Test di carica — IEC 61851 / ISO 15118 / DIN 70121

Che cos'è Charging?

Il test di ricarica verifica se il veicolo elettrico comunica correttamente con la stazione di ricarica, se il processo di ricarica inizia e termina in modo sicuro e se funziona in modo compatibile con le diverse marche di stazioni. Si applica sia sul lato veicolo che su quello della stazione.

Scopo di Charging

Lo scopo è prevenire incompatibilità sul campo e verificare che il processo di ricarica avvenga secondo la sequenza di controllo e sicurezza prescritta dalle norme.

A quali prodotti si applica Charging?

Veicoli elettrici e colonnine di ricarica di bordo
Stazioni di ricarica AC e DC
Unità di ricarica a parete (wallbox)
Cavi di ricarica e scatole di controllo

In quali settori si utilizza Charging?

AutomobilisticoEnergiaElettrico ed elettronico

Norme relative a Charging

IEC 61851-1
IEC 61851-23
IEC 61851-24
ISO 15118-2
ISO 15118-20
DIN70121
IEC 62196

Condizioni di Charging

Modalità di ricarica: Modalità 1–4 secondo IEC 61851-1; la modalità da testare è determinata dal prodotto
Pilota di controllo: Vengono verificati il segnale PWM, la codifica della resistenza e le transizioni di stato (A–F).
Comunicazione: Protocollo ISO 15118 o DIN 70121 su PLC per la ricarica CC

Apparecchiatura per Charging

Simulatore di veicoli (simulatore di veicoli elettrici)
Simulatore di stazione di ricarica (simulatore EVSE)
Analizzatore di protocollo e software di test di conformità
Sorgente e carico CC ad alta potenza
Oscilloscopio e analizzatore di potenza
Apparecchiature per la misurazione dell'isolamento

Requisiti del campione per Charging

Il veicolo o l'unità di ricarica, insieme alla relativa versione del software
Cavo e connettore di ricarica
Informazioni sulla configurazione del protocollo e elenco delle funzionalità supportate
Per i test di compatibilità potrebbe essere necessario l'accesso a stazioni/veicoli di marche diverse

Durata di Charging

I test di conformità al protocollo richiedono alcuni giorni; le campagne di interoperabilità su larga scala richiedono più tempo.

Procedura di Charging

1Vengono verificati il segnale di controllo-pilota e le transizioni di stato.
2Vengono controllate le funzioni di blocco e rilevamento del connettore.
3Viene stabilita una sessione di comunicazione e viene monitorata la sequenza dei messaggi del protocollo.
4Vengono verificati il test di isolamento e le fasi di precarica.
5La corrente e la tensione di carica vengono applicate in modo incrementale.
6Vengono testati gli scenari di terminazione normale e di arresto di emergenza.
7Vengono applicati scenari di guasto (rimozione del cavo, perdita di comunicazione, sovratemperatura).

Criteri di accettazione di Charging

Il criterio di accettazione è il rispetto delle transizioni di stato, della sequenza dei messaggi e dei requisiti temporali prescritti dalla norma applicata. Dal punto di vista della sicurezza, in caso di guasto il sistema deve passare a uno stato sicuro entro il tempo definito.

Valutazione dei risultati

Vengono valutate la conformità del protocollo e le tolleranze temporali. Le implementazioni conformi allo standard ma interpretate diversamente sono la causa più comune di incompatibilità sul campo; I test di interoperabilità hanno quindi un valore separato dai test di conformità del protocollo.

Rapporto di Charging

Prodotto testato e versione del software
Standard applicati e modalità di ricarica
Misurazioni pilota-controllo e registrazioni delle transizioni di stato
Registri dei messaggi di protocollo
Scenari di guasto e risposte del sistema
Matrice di interoperabilità (se eseguita)

Accreditamento

EUROLAB detiene un accreditamento riconosciuto a livello internazionale ottenuto da organismi di accreditamento parte degli accordi di riconoscimento multilaterale IAF e ILAC, secondo ISO / IEC 17025 per prove di laboratorio, ISO / IEC 17020 per ispezione e sorveglianza e ISO / IEC 17021-1 e ISO / IEC 17065 per certificazione di sistema e prodotto. Questa catena garantisce che i rapporti e i certificati emessi siano accettati in tutto il mondo.

Se questo test può essere offerto nell'ambito accreditato dipende dal prodotto e dallo standard applicato; poiché l'accreditamento è basato sul metodo, l'ambito viene confermato per iscritto in fase di offerta.

Ambito e autorizzazioni

Regolamenti correlati

Regolamenti sulle infrastrutture per i combustibili alternativi
Requisiti dei connettori IEC 62196

Otomotiv Testleri — Cosa copre questo ambito di prova?

La sezione seguente descrive l'ambito a cui appartiene la prova Charging; le condizioni e i criteri di accettazione di questa prova specifica sono riportati nelle sezioni precedenti. L'ambito specifico del vostro prodotto viene confermato per iscritto in fase di offerta.

Le prove automobilistiche mostrano che un componente continua a funzionare in condizioni che rappresentano i carichi che incontrerà nella vita del veicolo. Un veicolo non è un prodotto singolo ma un AMBIENTE: vibrazione, cicli di temperatura, acqua salata, impatto di ghiaia, transitori elettrici e rumore elettromagnetico sono tutti presenti simultaneamente e per anni.

Ciò che distingue questa famiglia è che le SPECIFICHE DEL COSTRUTTORE DEL VEICOLO si sovrappongono alle norme. Le pubblicazioni ISO e SAE stabiliscono la base comune; ma Volkswagen, BMW, Ford, Stellantis, Toyota e Renault definiscono nelle proprie specifiche livelli di severità, prove aggiuntive e criteri di accettazione diversi. Per un componente, la frase "conforme alle norme automobilistiche" da sola non basta; occorre rispondere quale specifica di quale costruttore, e quale revisione di essa.

La famiglia riunisce tre processi distinti spesso confusi tra loro. L'omologazione riguarda le approvazioni di tipo di cui un veicolo ha bisogno per circolare ed è retta dall'autorità statale. L'approvazione del fornitore significa superare i requisiti propri di qualità e prova del costruttore del veicolo ed è un rapporto commerciale. Il terzo è la verifica di progettazione: il team di ingegneria dimostra che il proprio progetto soddisfa i propri obiettivi.

A livello di componente, il piano di prova si costruisce attorno al LUOGO D'USO. Un modulo nel vano motore e uno nel bagagliaio non attraversano lo stesso profilo di temperatura e vibrazione; un componente dentro una portiera e uno nella console del tetto non vedono la stessa esposizione ad acqua e polvere. La serie ISO 16750 è il quadro comune di questo approccio basato sull'ubicazione.

Il passaggio al veicolo elettrico ha rimodellato il settore. Sicurezza ad alta tensione, coordinamento dell'isolamento, sicurezza della batteria, conformità dell'interfaccia di ricarica e comportamento elettromagnetico dei componenti ad alta tensione sono stati aggiunti al set classico di prove automobilistiche. In un veicolo silenzioso, sono cambiate anche le aspettative acustiche e vibrazionali; suoni un tempo mascherati dal motore a combustione sono ora udibili.

Il lato del sistema di qualità non può essere separato dalla prova in questo settore. Un produttore secondo IATF 16949 presenta i risultati di prova nel fascicolo PPAP; l'analisi del sistema di misura, lo studio di capacità di processo e il piano di controllo circondano il rapporto di prova. Un singolo buon risultato non basta: bisogna dimostrare che il processo può ripeterlo.

Gruppi di metodi in questo ambito

Ambientale e climatico
Cicli di temperatura, shock termico, calore umido, nebbia salina, penetrazione di polvere e acqua (IP), irraggiamento solare. I livelli di severità variano secondo la posizione di montaggio.
Meccanico
Vibrazione sinusoidale e casuale, urto, carichi meccanici, coppia di serraggio dei fissaggi e cicli di durabilità.
Elettrico
Variazioni della tensione di alimentazione, transitori (ISO 7637), inversione di polarità, sovratensione, cortocircuito e misure di corrente di riposo.
EMC
Emissioni dei componenti (CISPR 25), immunità irradiata e condotta (serie ISO 11452), scarica elettrostatica (ISO 10605).
Materiali ed emissioni
Odore, fogging ed emissioni di COV dai materiali interni; infiammabilità; invecchiamento UV; durabilità del rivestimento e impatto di ghiaia.
Sicurezza funzionale e cibersicurezza
Evidenze di sicurezza funzionale secondo ISO 26262 e ingegneria di cibersicurezza secondo ISO/SAE 21434; questi sono legati alla normativa tramite UNECE R155 e R156.

Confusioni frequenti in questo ambito

Un rapporto automobilistico senza riferimento alla specifica non è accettato nella catena di fornitura; occorre indicare quale specifica OEM e revisione sia stata applicata.
L'omologazione di tipo e l'approvazione del fornitore sono processi diversi. Un componente con approvazione E-Mark non è per questo considerato aver superato le prove di accettazione proprie dell'OEM.
Un risultato ottenuto su un prototipo non si trasferisce alla produzione in serie; il PPAP si effettua con parti di produzione in serie.
Sul lato EMC, misurare solo l'emissione resta incompleto; l'immunità è un ambito a parte ed è più critica nel veicolo.
Sui componenti dei veicoli elettrici, la sicurezza ad alta tensione è una competenza distinta; l'infrastruttura di prova classica a 12 V non è sufficiente.

Quali decisioni supportano questi risultati

Approvazione del componente del fornitore e il fascicolo PPAP
Omologazione di tipo UNECE e marcatura E-Mark
Verifica di progettazione ed evidenza di durabilità
Analisi delle cause profonde di reclami sul campo e resi in garanzia
Valutazione dell'impatto di una modifica di progettazione o di fornitore

Test correlati

Domande frequenti su Charging

Ho superato il test del protocollo: perché riscontro incompatibilità sul campo?

I test di conformità al protocollo verificano i requisiti dello standard; tuttavia, i punti in cui diversi produttori interpretano lo standard in modo diverso creano incompatibilità sul campo. I test di interoperabilità vengono quindi eseguiti separatamente.

Qual è la differenza tra ISO 15118 e DIN 70121?

DIN 70121 è il protocollo che si è diffuso presto per la ricarica in corrente continua; ISO 15118 è più completo e supporta funzionalità come Plug & Charge e ricarica bidirezionale. Molti veicoli e stazioni supportano entrambi per la compatibilità con le versioni precedenti.