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；便携式设备；双重绝缘；加强绝缘；IEC技术规范Keywords:ElectricVehicle;ConductiveChargingSystem;DCPowerSupplyEquipment;PortableEquipment;DoubleInsulation;ReinforcedInsulation;IECTechnicalSpecification1引言1.1标准立项背景在全球碳中和目标与能源转型战略的双重驱动下，电动汽车产业正经历前所未有的快速增长。国际能源署（IEA）发布的《GlobalEVOutlook2024》数据显示，2023年全球电动汽车销量突破1400万辆，同比增长35%，保有量已超过4000万辆。充电基础设施作为电动汽车产业发展的关键支撑，其安全性与可靠性直接关系到用户的出行体验和生命财产安全。在各类充电设备中，便携式和移动式直流充电设备因其独特的应用优势受到市场高度关注。与固定安装式充电桩相比，便携式直流充电设备具有以下显著特点：其一，体积小、重量轻，可随车携带，满足用户随时随地补电需求；其二，部署灵活，无需复杂的土建施工和电网改造，特别适用于临时性、应急性充电场景；其三，成本相对较低，降低了用户购置门槛。然而，这些特点也带来了新的安全挑战：设备频繁搬运导致机械损坏风险增加，使用环境不可控（如户外风雨、高温低温、粉尘潮湿等），操作人员可能不具备专业电气知识，线缆反复弯折收放导致绝缘老化加速等。1.2标准立项必要性在IECTS61851-3-2:2023发布之前，便携式和移动式直流充电设备的安全要求主要参照IEC61851-3系列中针对固定安装设备的规定。然而，固定安装式设备与便携式设备在使用场景、环境条件、操作方式、维护周期等方面存在本质差异，直接套用导致以下几方面问题：第一，绝缘防护要求不匹配。固定安装式设备通常安装于受控环境中，其绝缘系统设计基于相对稳定的环境条件。而便携式设备可能在雨雪天气、潮湿环境、高低温交替等恶劣条件下使用，对双重绝缘或加强绝缘的耐受性能提出了更高要求。原有标准未对这些严苛条件下的绝缘性能做出针对性规定。第二，机械强度要求不足。便携式设备在使用过程中不可避免地面临跌落、碰撞、挤压、振动等机械应力，而固定安装式设备的标准要求未充分考虑这些因素。实际使用中，因设备外壳破损导致内部带电部件外露的安全事故时有发生。第三，线缆管理要求缺失。便携式设备的充电线缆在使用中需要反复缠绕、拉伸、弯折，线缆与设备本体连接部位承受较大机械应力，容易导致绝缘层破损、导体疲劳断裂等隐患。原标准对线缆的弯曲寿命、拉力承受能力、连接部位的防护等缺乏明确规定。第四，标识与说明书要求不够细化。便携式设备面向的用户群体更加广泛，包括非专业用户，需要在标识和说明书中提供更加清晰、详尽的安全操作指引。原标准的相关要求未能充分体现便携式设备的特殊性。因此，制定专门针对便携式和移动式直流充电设备的特殊要求标准，成为国际电工委员会亟待解决的重要课题。1.3标准编制过程IECTS61851-3-2:2023由国际电工委员会IEC/TC69（电动道路车辆和电动工业载重车技术委员会）归口制定。该标准的编制工作经历了以下几个重要阶段：2019年，IEC/TC69在修订IEC61851-3系列标准过程中，注意到便携式和移动式直流充电设备在全球市场快速增长，但其安全标准存在空白。德国、中国、美国等成员国代表在会上明确提出制定专项标准的建议。2020年至2021年，IEC/TC69成立专门工作组（WG），由中国、德国、日本、美国、法国、韩国等主要汽车和电气大国的专家共同参与标准草案的起草工作。工作组通过多轮会议研讨，逐步明确了标准的技术框架和核心条款。2022年，标准草案进入委员会草案（CD）征求意见阶段，共收到各成员国反馈意见200余条。工作组对所有意见进行了逐一讨论和处理，对标准的技术内容进行了多轮修改完善。2023年初，标准进入最终草案（FDIS）投票阶段，各成员国一致通过。2023年7月18日，IECTS61851-3-2:2023正式发布。2标准主要内容解读2.1标准适用范围IECTS61851-3-2:2023适用于保护依赖于双重绝缘或加强绝缘的直流电动汽车供电设备（DCEVSE）中的便携式和移动式设备。标准明确了"便携式设备"的定义：能够由单人徒手搬运且在使用过程中可移动的设备；以及"移动式设备"的定义：安装在轮式底座或其他可移动装置上，但通常在一个固定位置使用的设备。标准适用的关键条件包括：设备额定输入电压不超过AC1000V或DC1500V；设备的触电保护依赖于双重绝缘或加强绝缘（即II类设备）；设备提供直流充电功能；设备可以是便携式或移动式。标准不适用于固定安装式直流充电设备，也不适用于交流充电设备。2.2核心技术要求2.2.1绝缘防护要求针对便携式和移动式设备的使用环境特点，标准在IEC61851-3-1通用要求的基础上，对双重绝缘和加强绝缘提出了更加严格的技术指标。标准要求，双重绝缘和加强绝缘的电气强度试验电压值应较固定安装式设备提高10%~15%，以充分考虑设备在移动使用过程中绝缘系统可能受到的机械应力和环境应力累积效应。同时，标准增加了绝缘材料的老化耐久性试验要求，包括湿热循环试验（温度25℃~55℃，相对湿度95%，持续48小时）、温度冲击试验（-30℃至+50℃，循环次数不少于50次）等，确保绝缘系统在整个使用寿命期内保持可靠的防护性能。此外，标准特别关注了便携式设备在户外使用时的防水防尘性能，要求设备外壳防护等级不低于IP54，并在此基础上增加了特定角度的淋雨试验要求，模拟设备在倾斜状态下遭遇降雨的条件。2.2.2机械强度要求标准对便携式设备的机械强度提出了系统性的试验要求：跌落试验：设备应能承受从1米高度自由跌落至混凝土表面的冲击而不发生影响安全性能的损坏。试验在设备六个面、四个棱角方向分别进行，共10次。碰撞试验：模拟设备在运输和使用过程中可能遭受的碰撞冲击，采用摆锤冲击试验方法，冲击能量不低于5J。振动试验：设备在运输过程中需承受不同频率和振幅的振动环境，试验按照IEC60068-2-6的要求，在三个互相垂直的轴向上分别进行扫频振动试验，频率范围10Hz~150Hz。外壳强度试验：使用符合IEC61032标准规定的试验探针，在外壳的薄弱部位（如接缝、开口、把手连接处等）施加规定的力，验证外壳的机械强度。2.2.3线缆与连接器要求线缆系统是便携式设备安全的关键薄弱环节。标准对此提出了全面要求：-弯曲寿命试验：充电线缆应能承受不少于10000次规定角度和半径的弯曲循环试验，试验后线缆绝缘层不得出现可见裂纹或破损，导体不得断裂。-拉力承受试验：线缆与设备本体的连接部位应能承受不小于200N的静拉力（持续1分钟），连接部位不得出现松动、脱落或内部导体位移。-线缆保护装置：设备与线缆连接处应设置有效的应力释放和保护装置，防止线缆在使用中被过度弯折。-磨损试验：线缆外护套应通过规定的耐磨试验，确保在反复拖拽、摩擦条件下不会露内部绝缘层。2.2.4环境适应性要求便携式设备需适应各种复杂多变的使用环境。标准规定设备的工作温度范围为-30℃至+50℃（根据设备标识可适当调整），存储温度范围为-40℃至+70℃。设备在高温高湿、低温、温度骤变等条件下均应保证安全性能满足要求。针对可能存在的户外使用场景，标准增加了紫外线老化试验要求。设备外壳材料经500小时紫外老化试验后，其机械性能和电气绝缘性能不得有明显下降。2.2.5标识与说明书要求考虑到便携式设备使用者的多样性，标准对标识和说明书提出了更加明确和严格的要求：-设备本体应清晰标注"便携式直流充电设备"字样，以及"仅供户外/室内使用"（视实际防护等级确定）的标识。-标识内容应包括额定输入电压、额定输出电压、额定输出电流、防护等级、适用电动汽车类型、使用环境温度范围等关键参数。-说明书应用简体中文和英文（或销售目标国家的主要语言）编写，内容应包含详细的安全操作指引、环境限制说明、维护保养方法和故障排除指南。-说明书应特别强调禁止在雷雨天气使用、禁止在易燃易爆环境中使用、禁止自行拆解维修等安全警示事项。2.3标准创新点IECTS61851-3-2:2023相较于原有标准体系，在以下方面实现了重要创新：首次分类管控：首次在国际标准层面将便携式和移动式设备从通用标准中分离出来，建立差异化的技术要求体系，体现了标准的精准化管理理念。风险评估方法创新：引入了基于风险评定的技术路径，允许制造商在满足基本安全要求的前提下，通过系统的风险分析来优化设计方案，在保证安全的同时促进技术创新。全生命周期考量：从设备的设计、制造、运输、使用到维护的全生命周期维度制定安全要求，体现了更加系统和全面的安全保障思路。2.4标准测试验证方法标准为各项技术要求配套了详细的测试验证方法：-绝缘性能测试：按照IEC60243-1标准进行介电强度试验，按照IEC60060-1标准进行冲击电压试验，按照IEC60167标准进行绝缘电阻测量。-机械性能测试：按照IEC60068-2-31进行跌落试验，按照IEC60068-2-75进行摆锤冲击试验，按照IEC60068-2-6进行振动试验。-环境试验：按照IEC60068-2-1进行低温试验，按照IEC60068-2-2进行高温试验，按照IEC60068-2-30进行湿热循环试验，按照IEC60068-2-5进行太阳辐射试验。-线缆测试：按照IEC60227-2和IEC60245-2标准进行线缆弯曲和耐磨性能测试。3标准实施意义与影响3.1对产业发展的推动作用IECTS61851-3-2:2023的发布实施，对全球便携式和移动式直流充电设备产业将产生深远影响。在产品质量提升方面，该标准为制造商提供了明确、系统的产品设计要求，有助于企业从设计源头把控产品安全性，减少因设计缺陷导致的产品召回和安全事故。标准中量化的技术指标（如跌落高度、弯曲次数、拉力值等）使产品验证有据可依，推动了行业整体质量水平的提升。在市场秩序规范方面，标准的发布为市场监管提供了技术依据，有助于淘汰不符合安全要求的劣质产品，保护合规企业的合法权益，引导行业从"低价竞争"向"质量竞争"转变。在国际贸易促进方面，作为国际标准，IECTS61851-3-2:2023为各国建立统一的认证认可制度提供了技术基础，有助于消除技术性贸易壁垒，促进便携式充电设备的国际贸易自由化和便利化。3.2对安全监管的技术支撑该标准为国家层面的安全监管提供了权威的技术依据。标准中规定的测试方法、技术指标和安全要求，可直接作为市场监督抽查、产品认证、事故调查的技术判定准则。同时，标准的发布为各国制定或修订便携式充电设备相关的法律法规、强制性认证制度提供了重要的技术参考。以中国为例，随着该标准的发布，中国相关部门可以据此完善GB/T18487系列标准中针对便携式直流充电设备的内容，或制定专门的行业标准，填补国内在该领域的标准空白。3.3主要起草单位介绍德国VDE测试认证研究院（VDETestingandCertificationInstitute）作为IECTS61851-3-2:2023的主要起草和牵头单位之一，德国VDE测试认证研究院在全球电气安全和充电基础设施领域享有极高权威地位。VDE成立于1920年，总部位于德国奥芬巴赫，是欧洲历史最悠久、最具影响力的电气工程标准化和认证机构之一。VDE在电动汽车充电安全领域拥有数十年的技术积累，其专家长期担任IEC/TC69的核心职务，主导或参与了IEC61851系列全部标准的制定工作。在IECTS61851-3-2的编制过程中，VDE承担了标准技术框架设计、核心试验方法验证、多家企业产品比对测试等关键工作。VDE的电气安全实验室配备了国际先进的绝缘测试设备和环境试验设备，能够模拟各种恶劣环境条件开展试验研究。此外，VDE还依托其全球化的认证服务网络，为便携式直流充电设备制造商提供检测、认证和技术咨询服务，推动标准在全球范围内的有效实施。4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》的发布，是国际标准化组织针对电动汽车充电设备安全领域持续完善的重要成果。该标准首次系统性地为便携式和移动式直流充电设备建立了专项安全技术要求，填补了国际标准在该领域的空白。标准通过细化绝缘防护、机械强度、线缆管理、环境适应性、标识与说明书等方面的要求，充分回应了便携式设备所面临的特殊安全风险和使用场景需求，为制造商提供了明确的设计依据，为检测认证机构提供了科学的测试方法，为监管部门和终端用户提供了可靠的安全保障。参考文献[1]IECTS61851-3-2:2023,Electricvehicleconductivechargingsystem-Part3-2:DCEVsupplyequipmentwhereprotectionreliesondoubleorreinforcedinsulation-Particularrequirementsforportableandmobileequipment[S].Geneva:I