在電動(dòng)汽車充電樁出口過程中,RCM、CE、CB等國際認(rèn)證是產(chǎn)品進(jìn)入目標(biāo)市場的“通行證”。然而,許多企業(yè)在送檢時(shí)常常遭遇測試不通過的情況,導(dǎo)致項(xiàng)目延期、成本上升。通過對大量認(rèn)證案例的分析發(fā)現(xiàn),安規(guī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺陷和EMC輻射發(fā)射超標(biāo)是充電樁認(rèn)證中最常見的兩大失敗原因。本文將深入剖析這兩類問題的根本成因,并提供切實(shí)可行的整改方案,幫助企業(yè)提前規(guī)避風(fēng)險(xiǎn),提升一次通過率。

一、安規(guī)結(jié)構(gòu)常見失敗點(diǎn)及整改措施
電氣安全(Safety)是所有認(rèn)證的首要考核項(xiàng),涉及人身觸電、火災(zāi)、機(jī)械傷害等高風(fēng)險(xiǎn)場景。充電樁作為長期連接電網(wǎng)的大功率設(shè)備,其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須滿足嚴(yán)格的防觸電、絕緣、防火和防護(hù)要求。以下是最常出現(xiàn)的問題及其應(yīng)對策略:
1. 防觸電保護(hù)不足
典型問題:
- 用戶可接觸區(qū)域存在裸露導(dǎo)電部件;
- 內(nèi)部帶電體與外殼之間爬電距離或電氣間隙不足;
- 接線端子未加裝絕緣護(hù)套或防護(hù)擋板。
根本原因:
結(jié)構(gòu)布局緊湊,忽視標(biāo)準(zhǔn)對“可觸及部件”的定義,誤以為只要蓋上外殼就安全。
整改建議:
- 嚴(yán)格按照AS/NZS 62734、IEC 61851-1等標(biāo)準(zhǔn)要求,確保帶電部分與可觸及金屬件之間的最小爬電距離和電氣間隙達(dá)標(biāo)(通常為4mm以上,視電壓等級(jí)而定);
- 在高壓接線區(qū)增加絕緣隔離罩或使用阻燃材料制成的防護(hù)擋板;
- 對操作人員可能接觸到的部位進(jìn)行模擬手指測試(如IEC 61052探針測試),確認(rèn)無法觸及危險(xiǎn)部件。
2. 接地連續(xù)性不合格
典型問題:
- 外殼接地電阻超過0.1Ω限值;
- 涂層或噴塑處理導(dǎo)致金屬外殼與地線連接不可靠;
- 螺釘連接處無彈簧墊圈或未做去漆處理。
整改建議:
- 在接地連接點(diǎn)預(yù)先打磨去除絕緣涂層,確保金屬直接接觸;
- 使用帶齒鎖緊墊片或星形墊圈,防止松動(dòng)導(dǎo)致接觸不良;
- 增設(shè)專用接地螺栓,并標(biāo)注清晰的接地標(biāo)識(shí)(?);
- 生產(chǎn)階段增加接地導(dǎo)通測試工序,確保每臺(tái)產(chǎn)品均符合要求。
3. 防火阻燃能力不達(dá)標(biāo)
典型問題:
- 內(nèi)部PCB附近使用普通塑料支架,在灼熱絲試驗(yàn)(GWFI/GWIT)中起燃;
- 高溫區(qū)域未采用V-0級(jí)阻燃材料;
- 散熱風(fēng)扇、繼電器底座等小部件缺乏防火認(rèn)證。
整改建議:
- 關(guān)鍵高溫區(qū)域(如電源模塊、繼電器周圍)必須使用UL94 V-0及以上等級(jí)的阻燃材料;
- 對支撐帶電體的絕緣件進(jìn)行灼熱絲測試預(yù)評估,避免現(xiàn)場燒毀;
- 優(yōu)先選用已獲認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)件(如VDE、TUV認(rèn)證的端子臺(tái)、連接器);
- 增加隔熱擋板或空氣隔斷,降低熱量傳遞至易燃部件的風(fēng)險(xiǎn)。
4. IP防護(hù)等級(jí)不符合標(biāo)稱值
典型問題:
- 標(biāo)注IP54但實(shí)際密封不嚴(yán),防塵防水測試失?。?
- 線纜入口處未使用防水接頭;
- 顯示屏與面板間縫隙過大,水汽侵入。
整改建議:
- 所有進(jìn)出線口必須配備符合IP等級(jí)的電纜 glands(防水接頭);
- 面板拼接處加裝硅膠密封條,并合理設(shè)計(jì)壓緊結(jié)構(gòu);
- 提前進(jìn)行內(nèi)部預(yù)測試,模擬噴淋和粉塵環(huán)境,驗(yàn)證整體密封性。
二、EMC輻射發(fā)射超標(biāo):高頻噪聲的隱形殺手
電磁兼容性(EMC)中的輻射發(fā)射(Radiated Emission) 是充電樁認(rèn)證中最難控制的項(xiàng)目之一,尤其對于直流快充樁和高頻開關(guān)電源較多的產(chǎn)品。即使安規(guī)完全合格,一旦EMC超標(biāo),依然無法獲得認(rèn)證。
1. 超標(biāo)現(xiàn)象與常見頻段
在30MHz–1GHz頻段內(nèi),常見超標(biāo)頻率集中在:
- 30–100MHz:主要來自開關(guān)電源低頻振蕩、整流橋噪聲;
- 100–300MHz:多由DC-DC變換器、PFC電路引起;
- 400–900MHz:常與控制板晶振、數(shù)字信號(hào)諧波相關(guān)。
這些干擾通過線纜、外殼縫隙或PCB走線形成天線效應(yīng),向外輻射電磁波,影響周邊無線電設(shè)備正常工作。
2. 主要成因分析
- 濾波電路設(shè)計(jì)不足:輸入端缺乏有效共模/差模濾波器,導(dǎo)致傳導(dǎo)噪聲轉(zhuǎn)化為輻射源;
- PCB布局不合理:高速信號(hào)線平行走線過長、未包地處理、電源層分割不當(dāng);
- 屏蔽措施缺失:金屬外殼接縫過多、未做導(dǎo)電處理,或內(nèi)部關(guān)鍵模塊無局部屏蔽罩;
- 線纜成為天線:電源線、通信線未加磁環(huán),且布線靠近噪聲源;
- 接地系統(tǒng)混亂:數(shù)字地與功率地混接,形成地環(huán)路,加劇輻射。
3. 實(shí)用整改方案
(1)優(yōu)化濾波設(shè)計(jì)
- 在交流輸入端增加兩級(jí)EMI濾波器,第一級(jí)用于抑制差模干擾,第二級(jí)增強(qiáng)共模抑制;
- 濾波器靠近進(jìn)線口安裝,接地路徑盡量短而寬;
- 輸出直流側(cè)也應(yīng)考慮加裝π型濾波電路,減少高頻紋波輸出。
(2)改進(jìn)PCB設(shè)計(jì)
- 高速信號(hào)線避免跨越分割平面,保持完整參考地;
- 時(shí)鐘信號(hào)線采用包地處理,并遠(yuǎn)離電源走線;
- 電源模塊下方不留信號(hào)線,防止耦合干擾;
- 數(shù)字地與功率地采用單點(diǎn)連接,避免地彈噪聲。
(3)加強(qiáng)屏蔽與接地
- 機(jī)箱采用全金屬結(jié)構(gòu),接縫處加裝導(dǎo)電襯墊或?qū)щ娖幔?/p>
- 內(nèi)部主控板、通信模塊加裝不銹鋼或鍍鋅鐵屏蔽罩,并通過多個(gè)接地點(diǎn)連接到底板;
- 屏蔽電纜的屏蔽層應(yīng)實(shí)現(xiàn)360°端接,不可簡單“豬尾巴”式接地。
(4)線纜管理與磁環(huán)應(yīng)用
- 所有進(jìn)出線纜(尤其是電源線、CAN通信線)加裝鐵氧體磁環(huán),選擇適合頻段的材質(zhì)(如NiZn用于高頻);
- 線纜盡量貼邊走線,避免形成環(huán)路;
- 不同類型線纜分開布置,強(qiáng)弱電線保持足夠間距。
(5)軟件輔助降噪
- 適當(dāng)調(diào)整開關(guān)頻率,避開敏感頻段;
- 采用擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)(SSFM),分散能量峰值;
- 控制PWM啟停邏輯,減少瞬態(tài)電流沖擊。
三、預(yù)防勝于補(bǔ)救:從設(shè)計(jì)源頭規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)
與其等到測試失敗再返工,不如在產(chǎn)品研發(fā)初期就融入合規(guī)思維:
- 建立標(biāo)準(zhǔn)庫:收集AS/NZS、IEC、EN等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),明確各項(xiàng)安規(guī)與EMC要求;
- 開展預(yù)測試:在原型階段進(jìn)行初步安規(guī)檢查和近場掃描,識(shí)別潛在熱點(diǎn);
- 引入DFM/DFA設(shè)計(jì)原則:將安全與EMC考量納入結(jié)構(gòu)與電路設(shè)計(jì)流程;
- 選擇成熟平臺(tái)與認(rèn)證模塊:優(yōu)先使用已有CB報(bào)告的核心部件,降低系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)。
結(jié)語
充電樁認(rèn)證不是簡單的“送樣—測試—拿證”流程,而是對產(chǎn)品綜合性能的全面檢驗(yàn)。安規(guī)結(jié)構(gòu)缺陷和EMC輻射發(fā)射問題是兩大“攔路虎”,但它們并非不可攻克。只要在設(shè)計(jì)階段充分重視電氣間隙、接地可靠性、材料阻燃性以及電磁兼容性布局,結(jié)合科學(xué)的整改方法,絕大多數(shù)問題都可以提前化解。