淺談新國(guó)標(biāo)GB/T18487.1-2023充電樁的剩余電流檢測(cè)要求

單位：浙江巨磁智能技術(shù)有限公司，作者：黃天嘯

一、標(biāo)準(zhǔn)修訂歷程：

2023年9月7日，由工業(yè)和信息化部提出、全國(guó)汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口的GB/T18487.1-2023《電動(dòng)汽車(chē)傳導(dǎo)充電用連接裝置第1部分：通用要求》和GB/T20234.3-2023《電動(dòng)汽車(chē)傳導(dǎo)充電用連接裝置第3部分：直流充電接口》兩項(xiàng)推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)由國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)正式發(fā)布，標(biāo)準(zhǔn)于2023年9月7日實(shí)施。

圖1? GB/T18487.1、GB/T20234.3標(biāo)準(zhǔn)修訂歷程

二、標(biāo)準(zhǔn)修訂背景：

依據(jù)公安部交通管理局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，截至2023年6月底，全國(guó)新能源汽車(chē)保有量達(dá)1620萬(wàn)輛，占汽車(chē)總量的4.94%。我國(guó)新能源汽車(chē)保有量從2015年的58萬(wàn)量發(fā)展至今年上半年的1620萬(wàn)量，由占汽車(chē)總量的0.34%提升至4.94%，這意味每100輛汽車(chē)中就有接近5輛是新能源汽車(chē)。當(dāng)前我國(guó)新能源汽車(chē)市場(chǎng)已由政策推動(dòng)發(fā)展到以市場(chǎng)推動(dòng)，在全球新能源汽車(chē)市場(chǎng)中，份額占比已超60%。

隨著新能源汽車(chē)的市場(chǎng)保有量持續(xù)攀升，充電樁也加足馬力地在全國(guó)鋪展建設(shè)。中國(guó)充電聯(lián)盟發(fā)布8月全國(guó)電動(dòng)汽車(chē)充換電基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)行情況。數(shù)據(jù)顯示，截至2023年8月，公共充電樁保有量為227.2萬(wàn)臺(tái)，8月比7月公共充電樁增加6.1萬(wàn)臺(tái)，同比增長(zhǎng)39.9％。隨著汽車(chē)充電樁的大量使用，老舊的充電樁的安全隱患及各類(lèi)事故也開(kāi)始頻頻發(fā)生。各種問(wèn)題事故的發(fā)生也促進(jìn)了充電樁新標(biāo)準(zhǔn)的修訂需求。作為充電設(shè)備的總領(lǐng)性標(biāo)準(zhǔn)的GB/T 18487.1-2015《電動(dòng)汽車(chē)傳導(dǎo)充電系統(tǒng)第一部分：通用要求》頒布實(shí)施至今已有8年時(shí)間，新標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18487-2023基于原標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求，總結(jié)吸取了市場(chǎng)上現(xiàn)存的各類(lèi)問(wèn)題隱患，著重在安全可靠性方面進(jìn)行了額外的規(guī)定。

三、充電樁的剩余電流（漏電流）檢測(cè)要求

新標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于充電過(guò)程的安全性與可靠性進(jìn)行了進(jìn)一步規(guī)定要求。尤其是對(duì)于充電設(shè)備的剩余電流檢測(cè)要求，相較于原有的標(biāo)準(zhǔn)提出了更為安全可靠的保護(hù)措施。小編梳理了新舊標(biāo)準(zhǔn)的剩余電流要求異同點(diǎn)共大家分享。

圖3 GB/T18487.1-2015 交流樁剩余電流的保護(hù)要求

圖4 GB/T18487.1-2023 交流樁剩余電流的保護(hù)要求

在GB/T 18487.1-2023的10.3 剩余電流保護(hù)器章節(jié)中明確要求，對(duì)于交流充電設(shè)備需要具備防故障電流的保護(hù)措施：其中最低的剩余電流保護(hù)要求由2015版標(biāo)準(zhǔn)的A型剩余電流保護(hù)升級(jí)到了至少為A型且直流6mA及以上的剩余電流保護(hù)。

圖5 各類(lèi)型剩余電流的電流波形

上圖為各型號(hào)的剩余電流保護(hù)波形表，其中A型剩余電流的保護(hù)范圍為交流剩余電流與脈動(dòng)直流剩余電流。新標(biāo)準(zhǔn)中新增的便是6mA及以上的平滑直流剩余電流的保護(hù)。即我們目前市場(chǎng)上常稱(chēng)的A+6方案。

圖6 GB/T18487.1-2023 直流樁剩余電流的保護(hù)要求

同時(shí)在新國(guó)標(biāo)10.3.102章節(jié)直流供電設(shè)備剩余電流保護(hù)器中首次提出了在直流樁內(nèi)可以配備同10.3交流供電設(shè)備剩余電流保護(hù)功能的保護(hù)器或保護(hù)單元來(lái)進(jìn)行直流供電設(shè)備的剩余電流保護(hù)。這是2015國(guó)標(biāo)中未提及的內(nèi)容，在直流樁配備了剩余電流保護(hù)功能后將進(jìn)一步提高直流樁的安全性與可靠性。

四、新國(guó)標(biāo)充電樁剩余電流更新檢測(cè)直流電的原因

對(duì)于剩余電流的檢測(cè)，我們家用的漏保常用的是通過(guò)互感器去感知工頻正弦的交流剩余電流。而互感器的原理是通過(guò)感知變化的磁場(chǎng)來(lái)檢測(cè)電流值。直流電流所產(chǎn)生的直流磁場(chǎng)的特點(diǎn)是不隨時(shí)間變化，磁場(chǎng)方向始終保持恒定。在直流剩余電流的應(yīng)用場(chǎng)景中，傳統(tǒng)的互感器將不再適用，如下圖所示，下圖為A型漏保中磁芯的磁化檢測(cè)曲線。隨著直流電流的增大，互感器磁芯的飽和將發(fā)生偏置，會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)互感器感知能力失準(zhǔn)的現(xiàn)象，致使傳統(tǒng)A型及AC型漏保無(wú)法正確的檢測(cè)和保護(hù)，危及到人身安全。2023新標(biāo)準(zhǔn)完善了對(duì)于直流漏電的檢測(cè)和保護(hù)要求，避免了直流剩余電流的安全隱患。

圖7 A型互感器在直流環(huán)境中的BH曲線圖

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五、MAGTRON RCMU系列剩余電流傳感器

浙江巨磁智能有限公司，位于浙江嘉興。是一家國(guó)內(nèi)最早設(shè)計(jì)剩余電流檢測(cè)芯片的公司。自主設(shè)計(jì)的磁通門(mén)iFluxgate^?電流檢測(cè)芯片擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)及專(zhuān)利，并批量應(yīng)用于充電樁剩余電流保護(hù)傳感器RCMU101系列中。磁通門(mén)的剩余電流傳感器是目前市場(chǎng)上最適合充電樁剩余電流檢測(cè)保護(hù)的器件，除了傳統(tǒng)的交流電流外對(duì)于新國(guó)標(biāo)要求6mA及以上的純平滑直流也能夠完美實(shí)現(xiàn)檢測(cè)。

對(duì)于新國(guó)標(biāo)的升級(jí)，浙江巨磁RCMU101SN-E系列RCD采用端子外接穿線的設(shè)計(jì)方案?？梢酝ㄟ^(guò)原國(guó)標(biāo)板預(yù)置的外接插座端子，為客戶實(shí)現(xiàn)快速升級(jí)到滿足新國(guó)要求的方案。

圖8 MAGTRON RCMU系列剩余電流傳感器

圖9 MAGTRON充電樁漏電流檢測(cè)解決方案