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電動(dòng)車輛高壓元器件的直流標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試系統(tǒng)ISO 21498-2

更新時(shí)間：2022-10-31 點(diǎn)擊次數(shù)：3332

隨著汽車行業(yè)智能化、網(wǎng)聯(lián)化、電動(dòng)化的變革，電動(dòng)車輛的EMC測(cè)試，正日漸成為車輛研發(fā)測(cè)試中至關(guān)重要的領(lǐng)域。

作為汽車與新能源汽車 EMC 傳導(dǎo)和輻射抗擾度測(cè)試解決方案的供應(yīng)商，AMETEK CTS 的工程師對(duì)汽車行業(yè)的合規(guī)性要求有深刻的理解，我們的產(chǎn)品專家始終站在協(xié)助業(yè)界制定影響新一代電動(dòng)汽車和自動(dòng)駕駛汽車新興標(biāo)準(zhǔn)的前沿，而我們的汽車測(cè)試設(shè)備也致力于滿足當(dāng)今和未來(lái)汽車行業(yè)的EMC測(cè)試要求。

AMETEK CTS 有多位產(chǎn)品研發(fā)工程師是 ISO / IEC 等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)的專家委員，在推動(dòng)未來(lái) EMC 法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試設(shè)備開(kāi)發(fā)的同時(shí)，也保持與全球汽車制造商的緊密合作，協(xié)助他們開(kāi)發(fā)針對(duì)特定行業(yè)的測(cè)試解決方案。

在新能源車輛測(cè)試方面，我們的產(chǎn)品專家不但與眾多歐洲車企保持著研發(fā)方面的深入合作，而且與大眾等廠家共同合作開(kāi)發(fā)制定相關(guān)的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)。這保證了我們的新能源測(cè)試應(yīng)用能夠覆蓋包括ISO 21498、ISO 7637-4、ECE R 10、VW80300 在內(nèi)的，行業(yè)內(nèi)前沿、完整的測(cè)試應(yīng)用。

通常意義上，電動(dòng)車輛的EMC 測(cè)試，涵蓋了高壓元器件測(cè)試、整車測(cè)試和充電站測(cè)試三類應(yīng)用，對(duì)應(yīng)多種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和汽車廠家標(biāo)準(zhǔn)、包含眾多測(cè)試項(xiàng)目。我們將按照三類測(cè)試應(yīng)用，對(duì)各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試項(xiàng)進(jìn)行了詳細(xì)的分析解讀，旨在幫助研發(fā)測(cè)試工程師更加清晰、深入地了解和認(rèn)識(shí)不同標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試條件、目的、意義和具體要求。

本篇是系列文章的第一部分，重點(diǎn)解讀電動(dòng)車輛高壓元器件 EMC 測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)與應(yīng)用，以及 AMETEK CTS 實(shí)現(xiàn)相應(yīng)測(cè)試的解決方案。

電動(dòng)車輛 EMC 測(cè)試應(yīng)用與標(biāo)準(zhǔn)一覽

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高壓元器件測(cè)試

電動(dòng)車輛高壓元器件的直流標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試包括：

ISO 21498-2
LV 123 及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
VW 80300
ISO TS 7637-4

下面，我們就來(lái)詳細(xì)解析這些標(biāo)準(zhǔn)需要執(zhí)行的測(cè)試。

ISO 21498 - 高壓元器件測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

ISO 21498：電動(dòng)道路車輛——B級(jí)電壓系統(tǒng)和組件的電氣規(guī)范和試驗(yàn)

此標(biāo)準(zhǔn)分為兩個(gè)部分:

第1部分-電壓子類和特性

第2部分-組件的電氣試驗(yàn)

標(biāo)準(zhǔn)于2021年3月發(fā)布
用于B級(jí)電力推進(jìn)系統(tǒng)
獲得所有主要汽車廠家支持
與 LV 123 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試相類似

ISO 21498 標(biāo)準(zhǔn)的第 1 部分提供了可充電能量存儲(chǔ)系統(tǒng) (RESS) 和電力推進(jìn)系統(tǒng)的電壓子類和特性的定義。它根據(jù)工作電壓定義了這些子類的，其中列出的電壓子類用于當(dāng)前或未來(lái)各種電動(dòng)道路車輛的電壓 B 級(jí)系統(tǒng)。第 2 部分提供了用于電動(dòng)道路車輛的 B 級(jí)電壓的電氣和電子元件的電氣測(cè)試。考慮到通常的駕駛場(chǎng)景以及與正常操作的偏差，涵蓋了所有相關(guān)特性，概括性地描述了測(cè)試的目的、設(shè)置、程序和要求。

ISO 21498-1 電壓等級(jí)和運(yùn)行狀態(tài)

電壓等級(jí)

電壓等級(jí)	電壓上限
A (LV)	≤ 60 VDC / 30 VAC
B (HV)	> 60 and ≤ 1500 VDC > 30 and ≤ 1000 VAC
B_220	220 VDC
B_420	420 VDC
B_470	470 VDC
B_750	750 VDC
B_850	850 VDC
B_1250	1250 VDC

來(lái)源：ISO 21498

運(yùn)行狀態(tài)

運(yùn)行狀態(tài)	描述
OS1	組件應(yīng)提供規(guī)定的全部性能(不允許降低性能)。組件應(yīng)根據(jù)與運(yùn)行狀態(tài)相關(guān)的電壓自動(dòng)改變其運(yùn)行狀態(tài)。
OS2	組件應(yīng)在其允許偏差(允許的性能降低)的范圍內(nèi)提供規(guī)定的降低性能。組件應(yīng)根據(jù)與運(yùn)行狀態(tài)相關(guān)的電壓自動(dòng)改變其運(yùn)行狀態(tài)。
OS3	出于自我保護(hù)的目的，該組件可以降低或切斷其性能。組件應(yīng)根據(jù)與運(yùn)行狀態(tài)相關(guān)的電壓自動(dòng)改變其運(yùn)行狀態(tài)。
OS4	該組件可以切斷其性能。在復(fù)位或外部事件(如點(diǎn)火狀態(tài)、重啟車輛)的觸發(fā)下，組件應(yīng)根據(jù)與運(yùn)行狀態(tài)相關(guān)的電壓改變其運(yùn)行狀態(tài)。

ISO 21498-2 元器件電氣試驗(yàn)

ISO 21498-2 測(cè)試設(shè)置

傳導(dǎo)測(cè)試

a DUT

b B 級(jí)電壓電路

c A 級(jí)電壓電路

1 B 級(jí)電壓連接：HV+

2 B 級(jí)電壓連接：HV-

3 A 級(jí)電壓功率

4 I/O 和總線信號(hào)

5 直接連接到電壓等級(jí) A 電池接地的端子

6 電動(dòng)底盤(pán)

7 高壓直流電源

8 電流傳感器（可選）

9 U_HV：DUT 上的相關(guān)電壓

發(fā)射測(cè)試

a DUT

b B 級(jí)電壓電路

c A 級(jí)電壓電路

f 與車輛內(nèi)部一致的電纜，其長(zhǎng)度應(yīng)由客戶和供應(yīng)商商定

g 接地平面

h 可屏蔽盒（可選）

AN 人工網(wǎng)絡(luò)（附錄D）

CS 與B類電壓電壓源并聯(lián)的去耦電容器，靠近人工網(wǎng)絡(luò)（如需）

1 B 級(jí)電壓連接：HV+

2 B 級(jí)電壓連接：HV-

3 A 級(jí)電壓功率

4 I/O 和總線信號(hào)

5 直接連接到電壓等級(jí) A 電池接地的端子

6 電動(dòng)底盤(pán)

7 高壓直流電源

LV 123 及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

LV 123 標(biāo)準(zhǔn)概述

德國(guó)汽車廠家，奧迪、寶馬、戴姆勒、保時(shí)捷和大眾
就電動(dòng)汽車高壓元器件的通用測(cè)試達(dá)成一致
驗(yàn)證安全和電氣參數(shù)
作為制造商標(biāo)準(zhǔn)適用，即 MBN LV 123、VW 80303 等
測(cè)試設(shè)置未定義，但應(yīng)予以記錄
允許供應(yīng)商使用相同的設(shè)備為多個(gè) OEM 進(jìn)行測(cè)試

LV 123 - 高壓電壓范圍

LV 123 標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)特點(diǎn)是固定的電壓范圍：

綠色范圍是正常工作的電壓范圍，在此范圍內(nèi)組件必須正常工作或帶有一定的限制；
橘色范圍是非正常工作的電壓范圍，組件可以降低其性能，但不會(huì)被破壞；
電壓變化測(cè)試則是測(cè)試組件在暴露于這些不同電壓時(shí)的行為。

電壓變化

電壓變化測(cè)試考察的是元器件在供電電壓改變過(guò)程中的性能。

測(cè)試要求：

元器件具體運(yùn)行狀態(tài)的選擇，取決于供電電壓
需在 EUT 端口進(jìn)行電壓測(cè)量

電壓變化的曲線

電壓變化的解決方案

VW 80300(2021)標(biāo)準(zhǔn)

VW 80300(2021) 標(biāo)準(zhǔn)概述

編號(hào)	描述	類型
EHV-01	在常規(guī)高壓運(yùn)行電壓范圍內(nèi)運(yùn)行	電壓變化
EHV-02	在高壓過(guò)壓范圍內(nèi)運(yùn)行	電壓變化
EHV-03	在高壓欠壓范圍內(nèi)運(yùn)行	電壓變化
EHV-04	預(yù)充電	功能測(cè)試
EHV-05	生成的高壓電壓動(dòng)態(tài)	發(fā)射測(cè)試
EHV-06	系統(tǒng)高壓電壓動(dòng)態(tài)	電壓變化
EHV-07	儲(chǔ)能裝置的高壓電壓動(dòng)態(tài)	電池測(cè)試
EHV-08	產(chǎn)生的高壓電壓紋波	發(fā)射測(cè)試
EHV-09	系統(tǒng)高壓電壓紋波	直流紋波
EHV-10	拋負(fù)載 1 拋負(fù)載 2	抗擾度脈沖
EHV-11	高壓電壓偏移	電壓變化
EHV-12	高壓過(guò)流
EHV-13	高壓使用壽命（附錄）	生命周期測(cè)試
EHV-14	高壓組件的開(kāi)關(guān)耐久性測(cè)試	生命周期測(cè)試
EHV-15	高壓聯(lián)鎖、服務(wù)斷開(kāi)和碰撞信號(hào)操作	功能測(cè)試
EHV-16	高壓脈沖	脈沖
EHV-17	拋負(fù)載期間的電壓限制	發(fā)射

VW 80300 - 測(cè)試設(shè)置

高壓測(cè)試設(shè)置 1 ——針對(duì)慢速事件

高壓測(cè)試設(shè)置2——針對(duì)快速事件

ISO TS 7637-4 標(biāo)準(zhǔn)

ISO TS 7637-4：道路車輛 - 傳導(dǎo)和耦合引起的電氣干擾 - 第 4 部分：僅沿屏蔽高壓電源線的電瞬態(tài)傳導(dǎo)

ISO 7637-4 標(biāo)準(zhǔn)是ISO 7637 系列的一部分
作為技術(shù)規(guī)范于 2020 年 5 月發(fā)布
已被多家 OEM 制造商和測(cè)試機(jī)構(gòu)應(yīng)用
同時(shí)也包括高頻測(cè)試

ISO 7637 標(biāo)準(zhǔn)的這一部分對(duì)測(cè)試方法和程序做出了規(guī)定，以確保在裝載了 60 V-1,500 V DC 電氣系統(tǒng)的乘用車和商用車輛上所安裝的設(shè)備，其沿屏蔽高壓供電線路的傳導(dǎo)電氣瞬變的兼容性，并保證車輛安裝了與車身絕緣的供電電源。標(biāo)準(zhǔn)描述了包括瞬態(tài)注入和測(cè)量在內(nèi)的臺(tái)架測(cè)試，適用于所有類型的電氣動(dòng)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)道路車輛（例如純電動(dòng)汽車（BEV）、或混合動(dòng)力汽車（HEV）或插電式混合動(dòng)力汽車（PHEV））。

編號(hào)	描述	類型
4.5	沿高壓電源線的電壓瞬態(tài)發(fā)射測(cè)試	發(fā)射測(cè)試
4.6.2 Pulse A	脈沖正弦干擾抗擾度測(cè)試的測(cè)試設(shè)置（1 - 10 MHz）	射頻抗擾度
4.6.3 Pulse B	脈沖正弦干擾抗擾度測(cè)試 (3 - 300 kHz)	直流紋波

RIPPLE IMMUNITY TESTING

紋波抗擾度測(cè)試

紋波是一種疊加在高壓直流電源線上的電氣干擾，它是由逆變器內(nèi)的電力電子設(shè)備產(chǎn)生的，并傳輸回高壓系統(tǒng)。當(dāng)逆變器改變電機(jī)的頻率和電壓以控制車輛速度時(shí)，紋波電壓和電流會(huì)發(fā)生波動(dòng)。當(dāng) BMS （電池管理系統(tǒng)）出現(xiàn)紋波時(shí)，車輛可能會(huì)受到不良影響，例如主繼電器斷開(kāi)導(dǎo)致*斷電。紋波電流具有破壞性，可能會(huì)損壞敏感元件，包括 DC-DC 轉(zhuǎn)換器的輸入濾波器。

紋波抗擾度測(cè)試即在直流電源線上的疊加紋波，進(jìn)行抗擾度試驗(yàn)。ISO 21498、ISO 7637-4、LV 123、MBN 11123、VW 80300、Renault 36-800-811、BMW G5 95023 等許多國(guó)際和制造商標(biāo)準(zhǔn)都涵蓋了紋波抗擾度測(cè)試的要求。