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電動車充電樁 – IEC 61851和 IEC 62196

點擊次數:851 發布時間:2022-07-22


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帶來了巨大的改變,也提高了物流產業的需求。 以中國為例,2020年的快遞業務量比往年增長了30.8%,并且持續上升中。 然而在提升生活便利性的同時,物流產業將帶來大量的碳排放量,對環境造成不小的影響,因此物流業者們與各家車廠也積極找尋能兼具環保、效率和經濟發展的解決方案,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的要求。 圖一展示了三種充電站型態,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測試,相關法規有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以及測試方法。

圖一:三種充電站型態

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電力系統與法規而有所不同,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測試解決方案。

ESA系列7 合1安規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,符合電動車行業對安全性的高要求。

圖六:華儀安規測試儀器與交流電源完整充電樁測試系統

華儀電子持續與電動車相關產業一起為電氣安全嚴格把關,再加上80年的產業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,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,請立即與我們的業務代表聯系。



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