淺談新國標GB/T18487.1-2023充電樁的剩余電流檢測要求

單位：浙江巨磁智能技術有限公司，作者：黃天嘯

一、標準修訂歷程：

2023年9月7日，由工業(yè)和信息化部提出、全國汽車標準化技術委員會歸口的GB/T18487.1-2023《電動汽車傳導充電用連接裝置第1部分：通用要求》和GB/T20234.3-2023《電動汽車傳導充電用連接裝置第3部分：直流充電接口》兩項推薦性國家標準由國家市場監(jiān)督管理總局、國家標準化管理委員會正式發(fā)布，標準于2023年9月7日實施。

圖1? GB/T18487.1、GB/T20234.3標準修訂歷程

二、標準修訂背景：

依據(jù)公安部交通管理局統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，截至2023年6月底，全國新能源汽車保有量達1620萬輛，占汽車總量的4.94%。我國新能源汽車保有量從2015年的58萬量發(fā)展至今年上半年的1620萬量，由占汽車總量的0.34%提升至4.94%，這意味每100輛汽車中就有接近5輛是新能源汽車。當前我國新能源汽車市場已由政策推動發(fā)展到以市場推動，在全球新能源汽車市場中，份額占比已超60%。

隨著新能源汽車的市場保有量持續(xù)攀升，充電樁也加足馬力地在全國鋪展建設。中國充電聯(lián)盟發(fā)布8月全國電動汽車充換電基礎設施運行情況。數(shù)據(jù)顯示，截至2023年8月，公共充電樁保有量為227.2萬臺，8月比7月公共充電樁增加6.1萬臺，同比增長39.9％。隨著汽車充電樁的大量使用，老舊的充電樁的安全隱患及各類事故也開始頻頻發(fā)生。各種問題事故的發(fā)生也促進了充電樁新標準的修訂需求。作為充電設備的總領性標準的GB/T 18487.1-2015《電動汽車傳導充電系統(tǒng)第一部分：通用要求》頒布實施至今已有8年時間，新標準GB/T 18487-2023基于原標準的相關要求，總結吸取了市場上現(xiàn)存的各類問題隱患，著重在安全可靠性方面進行了額外的規(guī)定。

三、充電樁的剩余電流（漏電流）檢測要求

新標準中對于充電過程的安全性與可靠性進行了進一步規(guī)定要求。尤其是對于充電設備的剩余電流檢測要求，相較于原有的標準提出了更為安全可靠的保護措施。小編梳理了新舊標準的剩余電流要求異同點共大家分享。

圖3 GB/T18487.1-2015 交流樁剩余電流的保護要求

圖4 GB/T18487.1-2023 交流樁剩余電流的保護要求

在GB/T 18487.1-2023的10.3 剩余電流保護器章節(jié)中明確要求，對于交流充電設備需要具備防故障電流的保護措施：其中最低的剩余電流保護要求由2015版標準的A型剩余電流保護升級到了至少為A型且直流6mA及以上的剩余電流保護。

圖5 各類型剩余電流的電流波形

上圖為各型號的剩余電流保護波形表，其中A型剩余電流的保護范圍為交流剩余電流與脈動直流剩余電流。新標準中新增的便是6mA及以上的平滑直流剩余電流的保護。即我們目前市場上常稱的A+6方案。

圖6 GB/T18487.1-2023 直流樁剩余電流的保護要求

同時在新國標10.3.102章節(jié)直流供電設備剩余電流保護器中首次提出了在直流樁內(nèi)可以配備同10.3交流供電設備剩余電流保護功能的保護器或保護單元來進行直流供電設備的剩余電流保護。這是2015國標中未提及的內(nèi)容，在直流樁配備了剩余電流保護功能后將進一步提高直流樁的安全性與可靠性。

四、新國標充電樁剩余電流更新檢測直流電的原因

對于剩余電流的檢測，我們家用的漏保常用的是通過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感知變化的磁場來檢測電流值。直流電流所產(chǎn)生的直流磁場的特點是不隨時間變化，磁場方向始終保持恒定。在直流剩余電流的應用場景中，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，會導致出現(xiàn)互感器感知能力失準的現(xiàn)象，致使傳統(tǒng)A型及AC型漏保無法正確的檢測和保護，危及到人身安全。2023新標準完善了對于直流漏電的檢測和保護要求，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。是一家國內(nèi)最早設計剩余電流檢測芯片的公司。自主設計的磁通門iFluxgate^?電流檢測芯片擁有自主知識產(chǎn)權及專利，并批量應用于充電樁剩余電流保護傳感器RCMU101系列中。磁通門的剩余電流傳感器是目前市場上最適合充電樁剩余電流檢測保護的器件，除了傳統(tǒng)的交流電流外對于新國標要求6mA及以上的純平滑直流也能夠完美實現(xiàn)檢測。

對于新國標的升級，浙江巨磁RCMU101SN-E系列RCD采用端子外接穿線的設計方案?？梢酝ㄟ^原國標板預置的外接插座端子，為客戶實現(xiàn)快速升級到滿足新國要求的方案。

圖8 MAGTRON RCMU系列剩余電流傳感器

圖9 MAGTRON充電樁漏電流檢測解決方案