車載充電機OBC的絕緣設(shè)計有什么要求

Hello大家好！2025年的第一篇文章終于出爐了。本來想學習一下V2L，但是在看資料的過程中發(fā)現(xiàn)V2L涉及到的范圍比較廣，無法在短時間內(nèi)將V2L搞清楚。所以決定逐個突破，先把重要的OBC搞定。

關(guān)于OBC的工作原理以及硬件設(shè)計原理圖，網(wǎng)上可以查到非常詳細的介紹。因此今天的文章重點不是工作原理介紹，而是電氣安全設(shè)計要求。

老樣子，我不會直接將答案貼出來，而是把這個話題拆成以下幾個小話題。

OBC的工作原理是什么？

OBC各個模塊的功能是什么？

OBC相關(guān)的標準有哪些？

標準中對于OBC的電氣安全要求分別是什么？

OBC的電氣安全要求是什么？

OBC的絕緣設(shè)計要求是什么？

本文的思維導圖是相關(guān)標準對于OBC的電氣安全要求（有需要清晰版私信我）。

OBC的工作原理是什么？

關(guān)于OBC的工作原理，像我這種沒有硬件背景的人很難看懂網(wǎng)上的專業(yè)介紹文章。所以我會用最通俗直白的語言，以小白的身份，再次簡單介紹一下OBC的工作原理。

OBC的全稱是，On-Board Charger,中文叫車載充電機。OBC在使用交流充電樁時使用，也就是我們通常說的慢充。這是因為電動汽車的動力電池需要使用直流電充電，無法直接使用來自于交流充電樁的交流電。

因此OBC的作用，一句話：將交流電轉(zhuǎn)化成直流電給動力電池充電。兩句話：將來自于交流充電樁的交流電進行濾波，提升轉(zhuǎn)化率，并且升壓成適應(yīng)動力電池的直流電。

按照國家電網(wǎng)到充電樁到整車的順序，整個的充電流程如下所示：

如果將每一個功能模塊賦予相應(yīng)硬件設(shè)計的話，框圖如下（為了避免版權(quán)糾紛，全部是我自己拼湊出來的）。

OBC各個模塊的功能是什么？

我們已經(jīng)大致了解了工作原理，為了加深印象，接下來我們一起看下各個模塊的功能或者目的是什么。

EMI濾波：避免電磁干擾，保護敏感器件，滿足EMC要求；

一次整流：將AC轉(zhuǎn)化成DC；

功率因數(shù)校正：是我們常說的PFC，為了降低轉(zhuǎn)化損耗，提高轉(zhuǎn)化效率；

DC link：通過電容存儲能量，緩沖電壓波動，保證系統(tǒng)穩(wěn)定；

直流斬波：將直流通過開關(guān)切成方波，可以使用變壓器進行升壓或降壓；

變壓器：將來自電網(wǎng)的電壓進行升壓，因為交流電的峰值電壓為310V，不足以給400V或800V動力電池充電，需要進行升壓；

二次整流：變壓器升壓后仍是方波電流，需要進行整流成適合給動力電池的直流電。

了解完每個模塊的功能和目的，就會發(fā)現(xiàn)OBC的工作原理就是經(jīng)過一系列動作，將充電樁的交流電流調(diào)整為適合給動力電池充電的直流電流。當然更多的技術(shù)細節(jié)，比如具體如何設(shè)計，如何進行控制，這些我都還不清楚。

OBC相關(guān)的標準有哪些？

說了這么半天，終于要進入正題了。

要想知道標準中對于OBC的電氣安全要求，首先得知道哪些標準涉及到OBC。

下面是我整理的和OBC相關(guān)的國家標準以及國際標準。

國家標準：

GB/T 40432：電動汽車用傳導式車載充電機

GB/T 43332:電動汽車傳導充放電安全要求

GB 18384:電動汽車安全要求

GB/T 31498：電動汽車碰撞后安全要求

國際標準：

ISO 6469-3：Electrically propelled road vehicles —Safety specifications-Electrical safety

ISO 5474-1：General requirements forconductive power transfer

ISO 5474-2：Electrically propelled roadvehicles — Functional and safetyrequirements for power transferbetween vehicle and externalelectric circuit:AC power transfer

ISO 5474-3：Electrically propelled roadvehicles — Functional and safetyrequirements for power transferbetween vehicle and externalelectric circuit: DC power transfer

標準中對于OBC的電氣安全要求分別是什么？

要想知道標準中對于OBC的電氣安全要求，需要一一查看每一個相關(guān)標準的要求。

GB/T 40432：電動汽車用傳導式車載充電機

1）絕緣電阻不小于10MΩ

2）耐電壓要求1min:根據(jù)最大工作電壓選擇試驗電壓

3)接觸電流：不大于3.5mA

GB/T 43332:電動汽車傳導充放電安全要求

1）絕緣電阻

2）高壓和電平臺之間：基本絕緣+接地

3）高壓和低壓之間：雙重絕緣或加強絕緣

4）過電壓類別II

5）接觸電流

a.正常工作：0.5mA AC或2mA DC

b.單點失效條件下：3.5mA AC或10mA DC

GB 18384:電動汽車安全要求

1)高壓警示標識；

2）IPXXB

3)高壓電路有兩層絕緣層+外殼強度要求；

4）絕緣電阻

5）電位均衡

GB/T 31498：電動汽車碰撞后安全要求

1）IPXXB

2）絕緣電阻

3）電壓限制

4）能量限制

ISO 6469-3：Electrically propelled road vehicles —Safety specifications-Electrical safety

1)高壓安全警示標識

2）IPXXB

3）高壓和外殼：基礎(chǔ)絕緣+等電位

4）絕緣配合

5）絕緣電阻

6）耐壓要求

ISO 5474-1：General requirements forconductive power transfer

1）高壓和外殼：至少基礎(chǔ)絕緣

2）絕緣配合

3）絕緣電阻

ISO 5474-2：Electrically propelled roadvehicles — Functional and safetyrequirements for power transferbetween vehicle and externalelectric circuit:AC power transfer

1）高壓和低壓：加強絕緣或雙重絕緣

2)絕緣配合

3)如果有反向充電的要求：高壓之間絕緣要求二選一，變壓器的初級側(cè)和次級側(cè)

a.雙重絕緣或加強絕緣

b.基礎(chǔ)絕緣+電壓限制

4)絕緣電阻；

5）耐壓要求

ISO 5474-3：Electrically propelled roadvehicles — Functional and safetyrequirements for power transferbetween vehicle and externalelectric circuit: DC power transfer

1）高壓和低壓之間絕緣，三選一

a.雙重絕緣或加強絕緣

b.基礎(chǔ)絕緣+電壓限制

c.基礎(chǔ)絕緣+能量限制

2）絕緣電阻

3）耐壓要求

OBC的電氣安全要求是什么？

將上一章節(jié)中各個標準中的OBC電氣安全要求合并總結(jié)出來，即為OBC的電氣安全要求，一共有以下8個方面的要求。

1）高壓警示標識

2）IPXXB

3）高壓和外殼之間的絕緣要求：基礎(chǔ)絕緣+等電位連接

4）高壓和低壓之間的絕緣要求

交流側(cè)：雙重絕緣或加強絕緣

直流側(cè)三選一：

a.雙重絕緣或加強絕緣

b.基礎(chǔ)絕緣+電壓限制

c.基礎(chǔ)絕緣+能量限制

5）過電壓類別II

6）絕緣電阻要求：不小于10MΩ

7）耐壓要求

8)如果有反向充電的要求：高壓之間絕緣要求二選一，變壓器的初級側(cè)和次級側(cè)

a.雙重絕緣或加強絕緣

b.基礎(chǔ)絕緣+電壓限制

OBC的絕緣設(shè)計要求是什么？

OBC的絕緣設(shè)計主要體現(xiàn)在高壓和金屬外殼，高壓和低壓之間的絕緣類型要求。其它的電氣安全要求如絕緣電阻和耐壓要求其實都是針對絕緣設(shè)計的驗證手段。

因此，從上一章節(jié)中，我們可以提取出來在設(shè)計過程中需要考慮的絕緣要求，如基本絕緣，雙重絕緣或者加強絕緣。

為了讓大家對絕緣設(shè)計要求更加直觀清晰，我把它們集中體現(xiàn)在下面這張圖中。

今天的分享就到這里，希望通過這篇文章大家能夠更加深入的了解OBC的電氣安全要求以及絕緣設(shè)計要求。

（關(guān)于思維導圖的分享，陸陸續(xù)續(xù)收到了大家的私信要求，由于我個人郵箱的問題還沒有解決，所以暫時還沒有給大家發(fā)郵件。不過這個問題年前肯定會解決，然后把最近文章的思維導圖打包給大家發(fā)過去。）