Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13078-21-1:2020 (hoàn toàn tương đương với tiêu chuẩn quốc tế IEC 61851-21-1:2017) quy định chi tiết các yêu cầu về tương thích điện từ (EMC) đối với bộ sạc lắp trên xe điện (on-board charger) kết nối có dây với nguồn cấp điện xoay chiều (AC) hoặc một chiều (DC). Tiêu chuẩn này áp dụng cho các phương tiện giao thông đường bộ chạy điện sử dụng hệ thống lưu trữ năng lượng có thể sạc lại (REESS), thiết lập các phương pháp thử nghiệm và giới hạn kỹ thuật nhằm đảm bảo khả năng miễn nhiễm cũng như kiểm soát mức phát xạ điện từ của thiết bị sạc trong quá trình vận hành thực tế.

Tiêu chí đánh giá tính năng miễn nhiễm điện từ (Điều 5.2.2)

Tiêu chuẩn phân loại khả năng hoạt động và phản ứng của xe điện cũng như bộ sạc trong quá trình thử nghiệm miễn nhiễm thành ba tiêu chí cốt lõi:

• Tiêu chí tính năng A: Xe điện không được tự thiết lập chuyển động. Chức năng sạc phải tiếp tục hoạt động bình thường như dự kiến trong và sau quá trình thử nghiệm. Không cho phép bất kỳ sự suy giảm tính năng hoặc mất chức năng nào của hệ thống.
• Tiêu chí tính năng B: Xe điện không được tự thiết lập chuyển động. Chức năng sạc phải tiếp tục hoạt động bình thường sau khi kết thúc thử nghiệm. Trong thời gian thử nghiệm, việc tạm thời mất chức năng sạc được phép xảy ra với điều kiện chức năng này tự động phục hồi sau đó mà không cần sự can thiệp từ người sử dụng.
• Tiêu chí tính năng C: Xe điện không được tự thiết lập chuyển động. Việc tạm thời mất chức năng sạc được phép xảy ra nhưng phải phục hồi được thông qua các thao tác điều khiển đơn giản của người dùng hoặc người vận hành từ xa mà không cần sử dụng dụng cụ hỗ trợ chuyên dụng.

Các phương pháp thử nghiệm miễn nhiễm điện từ (Điều 5.2.4 - Điều 5.2.8)

Hệ thống sạc xe điện và các linh kiện điện tử liên quan phải trải qua các bài thử nghiệm nghiêm ngặt để chứng minh khả năng chống chịu các tác nhân nhiễu từ môi trường bên ngoài:

• Miễn nhiễm với nhiễu quá độ điện nhanh/bướu xung (Fast Transients/Burst): Thử nghiệm theo tiêu chuẩn IEC 61000-4-4:2012 nhằm đánh giá khả năng chịu đựng các nhiễu dẫn phương thức chung phát sinh từ việc đóng cắt tải cảm ứng nhỏ hoặc rơ le trên đường dây AC và DC. Mức điện áp thử nghiệm mạch hở quy định là ± 2 kV với tần số lặp 5 kHz.
• Miễn nhiễm với đột biến dẫn (Surge): Thử nghiệm theo IEC 61000-4-5:2014 để kiểm tra khả năng chịu đựng các xung đột biến điện áp do hiện tượng đóng cắt lưới điện hoặc sét gián tiếp. Đối với đường dây AC, mức thử nghiệm là ± 2 kV (pha-đất) và ± 1 kV (pha-pha). Đối với đường dây DC, mức thử nghiệm là ± 0,5 kV cho cả pha-đất và pha-pha.
• Miễn nhiễm với trường điện từ tần số vô tuyến bức xạ (Radiated RF): Thử nghiệm theo ISO 11451-2:2015 (đối với xe điện nguyên chiếc) và ISO 11452-2:2004 / ISO 11452-4:2011 (đối với bộ sạc tách rời - ESA). Dải tần số thử nghiệm kéo dài từ 20 MHz đến 2.000 MHz với cường độ trường điện từ danh định là 30 V/m, sử dụng các phương pháp điều chế biên độ (AM) hoặc điều chế xung.
• Miễn nhiễm với xung trên đường dây nguồn: Áp dụng riêng cho các bộ sạc tách rời (ESA) theo tiêu chuẩn ISO 7637-2:2011, kiểm tra khả năng chống chịu các xung điện áp đặc trưng trong hệ thống điện của xe (bao gồm xung số 1, 2a, 2b, 3a, 3b và 4).

Các quy định và giới hạn phát xạ điện từ (Điều 5.3)

Để tránh gây nhiễu có hại cho các thiết bị điện tử khác trong môi trường dân cư, thương mại và công nghiệp nhẹ, bộ sạc xe điện phải tuân thủ các giới hạn phát xạ nghiêm ngặt:

• Điều kiện thử nghiệm phát xạ: Trạng thái sạc (SOC) của pin kéo phải được duy trì trong khoảng từ 20% đến 80% dung lượng tối đa trong suốt thời gian đo. Nếu dòng điện tiêu thụ có thể điều chỉnh, dòng điện phải được thiết lập ở mức tối thiểu 80% giá trị danh định.
• Phát xạ hài dòng điện trên đường dây AC: Các phép đo hài dòng điện bậc chẵn và lẻ được thực hiện đến bậc 40. Thiết bị có dòng điện danh định ≤ 16 A mỗi pha phải tuân thủ IEC 61000-3-2:2014. Thiết bị từ 16 A đến 75 A mỗi pha phải tuân thủ IEC 61000-3-12:2011 với tỷ số ngắn mạch Rsce = 33.
• Biến động điện áp, thăng giáng điện áp và nháy (Flicker): Đo lường các thông số nháy thời gian ngắn, nháy thời gian dài và sự thay đổi điện áp tương đối trên đường dây AC theo tiêu chuẩn IEC 61000-3-3:2013 (cho dòng điện ≤ 16 A) hoặc IEC 61000-3-11:2000 (cho dòng điện từ 16 A đến 75 A).
• Nhiễu dẫn tần số cao trên đường dây AC/DC: Đo lường trong dải tần từ 0,15 MHz đến 30 MHz. Giới hạn nhiễu dẫn trên đường AC dao động từ 66-56 dB(μV) (tựa đỉnh) và 56-46 dB(μV) (trung bình). Trên đường DC, giới hạn là 79 dB(μV) (tựa đỉnh) và 66 dB(μV) (trung bình) cho dải tần thấp, giảm dần ở dải tần cao hơn.
• Nhiễu dẫn khi truy cập mạng lưới và viễn thông: Áp dụng theo CISPR 22:2008 đối với các cổng truyền thông phục vụ mục đích sạc, ngoại trừ các đường dây điều khiển thông thường hoặc hệ thống truyền tải trên đường dây điện (PLT) được miễn trừ cụ thể.
• Nhiễu bức xạ tần số cao: Đo lường mức phát xạ bức xạ trong dải tần từ 30 MHz đến 1.000 MHz theo CISPR 12:2007 và sửa đổi 1:2009. Giới hạn đối với xe điện nguyên chiếc tại khoảng cách anten 10m là 32 dB(μV) (tần số 30-75 MHz) và tăng dần lên 43 dB(μV) ở tần số cao hơn. Đối với bộ sạc tách rời (ESA), giới hạn phát xạ bức xạ nghiêm ngặt hơn được quy định cụ thể trong phòng thử nghiệm ALSE hoặc OATS.
• Nhiễu bức xạ trên đường dây nguồn: Đánh giá mức phát xạ xung ngược lại đường dây nguồn của ESA theo ISO 7637-2:2011. Biên độ xung dương tối đa cho phép là 75 V (hệ thống 12 V) hoặc 150 V (hệ thống 24 V); xung âm tối đa là -100 V (hệ thống 12 V) hoặc -450 V (hệ thống 24 V).

Mạng nguồn giả và thiết lập cấu hình thử nghiệm (Phụ lục A)

Phụ lục A đưa ra các hướng dẫn kỹ thuật bắt buộc về việc sử dụng các thiết bị phụ trợ để chuẩn hóa trở kháng và cách ly nguồn điện trong quá trình thử nghiệm:

• Mạng giả (AN) và Mạng nguồn giả (AMN): Sử dụng AN 5 μH/50 Ω cho các nguồn điện một chiều (DC) và AMN 50 μH/50 Ω cho các nguồn điện xoay chiều (AC) để cung cấp trở kháng tải chuẩn hóa và ngăn ngừa nhiễu từ nguồn điện ngoài ảnh hưởng đến kết quả đo.
• Mạng giả không đối xứng (AAN): Được sử dụng để kết thúc và ghép nối truyền thông sạc cho các đường dây truyền thông đối xứng (như mạng CAN) hoặc không đối xứng giữa xe điện và trạm sạc, đảm bảo tính đối xứng của cáp sạc được duy trì ổn định.
• Thử nghiệm truyền thông trên đường dây điện (PLC): Tiêu chuẩn cung cấp các sơ đồ mạch điện chuyên dụng để đo phát xạ và thử nghiệm miễn nhiễm đối với công nghệ truyền thông PLC trên đường dây điện AC/DC hoặc trên đường dây điều khiển quá trình sạc, giúp phân tách tín hiệu truyền thông tần số cao ra khỏi nguồn điện động lực.

Hiệu lực áp dụng

TCVN 13078-21-1:2020 là tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia tự nguyện áp dụng, đóng vai trò là cơ sở pháp lý và kỹ thuật quan trọng để các nhà sản xuất, thử nghiệm và cơ quan quản lý đánh giá chứng nhận hợp chuẩn, hợp quy về tương thích điện từ đối với các dòng xe điện và thiết bị sạc lắp trên xe tại thị trường Việt Nam.