的。但是直流充电对安装要求和成本非常高，同时长期直流充电会影响电池的寿命。
- 充电连接方式
使用电缆和连接器将电动汽车接入电网(电源)的方法我们称作为连接方式。
电动汽车传导充电系统标准GB/T 1847.1-2015中定义了三种充电连接方式。
连接方式A
充电枪/或插头永久连接于电动汽车(充电电缆组件是电动车的一部分)
图5
连接方式B
充电电缆组件两头均可拔下(充电电缆组件既不属于电动汽车也不属于充电桩)。
图6
连接方式 C
充电枪/或插头永久连接于充电桩(充电电缆组件是充电桩的一部分)
图7
- 车辆充电接口
我国于2006年发布了《电动汽车传导充电用插头、插座、车辆耦合器和车辆插孔通用要求》 (GB/T20234-2006)。本国家标准详细规定了充电电流16A、32A、250A交流电和400A DC的连接分类方法。主要借鉴了国际电工委员会(IEC) IEC)2003年提出的标准，2011年我国发布了推荐性标准GB/T20234-2011，替代了GB/T20234-2006中的部分内容，规定了额定交流电压不超过690V、频率为50Hz、额定电流不超过250 A。额定DC电压不超过1000V，额定电流不超过400A。
图8
图9
图10
绝大多数国内在售的电动汽车都使用这两种接口。进口电动车不是此类接口的，可使用接口转换器。
介绍完电动车的充电模式、充电连接方式和充电接口，接下来我们看看不同类型的充电模式下，电动汽车适用的电磁兼容试验项目。
3 通用要求
按照供电方式、充电连接方式，电动汽车需要满足的试验项目如下：
图11
4 技术要求
单独对车辆的测试方法也称作模拟法，即模拟充电桩供电。由GB/T18487.1可知，充电设备需要提供L、N、PE和CP与车辆链接，并按照一定的控制流程和协议确保车辆正常充电。通常L、N、PE经过LISN供电，CP信号为PWM信号(爱宠宽度调制)，需要实验室提供。
4.1 发射类技术要求
试验前，车辆可充电储能系统的荷电状态应处在20%~80%之间。交流充电的充电电流应不小于车辆持续最大充电电流值的20%。直流充电的充电电流不小于20A或车辆持续最大充电电流值的20%，取两者较大值。
试验时，车辆应静止，发动机(如有)应处于关闭状态。所有与测试功能无关且可由驾驶员或乘车员长时关闭的设备应处于关闭状态。若有需要，可关闭直流充电车辆充电电路的绝缘检测系统。若关闭，宜考虑其他的安全防护措施。
4.2 抗扰度技术要求
试验前，车辆可充电储能系统的荷电状态应处在20%~80%之间。交流充电的充电电流应不小于车辆持续最大充电电流值的80%。直流充电的充电电流不小于20A或车辆持续最大充电电流值的20%，取两者较大值。除非另有规定。
抗扰度测试前，应操作车辆，使车辆驱动系统处于不同工作状态，在所有可能的状态下进行充电功能验证，选择可进行正常充电且优先级较高的状态作为车辆抗扰度测试状态，车辆测试状态选择见下图。
图12
抗扰度测试时，车辆驻车制动系统应满足：
a) 若车辆驻车制动系统可手动或自动松开，则驻车制动系统应处在非驻车状态;
b)若车辆驻车系统无法手动或自动松开，则驻车制动系统可处于驻车状态。
5 模拟供电设备要求
- 交流模拟供电设备
充电模式应为模式3，连接方式应为连接方式B或连接方式C，车辆插头和/或供电接口应符合GB/T 20234.2。
引导电路及控制原理应符合GB/T 18487.1-2015附录A的相关要求。
若模拟交流充电桩置于测试场地内，则模拟交流电桩工作时的电磁发射水平应低于规定限值至少6dB。
- 直流模拟供电设备
充电模式应为模式4，连接方式应为连接方式C，车辆插头和/或供电接口应符合GB/T 20234.3。
引导电路及控制原理应符合GB/T 18487.1-2015附录B，通信协议应符合GB/T 27930-2015，低压辅助供电回路电压为12.0±0.6 V，电流为10 A，且PE和A-应电气隔离。
若模拟非车载充电机置于测试场地内，则模拟非车载充电机工作时的电磁发射水平应低于规定限值至少6dB。
模拟非车载充电机与直流人工电源网络之间应使用待屏蔽的充电电缆。
模拟非车载充电机与车辆之间宜使用屏蔽的双绞通信线。
6 试验方法
6.1 辐射发射
- 限值要求
辐射发射测试可以采用10m法测试，也可以使用3m法测试，限值要求如下：
图13
- 布置要求
模拟交流充电桩或模拟非车载充电机可位于测试场地内或测试场地外。
天线对准被测对象外廓纵向尺寸的中心位置。天线有效波瓣宽度应能覆盖测试对象，如果不能覆盖，则应增加测量位置。
布置的距离要求、线缆摆放和长度要求见下图：
图14
图15
6.2 AC电源线谐波电流
- 限值要求
1) 测试对象为车辆或者测试对象为系统，每相持续最大电流≤16A时，按照GB/T 17625.1标准的CLASS A限值要求进行试验;
2) 测试对象为车辆或者测试对象为系统，每相持续最大电流>16A且≤75A时
a) 在受试对象车辆电流≥12.8A且≤16A按照GB/T 17625.1标准CLASS A限值要求进行试验;
b) 在受试对象系统电流≤16A按照GB/T 17625.1标准CLASS A限值要求进行试验;
c) 在受试对象车辆或系统电流>16A且≤75A按照GB/T 17625.8标准限值要求进行试验;
3) 系统每相实际输入电流大于75A时，无需进行谐波发射测试。
- 布置要求
车辆插头至测量设备之间的充电电缆总长度不应大于10m。多余长度电缆折成“Z”字形。车辆测的充电电缆应在距车体1000+200mm处垂直下落。电缆应放置在高度100mm±25mm的绝缘支撑材料上。
车辆或系统充电时的测试布置如下图。
图16
6.3 AC电源线电压变化、电压波动和闪烁
- 限值要求
1) 测试对象为车辆或者测试对象为系统，每相持续最大电流≤16A时，按照GB/T 17625.2标准要求进行试验;
2) 测试对象为车辆或者测试对象为系统，每相持续最大电流>16A且≤75A时
a) 在受试对象车辆电流≥12.8A且≤16A按照GB/T 17625.2标准要求进行试验;
b) 在受试对象系统电流≤16A按照GB/T 17625.2标准要求进行试验;
c) 在受试对象车辆或系统电流>16A且≤75A按照GB/T 17625.7标准要求进行试验;
3) 系统每相实际输入电流大于75A时，无需进行电压变化、电压波动和闪烁测试。
- 布置要求
车辆插头至测量设备之间的充电电缆总长度不应大于10m。多余长度电缆折成“Z”字形。车辆测的充电电缆应在距车体1000+200mm处垂直下落。电缆应放置在高度100mm±25mm的绝缘支撑材料上。
车辆或系统充电时的测试布置如下图。
图17
6.4 AC 电源线传导发射
- 限值要求
AC电源线传导射发射限值参考GB 4824标准的1组B类设备电源端子骚扰电线限值要求。
仅能连接工业环境电网(非家用或住宅供电网)时，传导发射限值参考GB 4824标准的1组A类设备电源端子骚扰电线限值要求。
- 布置要求
按照GB/T 6113.201规定的落地式设备进行试验。
测试对象可在单相和/或三相交流供电电源条件下工作时，应在所有可能的供电条件分别进行测试。
车辆和系统充电时的测试布置方法如下：
图18
图19
6.5 辐射抗扰度
我们通过一张简单的关系图，来了解电动车辐射抗扰度试验方法。
图20
注：UNR10.06判据要求仅为车辆是否移动(驻车失效)，对充电功能无性能要求。
模拟交流充电桩或模拟非车载充电机可位于测试场地内或测试场地外。
天线对准被测对象参考点位置。测量距离≥2m。
布置的距离要求、线缆摆放和长度要求见下图：
图21
图22
6.6 AC电源线电快速瞬变脉冲群抗扰度
我们通过一张简单的关系图，来了解电动车电快速瞬变脉冲群试验方法。
图23
注：UNR10.06判据要求仅为车辆是否移动(驻车失效)，对充电功能无性能要求。
按照GB/T 17626.4的规定进行试验。
测试对象可在单相和/或三相交流供电电源条件下工作时，应在所有可能的供电条件分别进行测试。
车辆直接放置在金属接地平板上，平板应大于车体垂直投影尺寸，且平板边缘距车身水平距离应不小于20cm。
车辆测试布置方法如下：
图24
6.7 AC电源线浪涌
我们通过一张简单的关系图，来了解电动车浪涌试验方法。
图25
注：UNR10.06判据要求仅为车辆是否移动(驻车失效)，对充电功能无性能要求。
按照GB/T 17626.5的规定进行试验。
测试对象可在单相和/或三相交流供电电源条件下工作时，应在所有可能的供电条件分别进行测试。
车辆直接放置在金属接地平板上，平板应大于车体垂直投影尺寸，且平板边缘距车身水平距离应不小于20cm。
车辆测试布置方法如下：
图26