ISO 19453-2-2018 中文版 道路车辆 - 电气和电子设备的环境条件和测试 电动推进车的驱动系统 第 2 部分：电气负荷

ISO19453-2:2018中文版道路车辆—电气和电子设备的环境条件和测试电动推进车的驱动系统第2部分：电气负荷前言本标准为ISO19453系列标准的第2部分，该系列标准旨在规定电动推进车驱动系统用电气和电子设备的环境条件和测试方法，其中第2部分专门针对电气负荷相关要求进行规范。本标准由国际标准化组织（ISO）发布，于2018年3月1日正式实施，其中国际标准分类号为43.040.10（电气和电子设备），中国标准分类号为T36（车用电子、电气设备与仪表）。本标准规定了最大工作电压为B级电压的电动推进系统及其部件的电气负荷相关要求，描述了电动推进车驱动系统电气电子设备在实际使用中可能面临的各类电气环境应力，明确了对应的测试方法和不同应力等级下的推荐要求，目的是确保电动推进车驱动系统的电气和电子设备在电压波动、过电压、短路、绝缘、电磁干扰等各类电气条件下，能够保持性能稳定，保障车辆运行安全和可靠性。本标准的实施对电动推进车相关零部件的设计、生产、检测具有重要的指导意义，为行业提供了统一的电气负荷测试技术规范和评价依据，助力提升电动推进车在复杂电气环境下的适应能力。1范围本标准规定了最大工作电压为B级电压的电动推进系统和部件的电气负荷相关要求，描述了潜在的电气环境应力、试验方法以及车辆上或车辆内不同应力等级下电气负荷的推荐要求，涵盖电压波动、过电压、短路、稳态电气应力、交变电气应力、绝缘应力、电磁干扰等典型电气作用场景，同时兼顾电动推进车行驶、启停、充电、故障工况等过程中的动态电气载荷和静态电气载荷影响。本标准适用于最大工作电压为B级电压的电动推进车驱动系统用电气和电子设备及部件，包括但不限于电机控制器、驱动电机、相关传感器、接线盒、高压连接器、逆变器、转换器等核心电气电子部件，覆盖车辆正常行驶、启停、制动、充电、怠速、故障应急等过程中可能遭遇的各类电气环境。本标准不适用于高压电池包（如动力电池包）及其系统或内部部件，此类部件的电气负荷要求可参考其他相关标准或由供需双方协商确定。此外，与极端电气条件（如超强过电压、持续短路、极端电磁干扰等）长期接触的特殊场景，其测试条件可根据其他标准或客户与供应商之间的协议另行规定。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。ISO19453-1:2018道路车辆—电气和电子设备的环境条件和测试电动推进车的驱动系统第1部分：一般规定ISO19453-3:2018道路车辆—电气和电子设备的环境条件和测试电动推进车的驱动系统第3部分：机械负荷ISO19453-5:2018道路车辆—电气和电子设备的环境条件和测试电动推进车的驱动系统第5部分：化学负荷GB/T42284.1-2022道路车辆电动汽车驱动系统用电气及电子设备的环境条件和试验第1部分：一般规定（修改采用ISO19453-1:2018）GB/T42284.2-2022道路车辆电动汽车驱动系统用电气及电子设备的环境条件和试验第2部分：电气负荷（修改采用ISO19453-2:2018）GB/T2423.1-2008电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验A：低温IEC60068-2-14电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验N：温度变化IEC60664-1低压电气装置的绝缘配合第1部分：范围、定义、原则和规则ISO16750-2道路车辆电子设备环境条件电气负荷测试3术语和定义ISO19453-1:2018（及GB/T42284.1-2022）界定的术语和定义适用于本文件。为便于使用，此处重点明确与本部分密切相关的核心术语：3.1电动推进车：以电力为主要推进动力，配备电动驱动系统的车辆，包括纯电动汽车、混合动力电动汽车等。3.2驱动系统：为车辆提供推进动力的电气和机械系统的总称，其电气和电子设备是本标准的主要适用对象。3.3电气负荷：电动推进车运行、启停、充电、故障等过程中，其驱动系统电气电子设备可能承受的各类电气力带来的环境应力，主要包括电压波动、过电压、短路、稳态电气应力、交变电气应力、绝缘应力、电磁干扰等，是影响设备电气性能稳定性和结构安全性的重要环境因素。3.4受试装置（DUT）：用于进行电气负荷试验的电动推进车驱动系统电气电子设备或部件。3.5B级电压：按照相关标准界定的，最大工作电压处于特定范围的电压等级，具体范围可参考ISO19453-1:2018中的相关规定。3.6电压波动：电动推进车运行或充电过程中，供电电压出现的周期性或随机性变化，通常由负载变化、充电设备波动、电网电压变化等因素引起，分为稳态波动和瞬态波动两类。3.7过电压：电气系统中出现的超过额定电压的瞬时或持续电压升高，分为操作过电压和浪涌过电压，可能由开关操作、雷击、电网故障等因素引发，易损坏电气设备绝缘。3.8稳态电气应力：受试装置长期承受的恒定电气作用带来的应力，如额定电压、额定电流持续作用下的电气应力，主要影响设备的长期稳定性和绝缘寿命。3.9交变电气应力：受试装置承受的周期性变化的电气作用带来的应力，如电压、电流的周期性波动，易导致设备内部元件疲劳、绝缘老化。3.10绝缘应力：电气设备中不同电位部件之间的电场作用带来的应力，主要影响设备的绝缘性能，绝缘应力过大易导致绝缘击穿、漏电等故障。3.11电磁干扰（EMI）：电气设备运行过程中产生的电磁辐射或电磁传导，以及外部电磁环境对设备产生的干扰，会影响设备的电气性能和信号传输稳定性。4试验4.1一般规定电动推进车驱动系统的电气电子系统及部件，应对本标准规定的各类电气负荷试验具有耐受能力，即在规定的电气条件下，经过规定时间的试验后，设备的电气性能、机械结构不应发生足以影响其正常工作的变化，不应出现绝缘击穿、短路、漏电、信号失真、功能失效等异常现象，连接部位不应出现接触不良、发热、烧蚀等问题。除非有其他报告能够证明某一电气电子系统或部件对其可能接触到的特定电气负荷具有足够的耐受能力，否则该系统或部件应按照本标准规定的试验方法，分别进行各类电气负荷试验。试验过程中使用的试验设备、参数设置应符合本标准要求，确保试验结果的准确性和可重复性，同时应模拟受试装置在车辆上的实际电气连接状态和工作环境，施加必要的电气负载以还原真实受力情况。在电气电子设备及部件的选材和结构设计过程中，应提前考虑各类电气环境的影响，选用绝缘性能优良、抗电磁干扰、耐电压冲击的材料，优化电路设计和绝缘结构，加强连接部位的电气防护设计，从源头保障设备在实际使用中能够抵御电气负荷的作用，避免因材料或结构不耐受导致设备失效。4.2试验目的本试验的核心目的是检验受试装置（DUT）暴露在各类电气环境中的耐受能力，验证其在电压波动、过电压、短路、电磁干扰等电气负荷作用下，是否会出现电气性能下降、功能失效、绝缘损坏、信号失真、发热烧蚀等问题，确保设备在车辆行驶、启停、充电、故障应急等不同场景下的可靠性和安全性。需特别说明的是，本试验不作为寿命试验，仅用于评估受试装置在特定电气负荷条件下的短期耐受能力，不涉及设备长期使用后的绝缘老化、元件疲劳等寿命衰减评估；同时，本试验也不涵盖极端电气条件下的长期暴露测试，此类测试可由供需双方另行协商确定，必要时可结合整车电气工况数据进行等效折算测试。4.3通用试验条件如无其他特殊规定，受试装置（DUT）的预处理应在室温环境下进行，室温范围为（23±5）℃，相对湿度控制在25%~75%之间，预处理时间不少于2小时，确保受试装置达到热稳定和电气稳定状态，避免温度、湿度差异影响试验结果。试验过程中，应根据受试装置在车辆上的实际安装位置（如发动机舱、驾驶舱、底盘等）和工作工况，确定对应的电气负荷等级和试验参数，每个受试装置针对一种电气负荷类型进行一个试验循环，试验循环的数量可由供需双方根据实际需求协商确定，通常电压波动、电磁干扰等试验循环需结合车辆行驶里程进行等效折算。试验过程中，应严格遵守试验设备的安全操作规程，做好电气防护措施，防止试验设备故障或电气参数异常导致人员触电、设备损坏；同时，应实时监测试验过程中的电压、电流、绝缘电阻、电磁干扰强度等参数，确保参数稳定在规定范围内，避免因参数波动影响试验结果的可靠性，必要时可布置电压传感器、电流传感器、电磁干扰测试仪实时采集数据。4.4受试装置（DUT）条件如无其他特殊规定，受试装置（DUT）应在室温环境下放置至热稳定和电气稳定状态，确保其温度、电气参数与试验环境初始状态一致，避免因温度、电气状态差异影响设备的电气性能，进而影响试验结果的准确性。受试装置应在正常使用条件下进行试验，按照设备的实际使用规范进行电气连接，确保试验过程中受试装置处于正常工作状态；同时，应按照其在车辆上的实际安装方式固定在试验设备的规定位置，确保试验过程中受试装置的电气连接状态、散热条件与实际场景一致。如果受试装置表面存在灰尘、油污等污染物，应予以清除，避免影响电气连接部位的接触电阻和绝缘性能；若需要专用的清理程序，清理方法由供需双方协商确定。对于带有电气连接端子、线束、绝缘层等部件的受试装置，应检查其初始电气状态，确保无短路、漏电、接触不良等异常，试验过程中应保持电气连接方式不变，避免因连接不当导致试验结果失真。4.5试验设备条件试验所用设备应符合本标准及相关引用标准的要求，具备稳定控制电压、电流、电磁干扰强度、绝缘电阻等参数的能力，设备的精度应满足试验要求：电压控制精度不低于±1%，电流控制精度不低于±1%，电磁干扰强度控制精度不低于±2dB，绝缘电阻测量精度不低于±5%。试验设备应定期进行校准和维护，确保设备性能稳定可靠，校准周期不应超过12个月，校准记录应妥善保存，便于后续追溯。试验前，应检查设备的运行状态，确保设备无故障、参数设置准确，电气连接可靠、绝缘性能良好，电磁干扰测试环境符合标准要求；试验过程中，应及时处理设备异常情况，避免影响试验进程和试验结果。用于电压波动试验的设备，应能模拟稳态和瞬态电压波动，电压调节范围应覆盖受试装置额定电压的80%~120%，波动频率可调节至0.1Hz~100Hz；用于过电压试验的设备，应能产生操作过电压和浪涌过电压，过电压峰值可调节至额定电压的1.2~2.5倍，脉冲宽度可调节至1μs~100ms；用于短路试验的设备，应能模拟不同类型的短路场景，短路电流可调节至受试装置额定电流的2~10倍，短路持续时间可调节至1ms~10s；用于电磁干扰试验的设备，应能产生符合车辆实际场景的电磁辐射和传导干扰，频率范围覆盖10kHz~1GHz，干扰强度可根据试验要求调节。4.6操作方法试验过程中，应根据不同的电气负荷类型，采用对应的操作方法，确保试验过程能够真实模拟实际使用中的电气环境，具体操作方法如下：4.6.1电压波动试验操作：将预处理后的受试装置按照实际电气连接方式接入试验设备，调整连接线路，确保接触可靠、散热良好；根据试验要求选择稳态波动或瞬态波动模式，设置电压波动范围、波动频率、持续时间等参数，稳态波动可采用固定频率波动，瞬态波动可模拟车辆启停、负载突变等场景的电压突变；启动试验设备，待参数稳定后开始计时，试验过程中实时监测电压波动参数和受试装置的电气性能、温度变化。4.6.2过电压试验操作：将预处理后的受试装置固定并完成电气连接，调整试验设备的过电压类型、峰值、脉冲宽度等参数，确保过电压施加方向与受试装置实际工作时的电压方向一致；按照试验要求确定过电压施加次数和间隔时间，避免连续过电压导致设备累积损坏；启动试验设备，完成规定次数的过电压施加，试验过程中记录过电压波形和受试装置的瞬时状态，重点观察绝缘性能和元件状态。4.6.3短路试验操作：将预处理后的受试装置按照实际安装方式固定，通过专用开关装置模拟不同场景的短路（如输入短路、输出短路、对地短路），设置短路电流、短路持续时间等参数，确保短路试验符合实际故障场景；启动试验设备，触发短路开关，完成规定时间的短路试验，试验过程中实时监测短路电流、电压变化，观察受试装置的保护功能是否正常，避免短路电流过大导致设备烧毁。4.6.4稳态电气应力试验操作：将预处理后的受试装置接入试验电路，施加恒定的额定电压、额定电流，模拟实际使用中的稳态电气应力，保持规定的持续时间，试验过程中实时监测受试装置的温度、绝缘电阻、电气参数变化，避免长期稳态应力导致绝缘老化、元件过热。4.6.5交变电气应力试验操作：将预处理后的受试装置接入试验设备，施加周期性变化的电压、电流，模拟实际使用中的交变电气应力，设置应力变化频率、幅值和持续时间，试验过程中实时监测受试装置的电气性能、绝缘状态，观察是否出现元件疲劳、绝缘下降等异常。4.6.6电磁干扰试验操作：将预处理后的受试装置放置在符合标准的电磁干扰测试环境中，按照实际安装方式固定和电气连接，设置电磁干扰的频率范围、强度、持续时间等参数，分别进行电磁辐射干扰和电磁传导干扰测试；启动试验设备，施加电磁干扰，试验过程中实时监测受试装置的信号传输稳定性、电气性能变化，确保设备在干扰环境下能够正常工作。4.7试验条件各类电气负荷试验的具体条件，应结合受试装置在车辆上的实际安装位置、工作工况的电气应力特点确定，确保试验条件能够真实模拟设备在实际使用中可能遇到的电气环境，具体试验条件要求如下：4.7.1电压波动试验条件：稳态电压波动，电压范围为受试装置额定电压的80%~120%，波动频率1Hz~50Hz，持续时间不少于2小时；瞬态电压波动，电压峰值为额定电压的1.1~1.3倍，波动持续时间10ms~100ms，波动次数不少于100次，间隔时间不少于10s，可根据车辆实际工况调整波动参数。4.7.2过电压试验条件：操作过电压，峰值为额定电压的1.2~1.5倍，脉冲宽度10μs~1ms，每个极性施加3次，间隔时间不少于1分钟；浪涌过电压，峰值为额定电压的1.5~2.5倍，脉冲宽度1μs~10μs，每个极性施加3次，间隔时间不少于5分钟，避免连续过电压损伤设备。4.7.3短路试验条件：输入短路，短路电流为受试装置额定输入电流的5~10倍，持续时间1ms~10ms；输出短路，短路电流为受试装置额定输出电流的2~5倍，持续时间10ms~100ms；对地短路，短路电流为额定电流的3~8倍，持续时间5ms~50ms，试验过程中受试装置的短路保护功能应正常启动。4.7.4稳态电气应力试验条件：施加受试装置的额定电压、额定电流，持续时间不少于24小时，试验过程中电压、电流波动不超过±1%，受试装置的温度不超过其额定工作温度。4.7.5交变电气应力试验条件：电压变化范围为额定电压的80%~120%，电流变化范围为额定电流的70%~110%，变化频率0.1Hz~10Hz，持续时间不少于10000次循环，或持续时间不少于4小时，确保能够模拟长期使用中的交变电气应力效应。4.7.6电磁干扰试验条件：电磁辐射干扰，频率范围10kHz~1GHz，干扰强度30V/m~100V/m，持续时间不少于30分钟；电磁传导干扰，频率范围150kHz~30MHz，干扰电压0.1V~10V，持续时间不少于30分钟，受试装置的信号传输误差应控制在规定范围内。若受试装置的安装位置特殊（如发动机舱内、高压区域等电气环境复杂部位），可根据实际使用环境调整试验参数，如提高过电压峰值、增加电磁干扰强度等，调整后的参数应在试验记录中明确说明。4.8试验步骤各类电气负荷试验应按照以下统一步骤有序进行，确保试验过程规范、可重复，试验结果准确可靠：第一步，对受试装置进行目视检查和电气性能检查，查看设备表面是否存在破损、变形、裂纹等异常情况，检查电气连接端子、线束、绝缘层是否完好，测量设备的初始绝缘电阻、电气参数，记录设备的初始功能状态数据，用于试验后的数据对比分析。第二步，将受试装置放置在室温环境下进行预处理，预处理时间不少于2小时，确保其达到热稳定和电气稳定状态，满足4.4条规定的受试装置条件。第三步，按照受试装置的实际使用规范，进行必要的电气连接，将其按照实际安装方式固定在试验设备的规定位置，调整连接线路和固定装置，确保试验setup符合要求，电气连接可靠、散热条件良好，电磁干扰试验需确保测试环境无额外干扰。第四步，启动试验设备，按照4.7条规定的试验条件设置参数，待设备内参数稳定后，开始计时，进入正式试验阶段，试验过程中可布置各类传感器实时采集受试装置的电气参数、温度、电磁干扰数据。第五步，试验过程中，实时监测试验设备的参数（电压、电流、电磁干扰强度等），记录试验过程中的异常情况（如设备故障、受试装置异常、参数波动等），重点观察受试装置的电气性能、绝缘状态、信号传输稳定性和温度变化。第六步，达到规定的试验时间、循环次数或施加次数后，停止试验，关闭试验设备，切断电气连接，将受试装置在室温环境下放置至稳定状态（不少于2小时），避免试验后立即检查导致结果偏差。第七步，按照4.9条的要求，对受试装置进行全面检查，包括目视检查、电气性能检查、绝缘电阻测量、功能检查等，记录检查结果，与试验前的初始状态进行对比分析，重点检查是否存在绝缘击穿、短路、接触不良、信号失真、元件损坏等问题。第八步，若试验需要多个循环或多种电气负荷类型测试，重复第三步至第七步的操作，直至完成所有规定的试验内容，不同类型电气负荷试验之间应间隔不少于1小时，避免受试装置累积电气损伤。试验过程中，应详细记录每一步的操作情况、试验参数、试验时间、异常情况、传感器采集数据等信息，形成完整的试验记录，便于后续追溯和分析。试验结束后，应妥善处理受试装置，如需进行后续测试，应采取相应的电气防护措施，避免受试装置受到二次损坏。4.9试验要求试验结束后，受试装置的功能状态应达到ISO19453-1:2018（及GB/T42284.1-2022）中定义的C级要求，即设备能够正常实现其预定功能，无明显的功能衰减或失效现象，电气参数符合设计要求，无短路、漏电、接触不良、信号失真等异常情况，保护功能正常启动。受试装置的电气结构应无明显损坏，绝缘层无破损、老化、击穿等现象，电气连接部位无松动、发热、烧蚀等情况，端子无氧化、变形，线束无破损、断裂，能够继续承受规定的电气负荷；设备上的标志和标签应保持清晰可见，无模糊、脱落、损坏等情况，确保设备的标识信息完整可辨。试验后受试装置的绝缘性能应符合相关标准要求，绝缘电阻值不低于设计要求的90%，无绝缘下降、击穿等问题；对于带有金属部件、电气连接端子的受试装置，金属部件无明显氧化、腐蚀现象，端子连接可靠，接触电阻无明显增大。除上述基本要求外，若供需双方有其他特殊要求（如特定安装位置的电气负荷参数、额外的性能指标、绝缘寿命要求等），可在试验前协商确定，并在试验记录中明确说明，试验结果应