ISO 5474-22024 电动道路车辆-车辆和外部电路之间电力传输的功能和安全要求-第2部分交流电力传输标准立项发展报告

电动道路车辆——车辆和外部电路之间电力传输的功能和安全要求——第2部分：交流电力传输标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Electricallypropelledroadvehicles—Functionalandsafetyrequirementsforpowertransferbetweenvehicleandexternalelectriccircuit—Part2:ACpowertransfer摘要随着全球电动汽车产业的迅猛发展，车辆与外部电路之间的电力传输安全性与功能兼容性问题日益凸显。国际标准化组织（ISO）于2024年6月7日正式发布ISO5474-2:2024《电动道路车辆——车辆和外部电路之间电力传输的功能和安全要求——第2部分：交流电力传输》，该标准作为ISO5474系列标准的重要组成部分，系统规定了电动汽车在进行交流电力传输时的功能要求、安全性能指标及测试验证方法。本报告对该标准的立项背景、编制历程、核心技术内容、主要参编单位及行业影响进行系统梳理与深入分析。报告指出，ISO5474-2:2024的发布填补了国际层面电动汽车交流电力传输专用功能安全标准的空白，对统一全球电动汽车充电技术规范、促进产业协同发展、保障用户生命财产安全具有重要意义。该标准与IEC61851系列标准形成互补关系，共同构建了覆盖交流与直流充电场景的完整标准体系，将对我国电动汽车标准体系建设及产业国际化发展产生深远影响。关键词：电动道路车辆；交流电力传输；功能安全；充电接口；国际标准；ISO5474AbstractWiththerapiddevelopmentoftheglobalelectricvehicleindustry,issuesconcerningthesafetyandfunctionalcompatibilityofpowertransferbetweenvehiclesandexternalelectriccircuitshavebecomeincreasinglyprominent.TheInternationalOrganizationforStandardization(ISO)officiallyreleasedISO5474-2:2024"Electricallypropelledroadvehicles—Functionalandsafetyrequirementsforpowertransferbetweenvehicleandexternalelectriccircuit—Part2:ACpowertransfer"onJune7,2024.AsanimportantcomponentoftheISO5474series,thisstandardsystematicallyspecifiesfunctionalrequirements,safetyperformanceindicators,andtestverificationmethodsforACpowertransferinelectricvehicles.Thisreportprovidesasystematicreviewandin-depthanalysisofthestandard'sbackground,developmentprocess,coretechnicalcontent,majorparticipatingorganizations,andindustryimpact.ThereportpointsoutthatthereleaseofISO5474-2:2024fillsthegapininternationalstandardsfordedicatedfunctionalsafetyrequirementsforACpowertransferinelectricvehicles,andisofgreatsignificanceforunifyingglobalelectricvehiclechargingtechnicalspecifications,promotingcoordinatedindustrialdevelopment,andensuringthesafetyofusers'lifeandproperty.ThisstandardcomplementstheIEC61851series,collectivelyformingacompletestandardsystemcoveringbothACandDCchargingscenarios.ItspublicationwillexertprofoundinfluenceontheconstructionofChina'selectricvehiclestandardsystemandtheinternationalizationoftheindustry.Keywords:Electricallypropelledroadvehicles;ACpowertransfer;Functionalsafety;Charginginterface;Internationalstandard;ISO5474一、引言1.1研究背景全球汽车产业正处于以电动化、智能化、网联化为核心的深刻变革之中。据国际能源署（IEA）发布的《GlobalEVOutlook2024》数据，2023年全球电动汽车保有量已突破4000万辆，同比增长约40%，其中中国、欧洲和美国市场占据主导地位。随着电动汽车保有量的持续攀升，充电基础设施的建设规模也在快速扩大，车辆与充电设施之间的电力传输安全已成为关乎产业健康发展和公共安全的重大课题。交流充电作为电动汽车最主要的能量补给方式之一，广泛应用于家庭充电、公共慢充及半快充场景，其传输功率范围通常涵盖3.7kW至43kW。相较于直流快充，交流充电涉及更为复杂的车载充电机（OBC）交互逻辑、接地保护机制、剩余电流检测及控制导引电路等关键环节，对功能安全提出了特有要求。然而，长期以来，国际层面尚未形成专门针对交流电力传输功能与安全要求的统一标准，相关技术要求分散于多个标准文件之中，导致各国和各企业在技术要求、测试方法及安全指标上存在显著差异。1.2ISO5474系列标准概况ISO5474系列标准是国际标准化组织下属的道路车辆技术委员会ISO/TC22（Roadvehicles）针对电动道路车辆电力传输系统制定的系列国际标准。该系列标准旨在为电动汽车与外部电路之间的电力传输提供统一的功能和安全要求框架。其中，ISO5474-1规定了电力传输的通用功能和安全要求，ISO5474-2则聚焦于交流电力传输的特殊性要求，而计划中的后续部分将覆盖直流电力传输、无线电力传输等应用场景。1.3标准立项必要性在ISO5474-2:2024发布之前，电动汽车交流充电的功能与安全要求主要参考IEC61851-1（电动汽车传导充电系统通用要求）及IEC61851-21-2（电动汽车交流充电电磁兼容要求）等标准。然而，这些标准侧重于充电系统的通用要求和电网侧接口规范，对车辆侧的功能安全要求、控制逻辑、故障响应机制等方面的规定相对宽泛，未能充分覆盖交流电力传输中车辆内部系统（如车载充电机、电池管理系统、整车控制器等）之间的功能交互与安全协调要求。因此，亟需从整车角度制定一项专门的国际标准，明确交流电力传输过程中车辆内部各系统间的功能分配、安全要求及验证方法。二、标准编制历程2.1立项阶段ISO5474-2标准的立项工作可追溯至2019年。随着IEC61851-1:2017的修订完成以及ISO17409:2020（电动道路车辆——传导充电时与外部电路连接的电安全要求）的发布，国际标准化组织认识到需要进一步细化和补充交流电力传输场景下的功能与安全要求。在此背景下，ISO/TC22/SC37（电气驱动系统分技术委员会）于2020年初正式提出了ISO5474-2的立项建议，并成立专项工作组WG3负责该标准的研制工作。2.2编制过程从立项到正式发布历时约四年，标准编制过程经历了多个关键阶段：工作组先后组织了来自全球主要汽车制造商、充电设施供应商、检测认证机构及科研院所的专家参与起草讨论。编制期间，工作组充分参考了联合国欧洲经济委员会（UNECE）关于电动汽车安全的技术法规文件、IEC61851系列标准的最新修订成果，以及中国、欧盟、美国、日本等主要国家和地区在电动汽车充电安全领域的法规和标准实践经验。标准草案经过多轮工作组会议讨论、委员会投票（CD、DIS、FDIS）等阶段，最终于2024年6月7日正式发布。2.3与相关标准的协调在编制过程中，工作组特别注重与IEC61851-1:2017、ISO17409:2020等相关标准的技术协调，确保ISO5474-2中的功能要求与安全要求在充电系统标准与整车安全标准之间形成有效衔接，避免重复和冲突。三、标准主要内容ISO5474-2:2024标准共分为若干主要章节，系统规定了电动道路车辆在进行交流电力传输时的功能与安全要求。3.1范围本标准适用于交流传导式电力传输的电动道路车辆（包括纯电动汽车、插电式混合动力汽车等），规定了车辆在与外部交流电源连接进行电力传输时的功能要求、安全要求及相应的试验方法。标准涵盖了电力传输过程中涉及的控制导引（ControlPilot）。通信交互、充电连接确认、绝缘监测、剩余电流保护的整车集成要求及车载充电机（OBC）的关键功能与安全指标。3.2规范性引用文件标准规范性引用了多项关键国际标准，包括但不限于：-ISO17409:2020电动道路车辆——传导充电时与外部电路连接的电安全要求-IEC61851-1:2017电动汽车传导充电系统——第1部分：通用要求-IEC62196-3插头、插座、车辆接口及车辆连接器——第3部分：直流及交流/直流复合车辆耦合器的尺寸兼容性和互换性要求-ISO6469-1电动道路车辆——安全规范——第1部分：车载可充电储能系统（RESS）-ISO6469-2电动道路车辆——安全规范——第2部分：车辆运行安全故障与防护措施3.3术语和定义标准明确了包括“交流电力传输”“控制导引功能”“充电连接确认”“车载充电机”“接地监测”等在内的核心术语定义，为各相关方在技术交流和标准实施中提供了统一的概念基础。3.4功能要求在功能要求方面，标准重点规定了交流充电过程中车辆与供电设备（EVSE）之间的控制导引电路的功能逻辑要求，包括连接状态检测、充电电流设置、充电启动与停止控制、故障信号传输等功能交互要求。同时，标准对车载充电机的功率调节能力、输入电压/频率适应范围、功率因数和谐波抑制功能等提出了明确要求。此外，标准还规定了车辆处于充电状态时的行驶锁止保护、充电口电子锁等功能安全措施，防止带电状态下断开连接引发安全事故。3.5安全要求安全要求部分主要涵盖电击防护、过热保护、接地连续性和绝缘监测等方面。标准要求车辆在交流充电期间必须满足特定的绝缘电阻要求，确保在正常和单一故障条件下均能有效防止电击危险。针对接地连续性，标准规定了接地监测的响应时间和断开阈值。此外，标准还对充电过程中的温度监测与降功率策略提出了要求，以防止过充和过热。3.6试验方法为验证上述功能和性能指标的符合性，标准规定了一系列试验方法和试验条件。试验涵盖控制导引电路功能测试验证、绝缘电阻和介电强度测试评估电击防护性能、接地连续性监测功能测试、充电控制逻辑的故障注入测试及环境适应性试验等内容。标准明确了试验条件、试验步骤和判定准则，为标准实施提供了可操作性强的技术依据和统一标尺。四、标准主要参编单位介绍ISO5474-2:2024汇集了全球主要汽车制造商、零部件供应商和研究机构的专家力量。其中，中国汽车技术研究中心有限公司（以下简称“中汽中心”）作为中国在该标准编制过程中的核心参与单位之一，发挥了不可替代的重要作用。中汽中心是隶属于国务院国有资产监督管理委员会的正局级科研事业单位，成立于1985年，总部位于天津市，是中国汽车行业权威的技术研究与标准化工作归口单位。中汽中心是国际标准化组织道路车辆技术委员会（ISO/TC22）的中国对口单位（即中国技术归口单位），负责组织国内汽车行业专家参与国际标准的制修订工作，承担着中国汽车标准与国际接轨的重要桥梁职能。在ISO5474-2标准的编制过程中，中汽中心牵头组建了中国专家工作组，广泛征集国内主要整车企业、充电设施运营商、检测机构等单位的意见和技术数据，形成具有中国产业特色的提案和修改意见。中国专家在标准讨论中，结合中国在电动汽车充电安全领域积累的大量实地运行数据和验证经验，特别是在充电接口耐久性、恶劣环境适应性、车桩互操作性等方面的技术积累，为标准的完善提供了有力支撑，多条关键修改意见被标准编制组采纳。此外，中汽中心还承担了部分验证试验工作，为标准的可靠性提供了试验支撑。中汽中心同时负责制定和修订我国电动汽车领域的国家标准（GB/T系列），2023年牵头修订了GB/T18487.1《电动汽车传导充电系统——第1部分：通用要求》，在充电系统安全要求和测试方法方面积累了丰富经验，这些经验为其参与ISO5474-2的编制提供了重要的技术支撑。五、标准的技术特点与创新5.1构建了面向交流充电场景的整车功能安全框架ISO5474-2:2024的创新之处在于首次从整车系统层面构建了完整的交流电力传输功能安全框架。该框架将车辆内部的车载充电机、电池管理系统、整车控制器及充电接口等子系统纳入统一的安全逻辑体系，以故障模式与影响分析为方法论基础，建立了涵盖故障检测、风险响应、降功率保护、安全断开等多层级的防护机制。5.2引入了分级故障响应机制标准引入了分级故障响应（TieredFaultResponse）机制，根据故障的严重程度和潜在风险等级，规定了不同的响应措施——从简单的告警提示到降功率运行，直至紧急断开充电回路。这一机制既确保了安全性，又兼顾了可用性，避免了因微小异常即触发完全断电而影响用户充电体验的情况。5.3强化了车辆与供电设备间的协同安全要求标准特别强调了车辆与供电设备之间的协同安全要求，明确了双方在控制导引功能中的职责边界和信息交互要求。车辆应具有独立于供电设备的保护机制，在供电设备出现异常时仍能保障车辆自身安全；同时，车辆应能向供电设备提供必要的状态信息（如绝缘故障信号），实现双向联动的安全保护。六、标准实施的意义与影响6.1对国际标准体系的完善ISO5474-2:2024的发布填补了国际标准化层面电动汽车交流电力传输专用功能安全标准的空白。该标准与ISO17409:2020形成互补，前者侧重整车功能与安全要求，后者聚焦电安全与防护要求；同时与IEC61851系列标准形成从“整车视角”与“系统视角”的有力互补，共同构建了更加完整、层次分明、逻辑自洽的国际标准体系。从产业链层面来看，ISO5474-2:2024为整车企业、充电设施制造商、零部件供应商和检测认证机构提供了统一的技术依据，有助于消除各国家和地区在技术要求上的差异，降低产品开发和市场准入成本。对于全球电动汽车产业的协同发展，该标准将有力促进跨区域、跨品牌的互联互通。6.2对中国电动汽车产业的影响对中国而言，ISO5474-2:2024的发布具有重要的现实意义。近年来，中国电动汽车出口规模快速增长，2023年新能源汽车出口量超过120万辆。然而，不同目标市场在充电安全技术要求上的差异给出口企业带来了额外的认证成本和技术适配负担。ISO5474-2:2024作为统一的国际标准，为出口产品的研发和认证提供了明确指引，有助于降低合规成本。与此同时，我国正在积极推进充电基础设施建设和车网融合（V2G）应用试点工作，该标准为相关技术方案的设计和验证提供了重要的国际参照依据。6.3对标准实施的政策建议面对ISO5474-2:2024的发布，建议我国相关标准化管理机构组织开展标准比对分析，评估该标准与我国现有国家标准体系（如GB/T18487.1等）之间的技术差异，适时启动相应国家标准的修订或采标工作。同时建议行业组织加强标准宣贯和培训，推动整车及零部件企业在产品开发初期即对标国际标准要求。此外，还应鼓励国内更多企业和研究机构深度参与国际标准化活动，在国际标准制修订中贡献中国智慧。七、结论与展望ISO5474-2:2024的发布是电动汽车国际标准化领域的一项重要里程碑。该标准系统回应了产业界对交流电力传输功能与安全要求的统一规范需求，以整车功能安全为主线，构建了涵盖功能要求、安全要求与试验方法的完整技术框架，填补了ISO在电动道路车辆交流电力传输专项标准方面的空白。标准的发布不仅为全球电动汽车制造商提供了统一的技术规范，也为各国标准的协调统一奠定了重要基础。在我国加快构建以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局背景下，积极采用和转化ISO5474-2:2024等先进国际标准，不仅有助于提升我国电动汽车产业的技术水平和国际竞争力，更将为推动全球汽车产业绿色低碳转型贡献中国力量。参考文献[1]ISO5474-2:2024,Electricallypropelledroadvehicles—Functionalandsafetyrequirementsforpowertransferbetweenvehicleandexternalelectriccircuit—Part2:ACp