GB/T 18487 測試洞察確保電動車充電器安全
2024-05-11
全球電動汽車市場持續增長。在最近的東京車展中，各家汽車制造商展示了他們的先進技術與創新，電池電動汽車備受關注。特別是豐田汽車，以其成功的混合動力車型而聞名，現正轉向電池電動汽車，與特斯拉和比亞迪等行業領軍企業展開競爭。豐田的高層表示，就電動汽車發展而言，日本已經滯后于中國的比亞迪汽車和美國的特斯拉等公司。為彌補這一差距，他們宣布采用特斯拉的北美充電標準(NACS)。這一策略將解決潛在客戶可能關心的可用性、便捷性和充電速度等問題。此外，像福特和奔馳等大型汽車制造商也正在標準化充電協議，以為其電動汽車用戶提供快速充電。這種合作顯著推動了電動汽車的普及和充電站的擴展。因此，越來越多的電動汽車充電站制造商尋求高效的測試解決方案，以確保其充電站的電氣安全。我們將深入研究電動汽車充電領域，討論像GB/T 18487這樣的重要電氣安全標準，并提供相關的測試要求和解決方案的見解。
一、了解不同的電動汽車充電模式
電池市場正快速成長，歸功于該系統能夠有效地將能源儲存起來以供日后使用，確保電力供需之間的平衡。通常，系統中所使用的電池組都需要經過1kV至4kV的直流耐壓測試，測試方法主要是在電池組的正負極對外殼施加電壓。然而，隨著電池應用和容量不斷進步，對于更高安全和質量標準的需求也不斷增加。近期，我們注意到有越來越多的客戶來咨詢有關超高壓測試的解決方案。這種耐壓測試所使用的電壓將提升至20kVdc，能夠更加全面的評估電池組的絕緣完整性。我們曾經有一位客戶使用高的測試要求對他們的產品進行質量測試，主要是透過型式測試參數來評估產品的絕緣極限，這意味著進行60 秒的20kV直流耐壓測試。通常在這種情況下，我們會假設如果在初始的20秒內沒有故障跡象，那么在測試結束時會通過。然而，有趣的是，我們觀察到在測試進行到 30 秒到 40 秒之間時，電池組被判定了測試失敗。這突顯了測試時間對于確保高水平的安全和質量至關重要。
在深入討論電氣安全測試要求之前，讓我們了解一下市場上所見到的不同充電站類型，它們之間有什么區別以及它們是否具有防止電擊的安全機制。根據GB/T 18487，電動車充電模式可基于其電源連接和防電擊保護分為四個類別。以下是這四種模式的描述：
模式1：這種模式將電動汽車直接連接到家用插座，但沒有防電擊保護。因為缺乏防電擊保護，模式1通常被視為不安全，且因安全考慮通常被禁止使用。
模式2：與模式1類似，但充電線具有內置的防電擊保護。
模式3：這是壁掛式或公共交流充電站的充電模式，具有防電擊保護和永久電源連接。具有適當的安全措施，包括防電擊保護和連接穩定性。
模式4：也被稱為超級充電器，向電動車提供直流電源，通常安裝在具有永久電網連接的公共充電站中。這種充電模式通常用于快速充電，具有較高的功率和速度。
總的來說，不同的充電模式在電氣安全和電擊風險方面存在差異，所有類型的充電站都應遵守相應的電氣安全標準和法規確保安全。
二、電動汽車充電站的關鍵電氣安全測試
在充電站可供消費者使用之前，電氣安全測試在確保充電站的安全性和質量方面發揮著關鍵作用。必須要進行一系列基本的電氣安全測試，包括耐壓測試、接地阻抗測試、絕緣電阻測試和泄漏電流測試。值得注意的是，充電站可以分為兩個類別：一類具有基本的絕緣，第二類則具有加強絕緣。
耐壓測試需要在60秒內對充電站的特定測試點施加高達4000伏特的交流電壓，而不發生任何電擊或擊穿現象。以下是具體的測試細節：
1.對于一類的充電器：需要對與外露導電部分的相關電路、外露導電部分和電氣獨立部分的電路施加2000伏特的交流電壓。
2.對于二類充電器：需要使用4000伏特的交流電壓。
3.此外，對于一類和二類充電器，還需要進行4000伏特的交流電壓測試，以確保電源電路和超低電壓電路之間的絕緣。
絕緣電阻測試是將500V直流電壓輸入到相互連接的輸入/輸出端和可接觸的部分之間，測得的電阻一類充電器需要超過1百萬?而二類充電器需要超過7百萬?。
泄漏電流測試測量電源供應網絡電極、相連可接觸的金屬部分與具有金屬箔覆蓋的絕緣外部部分之間的泄漏電流。對于一類充電器，泄漏電流應該要小于3.5mA，而對于二類充電器，應該要小于0.25mA。此外，二類充電器還需要測量電源供應網絡極和不可接觸的金屬部分之間的電流以及相連的可接觸和不可接觸金屬部分與帶有金屬箔覆蓋的絕緣外部部分之間的泄漏電流。這些值應分別小于3.5mA和0.5mA。
接地阻抗測試僅適用于一類充電器，通過檢查裸露導電部分與接地電路之間的電氣連續性來進行測試。這需要在任何裸露導電部分和充電器的接地端子之間施加16安培的直流電流，而空載電壓不得超過12伏特。這兩點之間的電阻不得超過0.1 ?。
三、一站式完整測試解決方案
確保這些充電器符合高安全水平涵蓋了各種復雜的測試，特別是耐壓測試和泄漏電流測試，必須在多個測試點進行量測。這種復雜性使電氣安全測試變得相當具有挑戰性。為了面對這些挑戰，電動車充電產業的許多制造商選擇了一站式完整測試解決方案。ESA 系列彩色全功能安規綜合分析儀，搭配了7006多通道掃描儀和SPACE-9180測試軟件。ESA整合了交直流耐壓測試、絕緣電阻、泄漏電流等多種功能于一機。與多通道掃描儀一起使用可以創建多功能測試中心。通過此解決方案，操作員可以編程測試程序，并利用直接的條形碼掃描，快速地將產品與預先編輯的測試文件相連起來。這樣一來就可以簡化測試過程，并避免了在每個測試點間切換測試測試線。這樣的優化顯著提高了效率，降低了連接錯誤的可能性。對于需要進行直流接地阻抗測試的一類產品，您可以添加EGB-324接地阻抗測試儀到解決方案中。它結合了交流和直流測試功能，且具有緊湊的大小設計，提供最大40安培的電流量測能力和高精度的性能。
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