IEC TS 61857-422025 电绝缘系统 热评价程序 第42部分道路运输用电绝缘系统(EIS)评价的特殊要求标准立项发展报告

电绝缘系统热评价程序第42部分：道路运输用电绝缘系统（EIS）评价的特殊要求标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:ElectricalInsulationSystems-ProceduresforThermalEvaluation-Part42:SpecificRequirementsforEvaluationofanElectricalInsulationSystem(EIS)UsedforRoadTransportationApplications摘要关键词：电绝缘系统；热评价程序；道路运输；IEC标准；热老化；新能源汽车；绝缘寿命评估Keywords:ElectricalInsulationSystems;ThermalEvaluationProcedures;RoadTransportation;IECStandards;ThermalAging;NewEnergyVehicles;InsulationLifeAssessment1引言1.1研究背景当前，全球汽车产业正处于深刻的技术变革期，电动化、智能化、网联化已成为不可逆转的发展趋势。据国际能源署（IEA）统计，2024年全球新能源汽车销量已突破1700万辆，同比增长超过25%，新能源汽车在全球汽车市场中的渗透率持续攀升。与此同时，各国政府对汽车碳排放的监管日趋严格，欧盟"欧七"排放法规、中国"双碳"战略目标以及美国《通胀削减法案》等政策均对汽车产业的绿色转型提出了明确要求。在新能源汽车的核心技术体系中，电绝缘系统（ElectricalInsulationSystem,EIS）承担着电气隔离、安全保障和可靠性支撑的关键功能。电驱动系统的绝缘性能直接决定了电机的功率密度上限、使用寿命和运行安全性。随着整车电压平台从400V向800V乃至更高电压等级演进，电绝缘系统所承受的电、热、机械及环境综合应力显著增加，对其热耐久性评价提出了更加严格和专门化的技术要求。1.2标准化需求分析在IECTS61857-42发布之前，电绝缘系统的热评价主要遵循IEC61857系列通用标准。然而，道路运输应用场景具有区别于一般工业应用的显著特殊性：一是温度环境的宽域性，车载电绝缘系统需同时适应极寒（-40℃以下）与高温（150℃以上）的极端工况；二是温度变化的剧烈性，车辆运行过程中电机绕组温度可能经历快速升降循环；三是综合环境应力的耦合性，机械振动、湿热、盐雾、化学腐蚀等因素与热应力共同作用于绝缘结构。上述特殊性使得通用热评价程序难以完全覆盖道路运输应用的全部技术需求，制定专用的评价标准成为行业内的迫切呼声。此外，不同国家和地区在新能源汽车电绝缘系统评价方面存在技术差异，缺乏统一的国际标准也制约了全球范围内的技术互认和贸易便利化。2标准立项与编制历程2.1立项背景IECTS61857-42的制定工作由国际电工委员会第112技术委员会（IEC/TC112）"电气绝缘材料和绝缘系统评价"负责组织。TC112是国际电工委员会中负责绝缘材料与绝缘系统评定技术归口的专业技术委员会，其工作范围涵盖电气绝缘材料性能测试、绝缘系统热耐久性评定、环境适应性评价等多个技术领域。该标准立项的动因源于以下几个方面：第一，产业需求驱动。全球范围内新能源汽车产业的爆发式增长催生了对车载电绝缘系统专用评价标准的迫切需求。主要汽车制造商和零部件供应商均反映，通用热评价程序在评价车载EIS时存在适用性不足的问题。第二，技术发展推动。新型绝缘材料（如耐电晕聚酰亚胺薄膜、高耐热工程塑料、陶瓷绝缘涂层等）的广泛应用，以及绝缘系统设计理念的革新（如冗余绝缘设计、热管理集成设计等），为标准的制定提供了技术基础。第三，标准体系完善需要。IEC61857系列标准自发布以来，已逐步形成了涵盖通用程序（第1部分）、具体应用场景（如第21部分用于线圈绕组、第31部分用于无溶剂浸渍树脂）的完整体系，亟需补充道路运输这一重要应用领域的专用要求。2.2编制过程IECTS61857-42的编制历时约24个月，经历了标准提案（NP）阶段、工作组草案（WD）阶段、委员会草案（CD）阶段、国际标准草案（DIS）阶段和最终国际标准草案（FDIS）阶段等完整标准制定流程。来自中国、德国、美国、日本、法国、韩国等主要汽车工业国的技术专家深度参与了标准起草工作。在标准编制过程中，各利益相关方就以下关键问题进行了充分讨论：-道路运输用EIS的温度等级划分方案-加速热老化试验条件与车辆实际运行工况的映射关系-多功能环境应力试验（振动+热循环+湿度）的试验时序安排-绝缘系统残余击穿电压和介电强度的评价指标确定经过多轮技术论证和意见协调，最终形成了各方均能接受的国际标准技术规范。2.3标准发布IECTS61857-42:2025于2025年8月15日正式发布，标准状态为现行有效。该标准为技术规范（TechnicalSpecification,TS）类型文件，属于IEC61857系列标准的重要组成部分。3标准主要内容3.1标准适用范围IECTS61857-42规定了道路运输用电绝缘系统（EIS）热评价的特殊要求，适用于以下应用场景中的电气绝缘系统：-纯电动汽车（BEV）和混合动力汽车（HEV）的驱动电机绝缘系统-车载功率电子设备（逆变器、DC-DC变换器等）中的绝缘结构-高压电气附件（电动空调压缩机、PTC加热器、高压线束及连接器等）的绝缘部件-其他道路运输工具（电动巴士、电动卡车等）中的电绝缘系统标准所覆盖的绝缘系统包括但不限于：电磁线绝缘、槽绝缘、相间绝缘、浸渍树脂/漆、绝缘套管、绝缘端板及绝缘密封结构等。3.2规范性引用文件该标准在技术内容上紧密衔接IEC61857系列通用标准，主要引用文件包括：-IEC61857-1:2019《电绝缘系统热评价程序第1部分：通用要求（低压）》-IEC61857-21《电绝缘系统热评价程序第21部分：通用模型的特殊要求（绕组线）》-IEC60216系列《电气绝缘材料耐热性能》-IEC60505《电气绝缘系统热耐久性评定》-ISO16750系列《道路车辆电气电子设备环境条件和试验》上述引用文件的协调使用确保了该标准在技术逻辑上与IEC绝缘系统评价体系的一致性。3.3主要技术内容3.3.1热评价温度等级体系标准针对道路运输应用的特殊需求，对EIS的温度等级划分进行了差异化调整。相较于工业应用，车载电绝缘系统需要覆盖更宽的温度范围，标准为此建立了从105℃（A级）至240℃（R级）的完整温度等级体系，并针对特定应用场景推荐了适用的温度等级选择导则。3.3.2加速热老化试验要求在IEC61857-1通用热老化试验程序基础上，该标准规定了更高精度的老化温度控制要求（温度偏差不高于±2℃）和更密集的试验周期采样方案。针对车载EIS频繁启停的运行特征，标准引入了周期性温度循环热老化模式，以更真实地模拟实际运行中的温度交变应力。3.3.3综合环境应力试验标准特别强调了综合环境应力的叠加试验要求，规定了热老化试验与机械振动、湿热循环、温度冲击的组合试验时序和条件配置。例如，在热老化阶段的特定节点，要求同步施加车载等级的随机振动谱和交变湿热应力，以评价绝缘系统在多因素耦合作用下的性能退化行为。3.3.4性能评定指标在性能评价方面，标准除了保留通用标准中规定的绝缘电阻、介电强度、击穿电压等常规指标外，还增加了针对道路运输特点的专项评价要求，包括：高温高湿条件下的绝缘电阻保持率、热循环后的局部放电起始电压（PDIV）变化量、以及绝缘系统在机械应力作用后的介电性能保持率等。3.3.5诊断试验与终止判定标准详细规定了热老化过程中的诊断试验项目和试验周期，要求在热老化暴露的每个周期节点，对试验模型进行绝缘电阻测量、介电强度测试和外观检查等诊断试验。同时给出了明确的寿命终止判定准则，包括击穿电压降至初始值的50%以下、绝缘电阻低于规定阈值或出现可见的绝缘劣化（如裂纹、碳化、脱落等）。4标准技术特色与创新点4.1场景导向的差异化评价体系区别于IEC61857系列通用标准以工业应用为主导的通用评价框架，本标准的突出创新点在于构建了场景导向的差异化评价体系。标准充分识别了道路运输应用中电绝缘系统所承受的特殊环境应力和运行工况特征，针对性地提出了温度等级选择导则、综合应力施加方案和专项性能评定指标，使标准的技术内容与实际应用场境高度匹配。4.2多因子耦合热老化评价方法标准率先在多因子耦合热老化评价方面实现了突破，提出了"热-振-湿"三元耦合的老化试验框架。这一技术路径更真实地模拟了车载EIS在实际运行中的劣化环境和失效过程，有助于提高寿命评估的准确性和可靠性。4.3先进绝缘材料评价适配性考虑到近年来新型耐高温、高导热绝缘材料在新能源驱动电机中的广泛引用，标准在试验模型制作和评价方法上充分考虑了这些材料的工艺适配性和性能表征需求，为先进绝缘材料在道路运输领域的工程应用提供了标准化评价路径。5标准实施的意义与影响5.1对新能源汽车产业发展的推动作用IECTS61857-42:2025的发布实施为全球新能源汽车产业链提供了统一、科学、可比较的电绝缘系统热评价技术规范。标准的实施将产生以下显著的产业效益：-缩短产品开发周期：统一的评价准则使企业能够在研发阶段即开展标准化验证，减少重复试验和时间成本-降低质量风险：系统化的热老化评价有助于更早发现绝缘系统的薄弱环节和潜在失效模式-促进技术迭代升级：标准提供了客观的绝缘系统性能评价平台，为新型绝缘材料和结构设计的工程验证提供了可信依据5.2对绝缘系统技术进步的引领标准的发布有效引导绝缘材料和绝缘系统的技术发展方向。通过统一的温度等级评价和寿命评估方法，不同供应商的材料和系统可以在同一技术标尺下进行比较和筛选，促进良性竞争，推动行业整体技术水平的提升。5.3对国际贸易和全球互认的促进作为一项ISO/IEC框架下的国际标准，IECTS61857-42为全球范围内新能源汽车电绝缘系统的性能评价与认可提供了共同的技术语言和依据。标准框架下的检测结果可在各成员国之间获得更广泛的互认，有效减少技术性贸易壁垒，降低跨国贸易和全球采购的合规成本。5.4对相关标准体系的完善该标准的发布填补了电绝缘系统热评价标准体系中"道路运输应用"这一重要场景的空白，使IEC61857系列标准形成了更加完整和系统的架构。标准中确立的多因子耦合评价方法、场景差异化框架等技术思想也为IEC61857系列及其他相关标准（如IEC60034-18系列旋转电机绝缘系统评价标准）的后续修订提供了有益参考。6主要编制单位介绍6.1国际电工委员会第112技术委员会（IEC/TC112）IEC/TC112是国际电工委员会中负责电气绝缘材料和绝缘系统评价技术归口的专业技术委员会，秘书处设于意大利。TC112的工作范围覆盖电气绝缘材料性能测试方法标准化、绝缘系统热耐久性评定、电气绝缘系统环境适应性评价、绝缘材料电导率和介电性能测试等广泛领域。TC112的组织架构包括多个工作组（WG）和项目组（PT），其中与本标准相关的技术组织包括：-WG2（绝缘系统热评价工作组）：负责IEC61857系列标准的维护与修订，IECTS61857-42即由该工作组负责编制-WG4（耐久性评定工作组）：专注于绝缘材料和系统的长期耐久性评价方法研究-MT1（维护组）：负责IEC60216系列等基础标准的技术维护工作6.2主要国内研究和标准化单位在全国电气绝缘材料与绝缘系统标准化技术委员会（SAC/TC301）的组织协调下，国内多家科研院所和企业深度参与了IECTS61857-42的编制工作，主要包括：上海电器科学研究所（集团）有限公司是国内绝缘系统热评价技术领域的主要研究单位之一，曾承担多项绝缘系统热耐久性评价国家科技支撑项目，主导或参与制定了多项绝缘系统评价国家标准和行业标准。该所建有先进的绝缘系统热老化试验平台，具备开展多因子耦合老化试验的综合技术能力。机械工业北京电工技术经济研究所在绝缘材料与系统标准化领域具有深厚积累，长期跟踪参与IEC/TC112的国际标准化工作，在标准的技术方案论证、国内外技术协调和信息跟踪方面发挥了重要的支撑作用。清华大学电机工程与应用电子技术系在绝缘材料老化机理研究和寿命评估建模方面具有突出的科研实力，该团队在标准编制过程中提供了大量的理论基础和技术数据支持，特别是在多因子老化模型的构建与验证方面做出了重要贡献。此外，本标准的制定还得到了中国汽车技术研究中心、中国电器科学研究院、中国一汽、比亚迪等汽车行业研究机构和骨干企业的大力支持，体现了新能源汽车跨行业合作标准制定的典型模式。7结论与展望7.1主要结论IECTS61857-42:2025《电绝缘系统热评价程序第42部分：道路运输用电绝缘系统（EIS）评价的特殊要求》是电气绝缘系统热评价标准化领域一项具有里程碑意义的技术规范。本报告通过对标准全貌的系统分析，得出以下主要结论：第一，该标准弥补了现有标准体系的关键缺失，为道路运输这一快速发展的应用领域提供了专门的电绝缘系统热评价技术规范。标准的发布和实施充分回应了全球新能源汽车产业发展的技术需求，具有良好的时效性和行业针