IEC TS 61851-3-22023 电动汽车导电充电系统.第3-2部分保护依赖于双重或加强绝缘的直流电动汽车供电设备.便携式和移动设备的特殊要求标准立项发展报告

电动汽车导电充电系统第3-2部分：保护依赖于双重或加强绝缘的直流电动汽车供电设备——便携式和移动设备的特殊要求标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:ElectricVehicleConductiveChargingSystem–Part3-2:DCEVSupplyEquipmentWhereProtectionReliesonDoubleorReinforcedInsulation–ParticularRequirementsforPortableandMobileEquipment摘要关键词：电动汽车；导电充电系统；直流供电设备；双重绝缘；加强绝缘；便携式设备；移动式设备；IEC标准Keywords:ElectricVehicle;ConductiveChargingSystem;DCPowerSupplyEquipment;DoubleInsulation;ReinforcedInsulation;PortableEquipment;MobileEquipment;IECStandard一、引言1.1研究背景在全球碳中和目标驱动下，电动汽车产业正经历前所未有的高速增长。国际能源署（IEA）发布的《GlobalEVOutlook2024》显示，2023年全球电动汽车销量已突破1400万辆，保有量超过4000万辆。充电基础设施作为电动汽车产业发展的关键支撑，其安全性和便捷性直接关系到用户的充电体验和行业的可持续发展。在充电技术路线中，直流快充因其充电功率大、充电时间短的优势，正在成为公共充电场景的主流选择。然而，传统的直流充电设备多为固定安装式，存在建设周期长、占地面积大、投资成本高等问题，难以完全满足应急救援、临时补电、偏远地区充电、多场景灵活部署等需求。便携式和移动式直流充电设备因此应运而生，其产品形态涵盖便携式充电机、移动充电车、储能式移动充电桩等。1.2标准化需求的提出便携式和移动式直流充电设备在带来灵活性的同时，也引入了新的安全挑战。与固定式设备不同，此类设备需要频繁搬运、在不同环境条件下使用、可能由非专业人员操作，且往往缺乏固定的接地保护条件。这使得传统的安全保护策略——如依赖保护接地（protectiveearthing）的方式——在某些应用场景中难以有效实施。在此背景下，采用双重绝缘或加强绝缘作为电击防护措施（即II类保护方式）成为便携式和移动式直流充电设备可行且必要的技术路径。然而，国际电工委员会（IEC）已有的标准体系中，IEC61851-3系列标准虽已涵盖直流充电设备的一般要求和特定要求，但缺乏针对便携式和移动式设备的专项规定。1.3标准立项的意义IECTS61851-3-2:2023的制定和发布，正是为了填补这一标准空白。该标准作为技术规范（TechnicalSpecification，TS），为保护依赖于双重或加强绝缘的直流电动汽车供电设备（特别是便携式和移动式设备）提供了专门的技术要求和测试方法，是电动汽车充电安全标准体系的重要组成部分。二、标准概述2.1标准基本信息本标准由国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission，IEC）发布，标准编号为IECTS61851-3-2:2023，发布于2023年7月18日。-标准全称：Electricvehicleconductivechargingsystem-Part3-2:DCEVsupplyequipmentwhereprotectionreliesondoubleorreinforcedinsulation-Particularrequirementsforportableandmobileequipment-中文名称：电动汽车导电充电系统第3-2部分：保护依赖于双重或加强绝缘的直流电动汽车供电设备便携式和移动设备的特殊要求-标准性质：技术规范（TechnicalSpecification，TS）-标准状态：现行有效-ICS分类号：43.120（电车）-技术归口：IEC/TC69（电动汽车和电动工业车辆用电力传导系统技术委员会）2.2标准架构与适用范围IECTS61851-3-2:2023是IEC61851-3系列标准的重要组成部分。该系列标准的结构如下：-IEC61851-3-1：直流电动汽车供电设备的一般要求-IEC61851-3-2：保护依赖于双重或加强绝缘的直流电动汽车供电设备——便携式和移动设备的特殊要求-IEC61851-3-3：（如有）其他特定类型设备的特殊要求-IEC61851-3-4：直流电动汽车供电设备的电磁兼容要求-IEC61851-3-5：直流电动汽车供电设备的直流DPWM通信要求本标准适用于保护依赖于双重绝缘或加强绝缘（即II类保护方式）的直流电动汽车供电设备中，属于便携式或移动式的产品。具体包括：1.便携式直流充电设备：便于人工携带、可随车存放、在不同地点间移动使用的直流充电设备；2.移动式直流充电设备：安装在车辆、拖车或其他移动载体上，可整体移动至不同场所提供充电服务的直流充电设备。标准的适用范围涵盖输入侧和输出侧的电气参数、绝缘配合、机械强度、环境适应性、功能安全以及相关试验方法。三、标准技术内容分析3.1绝缘防护要求本标准的核心技术内容围绕“保护依赖于双重或加强绝缘”这一主题展开。标准明确了以下关键技术要求：双重绝缘与加强绝缘的应用原则标准规定了便携式和移动式直流充电设备中双重绝缘和加强绝缘的结构设计要求，包括：-带电部件与可触及部件之间必须设置至少两层独立的绝缘系统，或一层等效于双重绝缘效果的加强绝缘；-绝缘材料的选择应考虑电气强度、耐热性、耐湿性、耐老化性等因素；-绝缘结构的爬电距离和电气间隙应符合IEC60664-1（低压系统内设备的绝缘配合）的相应要求。绝缘系统的验证试验标准规定了对双重绝缘和加强绝缘系统的验证方法和合格判据，包括：-电气强度试验（耐压试验），对绝缘系统施加规定的试验电压并维持规定时间，验证无击穿或闪络现象；-绝缘电阻测量，在施加直流试验电压后测量绝缘电阻值，确保其不低于规定限值；-湿热处理后的绝缘性能验证，模拟设备在高湿环境下的使用条件。3.2便携式和移动式设备的特殊要求与固定式设备相比，便携式和移动式直流充电设备在使用场景、搬运方式、环境条件等方面存在显著差异。本标准针对这些差异提出了特殊的技术要求：机械强度与防护等级-设备外壳应具备足够的机械强度，能够承受运输、搬运和使用过程中的振动、冲击和跌落；-外壳防护等级（IP代码）应不低于IP54，以防止灰尘和水的侵入；-便携式设备应设计有适当的搬运把手或吊装点，方便安全搬运。环境适应性-设备应在-25℃至+50℃的环境温度范围内正常工作（特殊气候区域可另行规定）；-设备应能承受运输和使用过程中可能遇到的温度变化、湿度变化和凝露现象；-在户外使用的移动式设备应具备防晒、防雨、防风沙的能力。线缆与连接器管理-便携式设备的供电线缆和充电线缆应有足够的长度和柔性，便于在不同充电场景中使用；-线缆应具备耐磨、耐弯折、耐碾压的性能，并设有适当的保护套管；-连接器应具备防误插功能和锁止机构，防止带电插拔。3.3电气安全与功能安全标准在电气安全和功能安全方面提出了系统性的技术要求：电击防护-除双重绝缘或加强绝缘外，设备还应具备过电流保护、过电压保护和剩余电流保护功能；-输出端在非充电状态下不应带电，充电连接确认信号应可靠；-设备的保护接地端子不得与内部带电部件连接，但若配备保护接地导体，其连接应符合IEC61851-3-1的相关要求。热安全-设备在额定工况下运行时，外壳可触及表面的温升不应超过规定限值；-充电连接器的温升应受到监控，超限时应自动降低输出功率或终止充电；-设备内部应具备过温保护功能，防止因散热不良或环境温度过高导致的热失控。功能安全-设备应具备完善的故障自诊断功能，对绝缘故障、通信故障、温度异常等状况进行监测；-在检测到故障时，设备应能安全地终止充电或将输出功率降低到安全水平；-控制导引电路的设计应符合IEC61851-1和IEC61851-3系列中关于充电控制和安全通信的要求。3.4电磁兼容性虽然电磁兼容性（EMC）的要求主要体现在IEC61851-3-4中，但本标准也对便携式和移动式设备在EMC方面提出了协调性规定：-设备在正常工作时产生的电磁发射不应超过规定限值，以免对周围的无线电通信、工业控制和医疗设备造成干扰；-设备应具备足够的抗扰度，在受到静电放电、射频电磁场、快速瞬变脉冲群、浪涌等电磁干扰时仍能正常工作或安全停机。四、参与单位介绍4.1主要技术归口组织IEC/TC69（电动汽车和电动工业车辆用电力传导系统技术委员会）是本标准的技术归口组织。TC69成立于1997年，秘书处设在挪威（StandardNorge），负责制定电动汽车和电动工业车辆充电系统领域的国际标准。该技术委员会由来自全球30余个国家的标准化专家组成，下设多个工作组（WorkingGroup）和项目组（ProjectTeam），涵盖了充电接口、充电通信协议、充电安全、无线充电、电池更换系统、电动两轮车充电系统等领域。IEC/TC69在标准制定过程中，充分考虑了电动汽车产业的技术发展趋势和市场需求，与ISO/TC22/SC37（电动道路车辆）、IEC/TC23/SC23H（工业插头和插座）、IEC/TC64（建筑电气装置）等多个技术委员会保持密切合作，确保标准的协调性和一致性。4.2国内主要参与单位在中国，全国汽车标准化技术委员会（SAC/TC114）车用电子与电磁兼容标准化工作组和全国电动车辆标准化技术委员会（SAC/TC114/SC27）积极跟踪和参与IEC/TC69的国际标准制定工作，组织国内相关单位开展标准研究和意见反馈。中国汽车技术研究中心有限公司（以下简称“中汽中心”）是参与本标准制定的核心单位之一。中汽中心成立于1985年，是隶属于国务院国资委的中央企业，总部位于天津市，是国内外知名的汽车行业综合性技术服务机构。中汽中心承担着全国汽车标准化技术委员会秘书处的工作，在电动汽车充电标准领域具有深厚的技术积累和丰富的标准化经验。中汽中心在该标准制定过程中的主要贡献包括：1.标准提案与技术支持：中汽中心组织国内充电设备制造企业、电网运营企业、检测认证机构等产业链上下游单位，系统梳理了便携式和移动式直流充电设备的安全风险和技术需求，向IEC/TC69提交了中国在该领域的技术提案和标准建议；2.关键技术试验验证：依托中汽中心的充电技术试验室和新能源汽车检验中心，开展了多轮次的温度循环、湿热、振动、冲击等环境试验以及绝缘性能、电气强度等安全试验，为标准技术指标的确定提供了翔实的试验数据支撑；3.国际标准协调：中汽中心派出资深标准化专家参加IEC/TC69的各次工作组会议和全体会议，积极参与标准草案的讨论和修订，在绝缘配合、机械强度要求、环境适应性等技术内容方面提出了多项建设性意见，多项技术建议被标准采纳。除中汽中心外，国内还有多家充电设备制造龙头企业、电网公司和检测认证机构参与了本标准的跟踪研究工作，包括国家电网有限公司、南方电网有限责任公司、中国电力科学研究院有限公司、中国质量认证中心等。五、标准的影响与价值5.1对产业发展的促进作用IECTS61851-3-2:2023的发布对全球便携式和移动式直流充电设备产业具有重要的规范引领作用：统一技术要求，促进市场健康发展该标准为便携式和移动式直流充电设备提供了全球统一的技术规范和测试方法，有助于消除各国家和地区之间的技术壁垒，促进产品的国际贸易和市场流通。标准明确了“双重绝缘或加强绝缘”技术路径的控制要求，为设计开发和制造提供了清晰的技术指引。保障充电安全，提升用户信心便携式和移动式充电设备因其使用环境的不可控性，存在更大的安全风险。该标准从绝缘防护、机械强度、热安全、环境适应性等多个维度提出了系统的安全要求，有效降低设备在使用过程中可能出现的电击、火灾等安全风险，提升用户对移动充电服务的信心。推动技术创新，催生新业态标准的发布进一步明确了技术要求与性能底线，为高功率密度、高防护等级、智能化管理等技术创新方向提供了规范框架。在该标准的引导下，移动充电服务有望在高速公路应急救援、偏远地区补电、大型活动临时保电、车辆道路救援等场景中发挥更大的作用。5.2对标准体系的完善意义本标准是IEC61851-3系列标准的重要组成部分，其发布进一步完善了电动汽车充电系统的国际标准体系：-与IEC61851-1（一般要求）、IEC61851-3-1（直流供电设备一般要求）形成层次清晰的“通用+特殊”标准架构；-与IEC61851-23（直流充电站）、IEC61851-24（直流充电控制通信）等标准在技术要求上保持一致和协调；-为后续其他特殊类型充电设备标准的制定提供了可供参考的技术范式。5.3对中国标准化工作的启示对中国而言，IECTS61851-3-2:2023的发布具有重要的借鉴和参考价值：加快国内标准体系建设目前，我国已发布GB/T18487.1《电动汽车传导充电系统第1部分：通用要求》和GB/T18487.3《电动汽车传导充电系统第3部分：直流充电设备》等国家标准，但针对便携式和移动式直流充电设备的专项安全标准尚不完善。建议相关标准化技术委员会加快研究制定符合我国国情和产业需求的标准文件，参照IECTS61851-3-2的技术框架，结合国内产品特点和使用场景予以本地化完善。提升国际标准话语权我国作为全球最大的电动汽车市场，充电设备产量和保有量均居世界首位。在便携式和移动式充电设备领域，我国企业已具备较强的技术实力和丰富的应用经验。建议国内标准化机构和龙头企业进一步加大参与IEC/TC69国际标准制定工作的力度，将中国方案和中国经验融入国际标准。六、结论IECTS61851-3-2:2023《电动汽车导电充电系统第3-2部分：保护依赖于双重或加强绝缘的直流电动汽车供电设备便携式和移动设备的特殊要求》是国际电工委员会针对便携式和移动式直流充电设备发布的专项技术规范，填补了该领域国际标准的空白。该标准以双重绝缘和加强绝缘作为电击防护的核心技术路径，从绝缘防护、机械强度、环境适应性、热安全、功能安全和电磁兼容性等多个维度构建了系统完整的技术要求体系，为这类设备的设计、制造、检测和使用提供了权威的技术依据。随着电动汽车产业的持续发展和充电场景的日趋多元化，便携式和移动式直流充电设备将成为固定充电设施的重要补充，在应急救援、临时补电、特殊场景供电等方面发挥不可替代的作用。可以预见，本标准将作为这一新兴领域的基础性标准，对全球范围内便携式和移动式直流充电设备的产业发展产生深远影响。与此同时，随着直流快充功率等级向更高水平演进以及车网互动（V2G）等新业态的兴起，该标准的修订和扩展需求也将持续存在。建议国内外相关标准化机构加强合作，密切跟踪技术创新和产业发展动态，适时启动标准的修订或增补工作，确保标准始终保持与技术发展和市场需求相适应的水平。参考文献[1]IECTS61851-3-2:2023,Electricvehicleconductivechargingsystem-Part3-2:DCEVsupplyequipmentwhereprotectionreliesondoubleorreinforcedinsulation-Particularrequirementsforportableandmobile