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ISO 21780:2020 与 GB/T 45120-2024标准解读

道路车辆 48V供电电压 电气要求及试验

发布日期
2024.12.31
实施日期
2024.12.31
标准状态
现行

一、概述

作为ISO 21780:2020的国家推荐性转化标准,GB/T 45120-2024在主要技术内容上与其保持高度一致,ISO 21780:2020和GB/T 45120-2024的差异请见附表,本文章将以GB/T 45120-2024《道路车辆 48V供电电压 电气要求及试验》为基准进行解读。

1.1 制定背景

随着汽车电气化程度的不断加深,传统12V供电系统已无法满足智能驾驶、线控底盘等高功率设备的需求。48V低压系统作为过渡方案,能够在不显著增加成本的前提下,将功率传输能力提升4倍,有效解决12V系统的功率瓶颈问题。在此背景下,GB/T 45120-2024应运而生,旨在统一48V系统的技术要求,规范测试方法,推动行业标准化发展。

1.2 发布与实施信息

  • 发布单位:国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会
  • 发布日期:2024年12月31日
  • 实施日期:2024年12月31日
  • 标准状态:现行推荐性国家标准
  • 采用标准:修改采用ISO 21780:2020《道路车辆 48V供电电压 电气要求及试验》

1.3 行业影响

该标准的实施将重塑汽车产业链格局:

车企

需升级电气架构设计,适配48V系统

供应商

推动DC/DC变换器、高功率电机等核心部件技术革新

测试机构

催生新的检测需求,如:电压纹波测试能力建设

二、标准内容

2.1 适用范围

  • 适用对象:标称电压为直流48V的道路车辆电气和电子部件(如DC/DC变换器、启动发电机)
  • 排除范围:储能系统的电化学部分(仅其管理系统需测试)
  • 车辆类型:涵盖乘用车、商用车及新能源专用作业车

2.2 电压范围定义

电压区间 范围 典型场景 允许持续时间
标称电压 36V≤U≤52V 常规运行 持续
高暂压范围 52V<U≤54V 校准存储介质、能量回收 短时
过压范围 54V<U≤58V 电能回馈、控制错误 短时
高过压范围 58V<U≤60V 控制错误  
低暂压范围 31V≤U<36V 升压、冷启动 短时
欠压范围 24V≤U<31V 冷启动 短时
低欠压范围 0V≤U<24V 短期不连续供电、长期停车  

2.3 功能状态分级体系

标准将部件功能状态分为5级,核心要求如下:

FS1

部件满足功能要求,性能无偏差,无性能降低或关机

FS2

部件功能要求,允许性能超出允差,不准许关机

FS3

部件无法功能要求,允许性能降低或关机。如果满足必要的运行条件,功能自动恢复,且性能恢复到规定的水平

FS4

部件无法满足功能要求,允许性能降低或关机。在车辆运行状态发生变化且满足必要的运行条件后,功能自动恢复,且性能恢复到规定的水平

FS5

部件功能失效,但不发生自燃。试验后,需修理或更换部件,才能继续使用

2.4 试验要点

测试项 直流 边沿特性 备注
试验-01:标称电压范围 36-52V 0.16V/ms 需对DUT进行持续监控,直至测试循环结束;
试验-02:低暂压范围和高暂压范围 31-36V 0.5V/ms 低暂压和高暂压测试各循环5次;
试验-03:瞬时过电压 52-70V 25.71V/ms

1. 70V需持续40ms;

2. 试验循环次数1000次;

试验-04:供电部件抛负载控制 52-70V 25.71V/ms

1. R=36Ω;

2. C=0.5mF;

3. 需100μs开关;

4. 实际的切换时间应在试验期间或试验前后进行测量;

试验-05:启动特性 24-36V 2.4V/ms 需对DUT进行持续监控,直至测试循环结束;
试验-06:长时过电压 52-60V 80V/s 需对DUT进行持续监控,直至测试循环结束;
试验-07:可提供电能的耗能部件过电压 52-58V 25V/ms DUT的最大电压等级不应超过U1,从电压超过U2到电压低于U2的时间不应超过图12中的t1;
试验-08:供电电压降低和升高 0-44V 35mV/s 需对DUT进行持续监控,直至测试循环结束;
试验-09:电压纹波

31-54V

/

1. 试验组合:需在不同电压点验证

      f1:U0=35V和50V;

      f2:U0=34V和51V;

      f3:U0=32V和53V;

2. 频率及限值:

      f1:10Hz~1kHz,8Vpp/80App;

      f2:1kHz~30kHz,6Vpp/15App;

      f3:30kHz~200kHz,2Vpp/10App;

3. 试验分为参考试验和电压纹波试验;

试验-10:复位特性 0-36V

ΔU1=2V

ΔU2=0.5V
在电压为U0时功能达到FS1。低于U0时,功能应符合表2要求。如果DUT进入FS4,则应在下一个电压骤降之前重新启动DUT;
试验-11:短时中断供电 48V /

1. R1≤60mΩ;

2. 开关响应时间≤10μs;

3. 需进行两次参考测量再进行正式试验;

试验-12:接地失效 / /

1. 三重开关验证接地失效;

2. 需进行三部分试验:

      第1部分:参考试验;

      第2部分:GND48接地失效试验;

      第3部分:GND12/24接地失效试验;

试验-13:故障电流 / /

1. 试验选项1:12V/24V和48V短路连接点(通信和I/O)之间流经的总电流应满足| I |≤10μA;

2. 试验选项2:12V/24V每个连接点(通信和I/O)和48V短路连接点(通信和I/O)之间流经的电流应满足| I |≤10μA;

试验-14:接地偏移 36V,52V /

1. 试验布置分为选项1和选项2;

2. ±1V电位差不可影响DUT功能状态;

试验-15:信号线和负载电路短路 36V,52V /

1. Zi1、Zi2≤0.02Ω;

2. 需针对四种条件进行试验:

      U0=36V,工作模式2.3;

      U0=52V,工作模式2.3;

      U0=36V,工作模式2.4;

      U0=52V,工作模式2.4;
试验-16:静态电流 48V /

1. DUT根据是否具有周期性唤醒功能进行分类,且两者的测试时间t1不同;

2. 测试期间,DUT需保持休眠状态,电流测量以1Hz的频率测量不少于12h;

2.5 附表:ISO 21780:2020 与 GB/T 45120-2024差异对比

标准号 GB/T 45120-2024 ISO 21780:2020
测试项 试验-14:接地偏移 Test-14: ground offset
试验时长 无规定 t1=1min
测试项 试验-16:静态电流 Test-16: quiescent current
测量时间 12h加最后一次唤醒周期结束的时长(有周期性唤醒功能的DUT)

≥12h(无周期性唤醒功能的DUT)

12h加最后一次唤醒周期结束的时长(有周期性唤醒功能的DUT)

三、PTS系列电性能测试系统

标准支持

  • ISO 16750-2:2023
  • VW 80000:2021
  • MBN LV124-1 2013
  • ISO 21780:2020
  • GB/T 45120-2024
  • MBN LV148 2013
  • ......

绿测科技PTS系列电性能测试系统由PTS系列电源系统、抛负载模块(可选)、微中断模块(可选)等设备组成,是一款模块化、高精度的专业测试平台,专为汽车零部件的电性能测试而设计。

高集成度设计

高集成度设计

软硬件一体化

软硬件一体化

多标准兼容

多标准兼容

易于扩展

易于扩展

PTS系列电源系统

PTS系列电源系统

四、VectWorks电性能测试软件

VectWorks电性能测试软件是绿测科技基于GtestWorks自动化测试平台而开发的一款软件,其引擎基于动态测试脚本执行,这种基础架构便于轻松、直接配置测试序列,无需关心如何远程控制仪器的特定知识,只需配置所要测试的项目及试验等级,具备很高的灵活性。

软件为用户提供符合标准的测试模版,可进行远程参数设置、数据获取、波形编辑、配置导入导出、报告查看等等,实现复杂测试的自动化。

核心功能

  • 闭环动态测试

    闭环动态测试

    集成实时监控与动态反馈机制

  • 高低压叠加纹波测试

    高低压叠加纹波测试

    遵照标准校验要求(含纹波Upp、Ipp监控)

  • 电源与功放架构

    电源与功放架构

    兼容双极性电源与功放架构方案

VectWorks测试报告

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