R10规定的新能源车辆沿AC电源线发射谐波的测试方法

1.一般要求

2.测试期间车辆状态

3.测试安排

4.测试要求

1.一般要求

1.1 

         本文描述的测试方法适用于配置为“REESS充电模式耦合到电网”的车辆。即只适用于外接到电网充电的车辆，包括纯电动BEV和插电式PHEV车型（交流充电车辆）。

1.2 测试方法

         本测试旨在通过车辆的AC充电线测量车辆在“动力电池REESS充电模式”时所产生的谐波水平，以确保车辆与住宅、商业和轻工业（电网）环境兼容。

        如果本文中未另有说明，则应按照以下规定进行试验：

        （a）IEC 61000-3-2：充电电流每相≤16A的A类设备；

        （b）ICE 61000-3-12：充电电流每相＞16A且≤75A的设备。

      谐波电流的产生主要源于电力系统中的非线性负载，如二极管、晶体管、镇流器、变压器等。这些非线性负载在工作过程中会引起电流和电压的非线性失真，从而产生谐波电流。

        线性负载是指其电流与电压之间遵循欧姆定律的负载，即电流与电压成正比，遵循I=V/R（I为电流，V为电压，R为电阻）。 电阻、线性电感、线性电容为线性负载。

        非线性负载是指其电流与电压之间不遵循欧姆定律的负载，即电流与电压之间存在复杂的非线性关系。二极管、晶体管、变压器、整流器、变频器等电力电子装置都是非线性负载。

2.测试期间车辆状态

2.1 车辆应处于充电状态

      在整个测量期间，动力电池的荷电状态（SOC）应保持在最大SOC的20%至80%之间（这可能会导致测量分为不同的时间段，需要在开始下一个时间段之前对车辆的动力电池进行放电）。

       如果电流消耗可以调整，那么在交流AC充电测量时，电流应设置为至少其额定值的80%。
       如果有多个电池，必须考虑平均充电状态。
       车辆应静止不动，引擎（内燃机ICE和/或电动机）应关闭并处于充电模式。

       驾驶员或乘客可以打开的所有其他设备都应关闭。
       

3.测试安排

3.1

       用于测量的观察时间应为IEC 61000-3-2表4中定义的准固定quasi-stationary。

准固定quasi-stationary：观察时间Tobs具有足够的持续时间，因此可以预期它符合单个谐波电流平均值的重复性建议；

短周期short cyclic（Tcycle≤2.5min）：观察周期Tobs≥10个循环或观察周期Tobs具有足够的持续时间或同步性，因此可以预期它符合单个谐波电流平均值的重复性建议；

随机Random：观察时间Tobs具有足够的持续时间，因此可以预期它符合单个谐波电流平均值的重复性建议；

长周期long cyclic（Tcycle＞2.5min）：整个设备程序周期或预计最高THC的2.5min代表性运行期。

3.2        配置“与电网耦合的REESS充电模式”的单相/三相车辆的测试设置如下图所示：

充电口在车辆侧面：

充电口在车辆前后：

4.测试要求

4.1

       偶数和奇数电流谐波的测量应进行到第40次谐波。

4.2

      每相输入电流≤16A的单相或三相“与电网耦合的REESS充电模式”的谐波限制见下表：

4.3

      每相输入电流＞16A且≤75A的单相或非平衡三相“与电网耦合的REESS充电模式”的谐波限制见下表：

        偶数谐波≤12的相对值应小于16/n %。大于12的偶数谐波在总谐波失真（THD）和偏加权谐波失真（PWHD）中，与奇数谐波采用相同的计算方式。

      设备短路比（Rsce）的连续值之间采取线性插值的方法。
4.4

      每相输入电流＞16A且≤75A的平衡三相“与电网耦合的REESS充电模式”的谐波限制见下表：

        偶数谐波≤12的相对值应小于16/n %。大于12的偶数谐波在总谐波失真（THD）和偏加权谐波失真（PWHD）中，与奇数谐波采用相同的计算方式。

      设备短路比（Rsce）的连续值之间采取线性插值的方法。

       三相平衡是指在一个三相电路中，三相电压源必须是正弦波，且频率相同、幅度相同、相位互差120度；三相的负荷阻抗相同且均为线性阻抗。因此，三相的电流也都是正弦波，且频率相同、幅度相同、相位互差120度。在三相平衡状态下，各相之间的电流相等，保持电路的平衡，零线电流为零。

       非平衡三相（三相不平衡）则是指电力系统中三相电流（或电压）的幅值存在差异，且这种差异超过了规定的范围。这种不平衡现象通常由各相电源所承受的负荷不均衡导致，属于基波负荷配置问题。其产生既与用户的负荷特性有关，也受到电力系统规划及负荷分配的影响。

4.5

      每相输入电流＞16A且≤75A的三相“与电网耦合的REESS充电模式”，当满足ICE 61000-3-12第5.2段描述的三个条件a）、b）、c）中的至少一个时，也可以适用下表中的谐波限制：

             a)在整个测试观察期间，第5和第7谐波电流均小于参考电流的5%。

             b）该设备的设计使得在正常运行期间，第5谐波电流的相位角随时间没有优先值，可以取0°到360°的任何值。

            c）在整个测试观察期内，在IEC61000-4-7中定义的每个DFT时间窗口内测量的所有第5谐波电流值中，与基波相位到中性电压相关的第5谐波相位角在90°到150°的范围内，其中至少99%的谐波电流值的RMS值高于参考电流的10.7%。