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ISO 21780:2020《道路车辆-48V 供电电压-电气要求和试验》技术规范深度解析

发布时间:2025-12-10 10:20

ISO 21780:2020《道路车辆-48V 供电电压-电气要求和试验》是国际标准化组织(ISO)于 2020 年 8 月发布的针对道路车辆 48V 电气系统的核心技术标准。
该标准为配备标称电压 48V DC 电气系统的道路车辆中的电气和电子组件提供了全面的技术规范,包括电气系统的一般要求、电压范围划分、功能状态分级、功能类别定义以及 16 项关键试验方法。
由容测电子自主研发的相关测试设备,为车载 48V 电气电子部件的性能评估提供稳定、可靠的测试设备。
随着汽车工业向电动化和智能化转型,传统的 12V 电气系统在满足车辆日益增长的电力需求时逐渐显得力不从心。48V 供电系统凭借其更高的功率输出和出色的能效,成为连接传统内燃机车辆与纯电动汽车的重要桥梁。48V 系统在减少能耗、提高燃油效率和降低排放方面具有显著优势,同时还能支持更高功率的车载电子设备。
国际标准化组织(ISO)技术委员会 ISO/TC 22 道路车辆下属分委员会 SC 32 电气电子设备及通用系统方面,于 2020 年 8 月正式发布了 ISO 21780:2020《道路车辆-48V 供电电压-电气要求和试验》标准。该标准的发布旨在为 48V 电气系统提供统一的技术规范,确保不同制造商的产品在电气性能方面的兼容性和互换性。
 

一、标准概述与内容结构


1.1 标准基本信息与适用范围


ISO 21780:2020 是由国际标准化组织(ISO)制定的针对道路车辆 48V 电气系统的技术标准,其完整标题为 "Road vehicles — Supply voltage of 48 V — Electrical requirements and tests"(道路车辆-48V 供电电压-电气要求和试验)。该标准于 2020 年 8 月正式发布第 1 版,目前处于 "已发布" 状态,正在进行系统审查(90.20 阶段)。
标准的适用范围明确界定为:适用于配备标称电压 48V DC 电气系统的道路车辆中的电气和电子组件。具体包括以下内容:
• 48V DC 电气系统的一般要求
• 电压范围划分
• 缓慢的电压瞬变和波动
• 电气性能测试方法和要求

1.2 标准内容结构分析


ISO 21780:2020 采用了结构化的章节设计,共包含 10 个主要章节,总页数为 44 页(PDF 版本)或 54 页(印刷版本)。标准的章节结构如下表所示:
 
章节号 章节名称 主要内容
1 范围 明确标准适用对象和排除内容
2 规范性引用文件 列出标准引用的其他国际标准
3 术语和定义 定义关键技术术语
4 功能状态 定义 5 个功能状态等级(FS1-FS5)
5 供电电压范围 规定 48V 系统的电压区间划分
6 功能类别 定义 4 个功能类别(FC I 至 FC IV)
7 工作模式 定义 4 种工作模式(2.1-2.4)
8 一般测试条件 规定测试环境、设备、程序等
9 一般要求 对系统和组件的基本要求
10 测试和要求 包含 16 个具体测试项目


1.3 关键术语定义


标准在第 3 章中定义了一系列关键技术术语,其中最重要的包括:
组件(Component):直接安装在车辆中的部分,即被测设备(DUT)。
接地(Ground):标准明确界定了两种接地系统:
• GND12/24:12V/24V 电气系统的接地引脚
• GND48:48V 电气系统的接地引脚
电源电压(Supply Voltage)
• UN:标称 12V/24V 电源电压
• U48N:标称 48V 电源电压
温度参数
• Tmax:DUT 的最高工作温度
• Tmin:DUT 的最低工作温度
• TRT:测试时的环境温度(室温)
• Ttest:进行测试时 DUT 的温度

二、核心技术要求解析


2.1 48V 供电系统电气参数定义


ISO 21780:2020 对 48V 供电系统的电气参数进行了详细规定,主要包括电压范围、电流要求和性能指标。

2.1.1 电压范围划分


标准将 48V 系统的供电电压划分为七个电压范围,每个范围都有其特定的应用场景和持续时间要求:

 
电压范围类别 电压区间 典型应用场景 允许持续时间
高过压范围 58V < U ≤ 60V 控制错误 瞬时
过压范围 54V < U ≤ 58V 短期电能回馈或控制错误 短时
上瞬态电压范围 52V < U ≤ 54V 校准存储介质和吸收回收能量 短时
标称电压范围 36V ≤ U ≤ 52V 常规运行 持续
下瞬态电压范围 31V ≤ U < 36V 助力过程或冷启动 短时
欠压范围 24V ≤ U < 31V 冷启动 短时
低欠压范围 0V ≤ U < 24V 存储保护 长期停车
标称电压范围(36V-52V)是系统正常工作的 "黄金区间",车辆正常行驶时,多数电气设备在此电压范围内能够稳定、可靠地运行。
上瞬态电压范围(52V-54V)主要用于校准存储介质以及吸收回收的能量。例如,车辆制动能量回收时,产生的电能回充会使电压短暂上升至此区间。
 过压范围(54V-58V)的出现可能源于短期的电能回馈,也可能是控制错误所致。系统只能在此 "短暂停留"。
 高过压范围(58V-60V) 通常由控制错误导致,过高的电压对电气设备而言犹如 "隐形杀手",一般不允许系统长时间停留在此。

2.1.2 电流要求


标准对 48V 系统的电流要求主要体现在测试项目中,特别是在电压纹波测试(Test-09)中规定了不同频率下的电流限值:
• 10Hz-1kHz 频段:80A
• 1kHz-30kHz 频段:15A
• 30kHz-200kHz 频段:10A

2.1.3 性能指标


标准规定了一系列关键性能指标,包括:
• 静态直流电压:≤60V
• 工作电压范围:36V-52V(标称电压范围)
• 绝缘电压要求:基于 IEC 60664-1 框架,考虑汽车特殊工况

2.2 功能状态分级体系


标准在第 4 章中定义了五个功能状态等级(FS1 到 FS5),用于描述组件在不同电压条件下的功能表现。这一分级体系是标准的核心技术内容之一,为 48V 系统的性能评估提供了统一的评判标准。

2.2.1 FS1(功能状态 1)


FS1 要求:功能应满足规定的性能,无偏差。不允许性能降低或关闭。
FS1 代表了系统的最佳工作状态,在这种状态下,所有功能都必须完全正常运行,不允许有任何性能下降。例如,在标称电压范围内(36V-52V),安全相关功能(如制动系统、转向系统)必须保持 FS1 状态。

2.2.2 FS2(功能状态 2)


FS2 要求:功能应满足规定性能,其规定变化低于或高于 FS1 的规定性能。允许性能降低,不允许关断。
FS2 允许一定程度的性能降低,但不允许功能完全关闭。例如,当电压处于上瞬态范围(52V-54V)时,某些舒适性功能(如座椅加热)可能会降低功率输出,但不会完全停止工作。

2.2.3 FS3(功能状态 3)


FS3 要求:功能可能无法提供规定的性能。允许性能降低或关闭。如果满足必要的操作条件,功能应自动恢复并返回规定的性能水平。
FS3 的特点是自动恢复能力。当电压恢复正常后,处于 FS3 状态的功能应能自动恢复到正常工作状态。例如,在冷启动过程中,由于电压下降,某些非关键功能可能会暂时关闭,但当启动完成后应能自动恢复。

2.2.4 FS4(功能状态 4)


FS4 要求:功能可能无法提供规定的性能。允许性能降低或关闭。只有在车辆运行状态发生变化(例如点火状态改变、车辆重新启动)且满足必要的运行条件后,功能才能恢复并返回规定的性能。
FS4 与 FS3 的主要区别在于恢复条件。FS4 状态下的功能不能自动恢复,必须通过车辆运行状态的改变(如重新启动)才能恢复。例如,某些复杂的电子系统在严重电压异常后可能需要重新初始化才能正常工作。

2.2.5 FS5(功能状态 5)


FS5 要求:在应用试验参数时,DUT 不能执行一个或多个功能,DUT 没有自燃。试验终止后,除非修理或更换,否则 DUT 不能继续使用。
FS5 代表了永久性失效状态。在这种状态下,设备已经损坏,无法通过常规手段恢复,必须进行修理或更换。标准特别强调,即使在 FS5 状态下,设备也不应发生自燃等安全事故。

2.3 功能类别定义与应用


标准在第 6 章中定义了四个功能类别(FC I 到 FC IV),用于为不同类型的功能分配相应的功能状态要求。此外,还定义了 FC Z 类别用于特殊情况。

2.3.1 FC I(通信和诊断功能)


FC I 包括:通信、诊断功能。
FC I 类功能通常对实时性和可靠性要求较高,例如:
• 车载网络通信(CAN、LIN、FlexRay 等)
• 诊断系统(OBD-II)
• 远程信息处理系统(Telematics)
这类功能在电压异常时通常需要保持较高的功能状态等级,以确保车辆的可诊断性和通信能力。

2.3.2 FC II(安全和电源相关功能)


FC II 包括
• 48V 转 12V 电压转换
• 与车辆安全相关的功能
• 与推进相关的功能
• 作为 48V 电源的组件
FC II 是最关键的功能类别,直接关系到车辆的安全性和基本运行能力:
• 安全相关功能:制动系统、转向系统、安全气囊等
• 电源转换功能:DC/DC 转换器,负责为 12V 系统供电
• 推进系统:电机控制器、电池管理系统等
这些功能在电压异常时必须保持较高的性能水平,以确保车辆的安全运行。

2.3.3 FC III(启动相关功能)


FC III 包括:与启动相关的部件 / 功能,启动( cranking)期间运行的部件 / 功能。
FC III 类功能主要包括:
• 启动电机
• 启动控制系统
• 启动期间需要工作的传感器和执行器
这类功能的特点是短时工作,主要在启动过程中发挥作用。

2.3.4 FC IV(舒适性功能)


FC IV 包括:舒适性功能。
FC IV 类功能主要是提升驾驶舒适性的设备:
• 座椅加热 / 通风
• 空调系统
• 音响系统
• 电动座椅调节
这类功能在电压异常时可以降低性能或完全关闭,不会影响车辆的基本安全和运行。、

2.3.5 FC Z(特殊功能)


FC Z 定义:当上述功能类别的定义被判断为不适合 DUT 时使用。在这种情况下,功能状态应由供应商和客户针对每个测试进行协商确定。

2.4 工作模式规范


标准在第 7 章中定义了四种工作模式(2.1 到 2.4),用于规范测试条件和运行状态:

2.4.1 模式 2.1:睡眠模式


模式 2.1 定义:系统 / 组件功能未激活,处于睡眠模式。
在模式 2.1 下,设备处于最低功耗状态,主要功能都被关闭,只有唤醒功能保持激活。这一模式用于测试设备的静态电流消耗。

2.4.2 模式 2.2:典型运行模式


模式 2.2 定义:电气系统 / 组件被控制并以典型操作模式运行。
模式 2.2 代表了设备的正常工作状态,是车辆正常行驶时最常见的状态。在这种模式下,设备以典型负载运行,用于测试设备在常规条件下的性能。

2.4.3 模式 2.3:待机模式


模式 2.3 定义:电气系统 / 组件被控制并以最小负载运行,无激活负载(如待机)。
模式 2.3 是一种低功耗待机状态,设备保持基本功能但没有激活的负载。这种模式用于测试设备在待机状态下的性能。

2.4.4 模式 2.4:最大负载模式


模式 2.4 定义:电气系统 / 组件被控制并以最大负载运行。
模式 2.4 是实验中最常用的工作模式,用于测试设备在极限负载条件下的性能。最小、典型和最大负载应由供应商和客户协商确定。

2.5 电气安全要求


ISO 21780:2020 对 48V 系统的电气安全提出了严格要求,主要包括以下几个方面:

2.5.1 绝缘配合要求


标准基于 IEC 60664-1 框架,增加了汽车特殊工况要求。绝缘配合设计需要考虑以下因素:

污染等级

• 污染等级按环境导电风险分为 4 级
• 车用场景主要涉及 2 级与 3 级
• 密封性等级(如 IP6K9K)可降低污染等级
• 全密封(IP67+)可视为等级 2

绝缘要求

• 非密封环境下,污染等级 3 时,若使用 IIIb 材料(CTI<175),需额外增加爬电距离 20%
• 48V 系统一次侧(高压)对车身需电气间隙 + 爬电距离双重达标
• 48V DC 需要≥3.0mm 的爬电距离

2.5.2 接地系统要求


标准对 48V 和 12V/24V 系统的接地提出了明确要求:
1. 物理隔离:48V 与 12V/24V 系统应具有公共地,但通过物理上分开的接地螺栓 / 连接器连接在一起。
2. 故障保护:部件内部或其连接到 48V 和 12V/24V 电气系统的外部接口上的任何单个故障,不应在两个电气系统之间造成短路,或在 12V/24V 电气系统的任何部分引起过电压。
3. 接地失效保护:部件的任何接地连接的失效均不应破坏所连接的网络接口(例如,总线系统)或中断其他所连接的任何电气系统内的通信。

2.5.3 过压保护要求


标准规定了过压保护的基本要求:
• 如果电压超过暂态电压上限值,应对导致出现过电压的部件采取措施,使电压降低到暂态电压上限值以下。
• 部件应采取措施保护 48V 网络连接,防止桥接端子的导电元件意外掉落而引起的短路。

2.5.4 极性反接保护


标准要求:车辆系统应采取适当措施,以防止 48V 电源极性反接。

2.6 环境适应性要求


标准在第 8 章 "一般测试条件" 中规定了环境适应性要求:

2.6.1 温度要求


测试温度条件

• 室温(TRT):23°C ±5°C
• 相对湿度:25%~75%
• 测试温度(Ttest):通常为室温
标准还定义了设备的工作温度范围:
• Tmax:DUT 的最高工作温度
• Tmin:DUT 的最低工作温度

2.6.2 标准公差


标准规定了各项参数的测试公差要求: 
 
参数类型 公差范围
频率(f) ±1%
温度(T) ±2°C
相对湿度(RH) ±5%
时间(t) +5% 到 0%
电压(U) ±0.5%
电流(I) ±2%
电阻(R) ±10%
这些公差要求确保了测试结果的一致性和可比性。

三、测试方法与验证体系


3.1 测试条件与环境要求


3.1.1 测试实验室要求


标准对测试实验室提出了严格的资质要求:
• 测试实验室必须符合 ISO/IEC 17025 标准
• 测试设备需校准并可追溯至国家计量实验室
这些要求从源头保证了测试的科学性与规范性。

3.1.2 测试样品要求


标准规定:
• 型式检验至少需要两个被测样品(DUT)
• 通常样件数量为 2 个
• 在初始设计验证阶段可以豁免此要求

3.1.3 测试环境条件


所有测试应在以下标准条件下进行:
• 标称 12V/24V 电压(UN)
• 标称 48V 电压(U48N):48V
• 室温(TRT):23°C ±5°C
• 相对湿度:25%~75%
• 测试温度:通常为室温

3.2 16 个测试项目详解


标准第 10 章规定了16 个具体测试项目,这些测试项目覆盖了 48V 系统在各种工况下的电气性能验证。

3.2.1 Test-01:标称电压范围测试


测试目的:确定电气和电子组件在标称电压范围内能否正常工作。
测试条件
• 工作模式:2.4(最大负载模式)
• 电压范围:36V-52V
• 测试电压:U0 = 44V,U1 = 36V,U2 = 52V
• 上升 / 下降时间:tr = tf = 50ms(0.16 V/ms)
• 保持时间:t1 = 30s,t2 = 60s
• 循环次数:5 次
评判要求
• 持续监控 DUT 并重复该测试曲线,不得中断
• DUT 所有功能均应符合表 2 中所定义的所选功能类别的相关定义

3.2.2 Test-02:瞬态电压范围测试


测试目的:验证组件在上下瞬态电压范围内的功能。
本测试分为两个子测试:
Case 1:低瞬态电压范围测试
• 电压变化:从标称电压降至 31V
• 上升 / 下降时间:tr = tf = 10ms(0.5 V/ms)
• 保持时间:t1 = 60s,t2 = 120s
• 循环次数:5 次
• 功能状态要求:FC I:FS1, FC II:FS2, FC III:FS2, FC IV:FS3
Case 2:高瞬态电压范围测试
• 电压变化:从标称电压升至 54V
• 上升 / 下降时间:tr = tf = 4ms(0.5 V/ms)
• 保持时间:t1 = 60s,t2 = 120s
• 循环次数:5 次
• 功能状态要求:FC I:FS1, FC II:FS2, FC III:FS3, FC IV:FS2

3.2.3 Test-03:短时过压测试


测试目的:验证组件对瞬时过电压的抗扰能力。
测试条件
• 工作模式:2.4
• 过压值:70V
• 上升时间:tr = 0.7ms(25.71 V/ms)
• 保持时间:t0 ≥5s,t3 ≥5s
• 脉冲宽度:t2 = 600ms
• 循环次数:1000 次
• 功能状态要求:FC I:FS1, FC II:FS2, FC III:FS2, FC IV:FS3

3.2.4 Test-04:供电部件抛负载控制测试


测试目的:模拟负载突降情况,验证组件对抛负载瞬变的承受能力。
测试条件
• 工作模式:2.4
• 测试电阻:R = 36Ω
• 测试电容:C = 0.5mF
• 开关切换时间:ts1 ≤100μs
• 循环次数:2 次
测试步骤
1. 开关 S1 闭合
2. 操作 DUT 和可变测试负载,使其输出至少达到其额定最大输出功率的 95%
3. 断开开关 S1,以隔离可变测试负载
4. 持续监控 DUT 并不间断地重复测试,直至完成所需循环次数
评判要求:开关断开后,DUT 的输出电压曲线不得超过规定曲线。

3.2.5 Test-05:启动特性测试


测试目的:验证组件在冷启动阶段对电压变化的抗扰能力。
测试条件
• 工作模式:2.4
• 电压范围:36V→24V→36V
• 下降时间:tf = 5ms(2.4 V/ms)
• 上升时间:tr = 5ms(2.4 V/ms)
• 保持时间:t2 = 10s
• 循环次数:10 次
• 功能状态要求:FC I:FS1, FC II:FS2, FC III:FS2, FC IV:FS3

3.2.6 Test-06:长期过压测试


测试目的:验证组件在长期过电压情况下的稳定性。
测试条件
• 工作模式:2.4
• 过压值:58V
• 保持时间:t0 ≥5s
• 关断时间:toff ≤100μs
• 循环次数:每个测试温度 3 次循环
• 测试温度:Tmin、TRT、Tmax-20℃
功能状态要求:所有功能类别均为 FS3。

3.2.7 Test-07:可供电消耗组件过压测试


测试目的:验证既耗能又供电的组件在过压情况下的性能。
本测试分为两部分:

第 1 部分:不包括电能吸收装置
• 验证 DUT 在供电模式下的电压限制能力
• 测试电压:U0(通常为 48V)
• 电流要求:DUT 应能输出最大电流
• 保持时间:直到电压降至 U2 以下,不少于 t1

第 2 部分:包括电能吸收装置
• 在 DUT 达到最大供电电流时断开电能吸收
• 验证 DUT 的电压限制能力
• 测试电压:U0(通常为 48V)
• 电流要求:达到最大供电电流时断开
• 保持时间:直到电压降至 U2 以下,不少于 t1

评判要求
• DUT 的最大电压不超过 U1
• 从电压超过 U2 到低于 U2 的时间不超过 t1
• 功能应符合所选功能类别的要求

3.2.8 Test-08:供电电压升降测试


测试目的:验证组件对供电电压降低和升高的抵抗能力。
测试条件
• 工作模式:2.1 和 2.4
• 电压范围:44V→0V→44V
• 下降速率:tf = 21min(约 35mV/s)
• 上升速率:tr = 21min(约 35mV/s)
• 循环次数:1 次

功能状态要求
• 31V<U<36V:FC I:FS1, FC II:FS2, FC III:FS2, FC IV:FS3
• 24V<U<31V:FC I:FS1, FC II:FS3, FC III:FS3, FC IV:FS3
• 0V<U<24V:所有功能类别均为 FS3

3.2.9 Test-09:电压纹波测试


测试目的:验证组件对发电机或 DC/DC 转换器引起的电压纹波的抵抗能力。
测试条件
• 工作模式:2.2(典型运行模式)
• 频率范围:
◦ f1: 10Hz-1kHz
◦ f2: 1kHz-30kHz
◦ f3: 30kHz-200kHz
• 电压纹波限值:
◦ f1: 8V ±2%
◦ f2: 6V ±2%
◦ f3: 2V ±2%
• 电流限值:
◦ f1: 80A
◦ f2: 15A
◦ f3: 10A
• 偏移电压:
◦ f1: U0 = 35V 和 50V
◦ f2: U0 = 34V 和 51V
◦ f3: U0 = 32V 和 53V
• 驻留时间:≥2s
• 循环次数:每个频段 1 次
测试步骤
1. 试验前测量并记录 DUT 在 48V 电源端子处的阻抗
2. 参考试验:以工作模式 2.3 进行,确定各频率下的电压纹波 UR
3. 在工作模式 2.2 下施加相应的电压纹波
4. 记录每个频率步长所确定的电源电压纹波 UR

3.2.10 Test-10:重新初始化测试


测试目的:验证电源中断后组件的重新初始化能力。
测试条件
• 工作模式:2.4
• 电压变化:降低 0.5V(ΔU2 = 0.5V)
• 下降时间:tf < 100ms
• 上升时间:tr < 100ms
• 保持时间:t1 = 5s,t2 = 10s
• 等待时间:t0 直到进入工作模式
• 循环次数:5 次
功能状态要求:所有功能类别均为 FS3。

3.2.11 Test-11:电源电压中断测试


测试目的:验证组件对电源电压短时中断的响应能力。
测试条件
• 工作模式:2.3 和 2.4
• 测试电压:48V
• 中断电阻:Ri ≤60mΩ(含开关)
• 电流要求:中断期间电流≤10μA
测试步骤
1. 中断时间 t1 按以下序列递增:
◦ 100μs ≤t1 <1ms:每次增加 100μs
◦ 1ms ≤t1 <10ms:每次增加 1ms
◦ 10ms ≤t1 <100ms:每次增加 10ms
◦ 100ms ≤t1 <2s:每次增加 100ms
1. 恢复时间:t2 ≥10s,直到 DUT 100% 正常工作
2. 切换反应时间:≤10μs
评判要求
• t1 ≤100μs:功能状态应满足 FS1
• t1 >100μs:功能状态应满足 FS3 或由供需双方商定
• 如果 DUT 功能状态只能达到 FS4,则应在下一次开关断开前重新启动 DUT

3.2.12 Test-12:接地损耗测试


测试目的:验证 GND48 连接丢失时组件的工作状态。
测试配置
• 两个 TN(测试节点)部件,各贡献至少 25% 总线负载
• TN 部件安装消息计数器,使用 CRC 机制验证消息
• 监控 DUT、TN1 和 TN2 之间的通信和电流
测试步骤
1. 开关 S3 断开:模拟 GND48 丢失
2. 监控 TN2 通信失败次数
3. 验证 DUT 与 TN1 的通信正常
4. 开关 S3 闭合:恢复 GND48 连接
5. 验证 DUT 与 TN2 的通信恢复正常
评判要求
• 通信总线电流增量≤100mA
• 12V 系统反向电流≤1mA
• 需通过双重失效测试验证保护机制
• 试验前后功能状态应为 FS1

3.2.13 Test-13:故障电流测试


测试目的:验证 48V 线路短路时的故障电流。
测试条件
• 测试电压:70V
• 测试时间:10min
• 电流要求:|I| ≤10μA
如果不满足 10μA 要求,需执行备选操作(op2)。

3.2.14 Test-14:接地偏移测试


测试目的:验证各电压输入间产生电位差时组件的工作状态。
测试配置
• 测试电压:0V 和 52V
• 偏移电压:±1V 的各种组合
• 包括 14 个测试步骤,验证不同偏移组合
测试步骤
1. 测试 U0 = 0V 时的各种偏移组合
2. 测试 U0 = 36V 时的各种偏移组合
3. 测试 U0 = 52V 时的各种偏移组合
4. 验证 DUT 在各种偏移条件下的功能状态

3.2.15 Test-15:信号线和负载电路短路测试


测试目的:验证 48V 输入线及输出线短路时的组件工作状态。
测试条件
• 工作模式:2.3 和 2.4
• 测试电压:36V 和 52V
• 短路阻抗:≤0.02Ω
• 测试时间:60s
功能状态要求
• 无保护的电源输出:FS5
• 其他输入输出设备:FS3

3.2.16 Test-16:静态电流测试


测试目的:验证休眠模式及唤醒操作时的静态电流。
测试条件
• 工作模式:2.1(睡眠模式)
• 测试电压:48V
• 测试时间:至少 12 小时
• 测量频率:1Hz
测试要求
1. 首先使 DUT 进入并保持休眠状态
2. 如果要求 DUT 定期唤醒,应提供所需外部条件
3. 测量周期应包括休眠和唤醒状态
4. 平均静态电流:Iq ≤0.1mA
5. 计算公式:Iq = (1/t)∫0t I (t) dt

3.3 测试程序与要求


3.3.1 测试前准备


参数检查
每次测试开始前,应确保:
• DUT 处于稳定的正常工作状态
• DUT 完全启动并处于 FS1 状态
• 记录关键参数作为基准值
关键参数定义
供需双方应在部件规格说明中确定一组关键参数,包括:
• 静态电流消耗
• 工作电流(峰值和额定值)
• 输出电压
• 接触电阻
• 输入阻抗
• 信号速率(上升和下降时间)
• 总线规格

3.3.2 测试过程监控


持续监控要求
• 持续监控 DUT 工作状态直到完成所有试验循环
• 功能状态应符合表 2 中定义的所选功能状态类别的要求
• 监控部件复位情况并记录
故障处理
• 如果 DUT 处于 FS5 受损状态,需从测试循环中移除
• 分析并记录故障原因
• 决定是否用新的 DUT 重复测试或继续后续测试、

3.3.3 测试后检查


参数复查
每次测试后应:
• 按要求对 DUT 进行参数检查
• 检查是否符合规范要求
• 记录所有检查结果
物理分析
完成全部电气试验后,至少应对一个 DUT 进行物理分析,记录:
• 硬件组成
• 软件版本
• 校准件信息
• 任何更改都应重新确认或证明无影响

3.3.4 测试报告要求


测试报告应包含:
• 测试环境条件
• 测试设备信息
• 测试程序记录
• 关键参数测量值
• 功能状态评估结果
• 故障分析报告
• 物理分析结果

四、标准实施指导与技术建议


4.1 设计阶段技术要点


基于 ISO 21780:2020 标准要求,48V 系统设计阶段应特别注意以下技术要点:

4.1.1 系统架构设计


电气隔离设计
• 48V 与 12V/24V 系统必须实现物理隔离
• 两个系统通过独立的接地螺栓 / 连接器连接
• 防止单点故障导致系统间短路
电源管理策略
• 设计合理的电压转换方案(48V to 12V)
• 确保转换效率和可靠性
• 考虑故障模式下的降级策略

4.1.2 接口设计要求


通信接口保护
• 通信接口需具备 ESD 防护能力
• 防护等级应符合相关标准要求
• 确保接地失效时通信不中断
连接器设计
• 48V 连接器需满足绝缘要求
• 确保足够的电气间隙和爬电距离
• 考虑防误插设计

4.1.3 功耗控制


静态电流管理
• 严格控制静态电流在 0.1mA 以下
• 优化睡眠模式设计
• 实现快速唤醒功能

4.2 标准实施注意事项


4.2.1 标准应用范围


适用边界
ISO 21780:2020 适用于:
• 配备 48V DC 电气系统的道路车辆
• 所有与 48V 系统直接相连的电气 / 电子部件
• 包括储能系统管理单元(除电化学部分)
排除范围
标准明确排除:
• 电磁兼容性(EMC)要求
• 12V/24V 系统的完整要求(仅涉及接口部分)
• 电化学储能系统本身

4.2.2 与其他标准的协调


相关标准体系
ISO 21780:2020 需要与以下标准协调使用:
• GB/T 45120-2024:中国等同采用的国家标准,2024 年 12 月 31 日发布
• ISO 16750 系列:道路车辆电气电子设备环境条件和试验
• ISO 7637 系列:道路车辆电气瞬态传导干扰
• CISPR 25:车辆、船和内燃机驱动装置的无线电骚扰特性
标准协调要点
1. ISO 21780:2020 不包括 EMC 要求,需参考 CISPR 25 等 EMC 标准
2. 涉及 12V/24V 系统时,需参考 ISO 16750-2 等标准
3. 安全相关要求需符合 ISO 26262 功能安全标准

4.2.3 测试实施建议


测试环境要求
• 测试实验室必须符合 ISO/IEC 17025 标准
• 测试设备需定期校准并可追溯
• 确保测试环境的电磁兼容性
测试样品要求
• 型式检验至少需要 2 个样品
• 样品应具有代表性
• 记录样品的制造批次和序列号
  
ISO 21780:2020 作为 48V 系统的核心技术标准,为道路车辆 48V 电气系统提供了全面而系统的技术规范。标准采用了层次化的技术架构,通过五个功能状态等级(FS1-FS5)和四个功能类别(FC I-FC IV)的定义,建立了完善的性能评估体系。这种分级体系不仅为 48V 系统的设计提供了明确的技术要求,也为测试验证提供了统一的评判标准。
七个电压范围的定义充分考虑了 48V 系统在各种工况下的实际需求,特别是对能量回收、冷启动等特殊场景的电压变化进行了详细规定。标称电压范围(36V-52V)的设定为系统正常运行提供了充足的裕度,而上瞬态电压范围(52V-54V)的定义则为制动能量回收等功能预留了空间。
16 个测试项目构成了完整的验证体系,覆盖了 48V 系统从正常运行到极端故障的各种工况。这些测试项目不仅验证了设备的基本电气性能,还特别关注了安全性、可靠性和故障恢复能力。其中,接地损耗测试(Test-12)和电源电压中断测试(Test-11)等项目对确保系统在故障状态下的安全性具有重要意义。


我们的产品:
民用领域:静电放电发生器脉冲群发生器雷击浪涌发生器射频传导抗干扰测试系统工频磁场发生器脉冲磁场发生器阻尼振荡磁场发生器交流电压跌落发生器振铃波发生器、共模传导抗扰度测试系统、阻尼振荡波发生器直流电压跌落发生器
汽车领域:静电放电发生器7637测试系统汽车电子可编程电源、瞬态发射开关测量、汽车线束微中断发生器、BCI大电流注入测试系统、EMI接收机、辐射抗扰度测试系统、低频磁场抗扰度测试系统、射频辐射抗扰度测试系统等
军工领域:静电放电发生器、低频传导抗扰度测试系统、尖峰脉冲发生器、电缆束注入测试系统、快速方波测试系统、高速阻尼振荡测试系统等

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