IEC TS 61851-272026 电动车辆传导式充电系统 第27部分符合IEC 62196-2、IEC 62196-3或IEC TS 62196-3-1的车辆耦合器自动对接的电动车辆供电设备标准立项发展报告

电动车辆传导式充电系统第27部分：符合IEC62196-2、IEC62196-3或IECTS62196-3-1的车辆耦合器自动对接的电动车辆供电设备标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:ElectricVehicleConductiveChargingSystem-Part27:EVSupplyEquipmentwithAutomaticDockingofaVehicleCoupleraccordingtoIEC62196-2,IEC62196-3orIECTS62196-3-1摘要关键词：电动车辆；传导式充电系统；自动对接；车辆耦合器；IECTS61851-27；充电基础设施；标准化Keywords:Electricvehicle;Conductivechargingsystem;Automaticdocking;Vehiclecoupler;IECTS61851-27;Charginginfrastructure;Standardization1引言1.1标准编制背景全球能源转型与碳达峰、碳中和目标的推进，使得电动汽车产业步入高速发展的快车道。据国际能源署（IEA）统计，2025年全球电动汽车保有量已突破5000万辆，充电基础设施的建设规模与技术水平直接影响着电动汽车的推广普及进程。然而，在充电体验层面，传统人工插拔充电方式仍面临多重挑战：充电接口的插拔力较大，对老年人和身体残障人士不友好；重型车辆或商用车辆的充电插头质量较大，操作不便；寒冷环境下充电线缆硬化，进一步增加了插拔难度。与此同时，自动代客泊车（AutomatedValetParking,AVP）技术与充电机器人的快速发展，使得车辆在无人状态下完成自动对接充电成为可能。自动对接充电技术通过机械臂、视觉引导或定位系统实现充电插头与车辆充电座的自动对准与连接，可有效提升充电效率与用户体验，降低运营人工成本，并支持未来完全无人化的充电场景。在此背景下，国际电工委员会（IEC）认识到制定自动对接充电设备统一标准的紧迫性与必要性。自2019年起，IECTC69（电动道路车辆和电动工业载货车技术委员会）下属的WG4工作组着手启动相关标准预研工作，在广泛调研现有技术方案和产业需求的基础上，最终形成了IECTS61851-27:2026技术规范。1.2标准立项意义IECTS61851-27:2026的发布具有里程碑式的意义。首先，该标准是国际上首部专门针对电动汽车自动对接充电设备的技术规范，填补了IEC61851系列标准在该领域的空白。其次，该标准的出台为全球自动充电设备制造商提供了统一的技术要求和测试方法，有助于消除各国在自动充电技术领域的标准差异，促进国际贸易与合作。再次，标准的实施将加速自动充电技术的成熟与推广，为充电基础设施的智能化升级提供标准支撑。2标准范围与核心技术内容2.1标准适用范围IECTS61851-27:2026适用于采用符合IEC62196-2、IEC62196-3或IECTS62196-3-1标准要求的车辆耦合器，并具备自动对接功能的电动车辆供电设备（EVSupplyEquipment,EVSE）。具体而言，该标准覆盖以下类型的设备：-集成式自动对接充电桩：充电桩本体集成自动对接机构，车辆停入指定区域后由设备自动完成对接；-移动式自动充电机器人：可自主移动至车辆充电口位置完成自动对接的充电设备；-固定式机械臂充电系统：安装于固定工位、通过多轴机械臂实现对接的充电设备；-无线引导辅助对接系统：通过视觉、激光等引导方式辅助人工对准的系统。需要指出的是，该标准主要针对交流充电（模式2、模式3）和直流充电（模式4）中采用物理连接器自动对接的设备，不涵盖无线充电（感应式或谐振式）系统。2.2标准主要技术框架IECTS61851-27:2026在IEC61851-1（通用要求）的基础上，针对自动对接功能的特殊性，提出了系统性的技术框架。标准的核心内容包括以下几个方面：（1）系统架构与功能要求标准对自动对接充电设备的功能架构提出了明确要求，涵盖自动对接控制单元、对接执行机构、位置感知模块、状态监测模块和人机交互界面等组成部分。系统应具备自动识别充电接口类型、自动对准、自动插接、充电完成后自动断开以及异常状态下的紧急停止等完整功能链。其中，对接精度要求对接机构在三维空间内的定位误差不超过±5mm，插入过程中的最大允许倾斜角度不超过±3°。（2）机械结构与耐久性要求针对自动对接过程中可能出现的非理想插入工况，标准对车辆耦合器的机械接口提出了额外的耐久性要求。在自动对接模式下，耦合器的插拔循环寿命应不低于同规格手动插拔要求的1.5倍。标准同时规定了对接过程中的最大允许插入力（不得超过100N）和拔出力（不得超过150N），以防止对车辆充电座造成机械损伤。此外，标准还对自动对接机构提出了防尘防水、抗振动、耐温度变化等环境适应性要求。（3）电气安全与功能安全要求安全是自动对接充电设备标准化的核心关注点。标准明确了以下电气安全要求：-在自动对接过程中，充电回路应处于断电状态，仅在连接确认完成后才可通电；-对接完成后，应通过独立的安全检测回路确认耦合器锁止机构已完全闭合，方可启动充电；-在充电过程中，若检测到对接状态异常（如部分拔出、温度异常升高），系统应在100ms内切断充电回路；-自动对接系统应具备防触电保护、过流保护、过温保护和接地故障保护等基本保护功能。在功能安全方面，标准参照IEC61508和ISO13849的要求，对自动对接控制系统的安全完整性等级（SIL）或性能等级（PL）提出了要求——安全相关控制功能应至少达到SIL2或PLd等级。同时，标准要求自动对接系统必须具备紧急停止功能，紧急停止按钮应易于操作者触及，动作后应保持自锁状态直至手动复位。（4）通信协议与数据交互自动对接充电设备需要与车辆、充电管理系统和用户终端之间进行多维度的数据交互。标准对通信协议提出了明确要求：-对接控制通信应支持基于ISO15118的PLC通信方式，实现充电控制与计费信息的交互；-自动对接系统与充电站管理系统之间的通信应采用标准化的接口协议（如OCPP2.0及以上版本），支持远程监控、故障诊断和固件升级功能；-定位引导数据（如摄像头图像、激光雷达点云等）的传输时延应不大于50ms，以确保对接过程的实时性。（5）测试方法与验证要求为保证标准各项技术要求的可验证性，标准设置了系统的测试方法框架，包括：-对接精度测试：在标准测试工况下，验证自动对接系统对不同车型、不同充电接口位置的定位精度；-插拔耐久性测试：模拟自动对接工况下的反复插拔循环，验证耦合器的机械耐久性；-功能安全测试：通过故障注入方式验证安全相关功能在故障状态下的响应行为；-环境适应性测试：包括高低温循环、湿热、盐雾、防护等级（IP）等测试项目；-电磁兼容性（EMC）测试：确保自动对接设备在充电过程中不产生有害电磁干扰，同时对外部电磁干扰具有足够的抗扰度。2.3与相关标准的协调与衔接IECTS61851-27:2026作为IEC61851系列标准的重要组成部分，与系列内其他标准形成了有机衔接的关系。具体而言：-IEC61851-1：规定了电动车辆传导式充电系统的一般要求，是第27部分的基础性标准。第27部分在第1部分的基础上增加了自动对接功能的特殊要求；-IEC62196-2：规定了交流充电接口（类型1、类型2等）的尺寸兼容性和互换性要求，第27部分所覆盖的交流自动对接设备涉及的车辆耦合器应符合该标准要求；-IEC62196-3：规定了直流充电接口（CHAdeMO、CCS类型1、CCS类型2等）的要求，是第27部分中直流自动对接设备的重要依据；-IECTS62196-3-1：规定了直流充电接口的机械尺寸和相关要求，对于高功率充电（如350kW以上）的自动对接应用具有直接指导作用；-ISO15118：规定了车辆到电网（V2G）通信接口，第27部分所规定的充电通信交互应与该标准保持一致。此外，该标准在功能安全方面与IEC61508（电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全）和ISO13849（机械安全—控制系统安全相关部件）保持协调，在电磁兼容方面则与IEC61851-21-1和IEC61000系列标准保持一致。3标准参与单位与组织3.1国际电工委员会第69技术委员会IECTS61851-27:2026由国际电工委员会第69技术委员会（IECTC69-Electricroadvehiclesandelectricindustrialtrucks）负责制定。IECTC69成立于20世纪80年代末期，是IEC中负责电动道路车辆和电动工业卡车标准化工作的专业技术委员会，秘书处设于挪威（NEC）。该技术委员会的工作范围涵盖电动车辆充电系统、储能系统、电机驱动系统及相关辅助设备的标准化工作，其标准体系是全球电动汽车产业最重要的技术规范来源之一。IECTC69下设多个工作组（WorkingGroup,WG），其中与IECTS61851-27:2026直接相关的是WG4工作组，该工作组主要负责充电基础设施和充电系统的标准化工作。在IECTS61851-27:2026的编制过程中，WG4联合了来自德国、中国、美国、日本、法国、荷兰等主要汽车和充电设备制造大国的专家代表，经过多轮草案讨论、意见征集和技术评审，最终达成了共识。3.2主要参与企业介绍——菲尼克斯电气（PhoenixContact）在IECTS61851-27:2026的编制过程中，德国菲尼克斯电气公司发挥了重要的技术引领作用。作为全球领先的连接器与工业自动化解决方案供应商，菲尼克斯电气在电动汽车充电接口领域拥有深厚的技术积淀和丰富的标准制定经验。该公司不仅是IEC62196系列标准中类型2交流充电接口（即“Menékes”接口）的原创设计者，还深度参与了CCS（CombinedChargingSystem）直流充电标准的制定工作。在IECTS61851-27:2026的编制工作中，菲尼克斯电气主要承担了以下关键任务：一是牵头起草了自动对接机构机械接口的耐久性测试方法。菲尼克斯电气利用其自建的充电接口自动化测试实验室，完成了超过10万次的自动对接插拔模拟试验，为确定耦合器在自动对接模式下的循环寿命指标提供了关键数据支撑。二是主导制定了自动对接过程中的电气安全时序逻辑要求。基于其在工业连接器安全控制领域的长期积累，菲尼克斯电气提出了“断电对接—锁止确认—通电充电—异常断电”的四阶段安全逻辑框架，该框架最终被标准采纳为自动对接充电的基本安全时序模型。三是参与了通信协议和数据交互要求的起草。菲尼克斯电气将其在工业物联网和智能设备互联互通方面的技术经验引入标准制定，推动了对接状态实时监测数据接口的规范化。此外，德国的西门子（Siemens）、中国的国家电网和华为数字能源、美国的Tesla以及日本的东京电力等企业和机构也积极参与了该标准的制定工作，分别在大功率充电控制、自动对接通信协议、充电机器人系统集成等方向贡献了重要技术输入。4标准发展展望4.1自动充电技术的产业化趋势随着自动驾驶技术的成熟和Robotaxi、自动代客泊车等新型出行模式的商业化落地，自动充电技术将迎来爆发式增长。预计到2030年，全球具备自动对接功能的充电设备市场规模将突破200亿美元，自动充电将成为充电基础设施的标配功能之一。IECTS61851-27:2026的发布为这一产业化进程奠定了坚实的技术规范基础。4.2后续标准化方向在IECTS61851-27:2026的基础上，IECTC69正着手推进以下几个方向的标准化工作：第一，自动对接充电设备与自动代客泊车系统的协同标准。随着AVP技术的推广应用，车辆自主泊入充电位并完成自动充电的全流程无人化操作将成为现实。如何实现AVP系统与自动充电系统之间的信息交互和协调控制，是当前标准化的重点方向。第二，高功率自动充电（兆瓦级充电）标准。针对电动重卡、电动船舶等大型电动交通工具的快速充电需求，MCS（MegawattChargingSystem）标准正在制定当中。自动对接技术在高功率充电场景下对于减轻操作负担、保障充电安全具有更为突出的价值。第三，自动对接系统的网络安全标准。随着充电设备的互联互通程度不断提高，网络安全威胁日益突出。自动对接充电设备作为充电基础设施的智能终端，其网络安全防护能力的标准化将是后续工作的重要方向。第四，基于数字孪生的自动对接系统健康管理与预测性维护标准。利用数字孪生技术实现对接机构的磨损预测和故障预警，有助于降低维护成本、提升系统可用性。4.3对国内标准化的启示与建议对于我国而言，IECTS61851-27:2026的发布既是挑战也是机遇。一方面，国内自动充电技术虽发展迅速，但缺乏统一的标准规范，各企业技术路线差异较大；另一方面，我国在充电基础设施建设规模和应用场景丰富度方面具有全球领先优势，为自动充电标准的验证和迭代提供了独特的应用土壤。为此，建议如下：一是加快推进IECTS61851-27:2026的国家标准转化工作，结合国内充电接口标准（GB/T20234系列）的实际，研究制定适应中国技术和产业特点的自动对接充电设备标准；二是鼓励国内企业和研究机构深度参与IECTC69的后续标准制定工作，在国际标准制定中争取更多话语权；三是依托国内大规模充电基础设施网络，建立自动充电技术标准验证示范区，积累实际运行数据，为标准的修订完善提供支撑。5结论标准的实施将为自动充电设备制造商提供明确的产品设计与测试依据，为充电运营商提供设备选型与验收参考，为第三方检测认证机构提供统一的测试评价准则，为行业监管部门提供技术监管支撑。从更宏观的视角来看，该标准的发布将加速自动充电技术的商业化进程，推动充电基础设施从“有人值守”向“无人化、智能化”方向转型升级，为电动汽车产业的可持续发展注入新的动能。随着自动对接技术的持续演进和产业化应用的深入，IECTS61851-27:2026也将在实践中不断修订和完善。全球标准化工作者和产业链各方应携手合作，共同推动自动充电技术标准的持续进步，为构建更加智能、高效、安全的电动交通生态系统贡献力量。参考文献[1]IECTS61851-27:2026,Electricvehicleconductivechargingsystem-Part27:EVsupplyequipmentwithautomaticdockingofavehiclecoupleraccordingtoIEC62196-2,IEC62196-3orIECTS62196-3-1,2026.[2]IEC61851-1:2017,Electricvehicleconductivechargingsystem-Part1:Generalrequirements,2017.[3]IEC62196-2:2022,Plugs,socket-outlets,vehicleconnectorsandvehicleinlets-Conductivechargingofelectricvehicles-Part2:Dimensionalcompatibilityandinterchangeabilityrequirementsfora.c.pinandcontact-tubeaccessories,2022.[4]IEC62196-3:2022,Plugs,socket-outlets,vehicleconnectorsandvehicleinlets-Conductivecharging