Test OBC — verifica del caricatore di bordo

Che cos'è OBC?

Il test OBC (On-Board Charger) verifica l'unità residente nel veicolo che converte l'energia prelevata dalla rete AC in corrente continua per caricare la batteria ad alta tensione. Poiché si tratta di un dispositivo collegato alla rete, sono importanti anche la qualità della potenza (armoniche, fattore di potenza) e la compatibilità con la rete.

Scopo di OBC

Lo scopo è verificare che l'OBC possa caricare alla potenza e all'efficienza dichiarate in diverse condizioni di rete, non emetta armoniche oltre i limiti accettabili nella rete e mantenga la barriera di isolamento.

A quali prodotti si applica OBC?

Caricabatterie di bordo monofase e trifase
Unità OBC bidirezionali (compatibili con V2G/V2L).
Moduli elettronici di potenza integrati (OBC + DC/DC)
Centraline di ricarica per veicoli elettrici leggeri

In quali settori si utilizza OBC?

AutomobilisticoElettrico ed elettronicoEnergia

Norme relative a OBC

IEC 61851-21-1
IEC 61000-3-2emissione di corrente armonica test
IEC 61000-3-12
UNECE R10compatibilità elettromagnetica nei veicoli test
CISPR25Degrado radio dei componenti dell'auto test
ISO 6469-3

Condizioni di OBC

Condizioni di rete: All'interno dell'intervallo di tensione e frequenza dichiarato; verifica ai limiti inferiore e superiore
Profilo di ricarica: L'efficienza e il fattore di potenza vengono misurati durante le fasi a corrente costante e tensione costante
Armoniche: Armoniche della corrente di rete secondo i limiti IEC 61000-3-2 o -3-12

Apparecchiatura per OBC

Sorgente CA programmabile (simulatore di rete)
Emulatore di batteria o carico elettronico
Analizzatore di potenza e analizzatore di armoniche
Tester di rigidità dielettrica e di isolamento
Banco di prova EMC
Unità di condizionamento frigorifero

Requisiti del campione per OBC

Unità OBC e cablaggio
Interfaccia di raffreddamento
È necessario indicare l'intervallo di tensione di ingresso dichiarato, il numero di fasi e la potenza di uscita
È necessario fornire l'interfaccia di controllo e la definizione del protocollo di ricarica

Durata di OBC

La verifica delle prestazioni elettriche e della qualità dell'alimentazione richiede alcuni giorni; insieme ai test EMC e ambientali, diverse settimane.

Procedura di OBC

1Vengono registrati la descrizione dell'unità e i valori nominali.
2Vengono misurati l'isolamento e la rigidità dielettrica.
3La tensione di rete e il carico di uscita vengono analizzati per misurare l'efficienza.
4Vengono misurati il fattore di potenza e le armoniche di corrente.
5Il comportamento è monitorato durante tutto il profilo di ricarica.
6Vengono verificate le funzioni di protezione (sovratensione, perdita di rete, sovratemperatura).
7Vengono applicati test sulle emissioni e sull'immunità EMC.

Criteri di accettazione di OBC

I criteri di accettazione delle armoniche e del fattore di potenza sono i limiti IEC 61000-3-2 / -3-12. Gli obiettivi di efficienza e potenza vengono valutati in base alle specifiche del cliente; sul lato EMC si applicano i limiti UNECE R10 e CISPR 25.

Valutazione dei risultati

Efficienza, fattore di potenza e distorsione armonica vengono valutati insieme. Il degrado del fattore di potenza a basso carico è un risultato comune e influisce sulla compatibilità di rete.

Rapporto di OBC

Descrizione dell'unità e valori nominali
Misure di efficienza e fattore di potenza
Risultati dell'analisi delle armoniche e confronto dei limiti
Misure di isolamento
Risultati EMC e funzioni di protezione

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

UNECE R10
Requisiti di qualità dell'alimentazione serie IEC 61000

Otomotiv Testleri — Cosa copre questo ambito di prova?

La sezione seguente descrive l'ambito a cui appartiene la prova OBC; 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 OBC

Sono necessari test aggiuntivi per un OBC bidirezionale (V2G)?

SÌ. Operare nella direzione dell'immissione di energia nella rete comporta ulteriori test per i requisiti di connessione alla rete, il rilevamento dell'isola e la qualità dell'energia; questi requisiti sono determinati dalle pertinenti norme di connessione alla rete.