IEC 61851-1 充电模式 | Mode 1 2 3 4 区别与选型

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一句话总结

IEC 61851-1:2017 (Ed 3.0) 将电动汽车充电分为四个等级——Mode 1 是"插上就充"（无安全通信，≤16A）、Mode 2 是"便携保护充"（缆上 IC-CPD，≤32A）、Mode 3 是"标准交流桩充"（固定充电桩+CP 控制导引）、Mode 4 是"直流快充"（数字通信+大功率）——模式越高，安全保护越完善。掌握这四种充电模式区别与选型指南，是 EV 充电系统工程师理解 Mode 1 2 3 4 定义和额定值的核心基础。

1. 四种模式全貌对比

2. Mode 1 — 最基础的无保护直连

2.1 定义

Mode 1 是使用标准家用插座 + 普通电缆和插头直接连接 EV 与交流电网，不包含任何控制导引（CP）或辅助触点。

2.2 额定值限制

参数	最大值
单相	16 A / 250 V AC
三相	16 A / 480 V AC

2.3 安全风险

无控制导引 → 充电桩不知道车辆是否连接 → 可能带电拔枪
无 RCD 保护 → 依赖建筑安装的剩余电流保护（不可控）
无电流协商 → 可能超过插座额定值
多国已禁止：UK, US, CA, SG

3. Mode 2 — 便携式保护充电

3.1 核心特征

在标准插头和车辆连接器之间增加了一个 IC-CPD（In-Cable Control and Protection Device，缆上控制保护装置），俗称"盒子"。

3.2 额定值限制

参数	最大值
单相	32 A / 250 V AC
三相	32 A / 480 V AC

3.3 IC-CPD 的核心功能

CP 控制导引 — PWM 通信协商最大电流
RCD 保护 — 人员触电保护
PE 监测 — IC-CPD 内 ICCB 持续监测保护接地连续性
过流/过温保护

IC-CPD 须同时满足 IEC 61851-1 和 IEC 62752 两个标准。

4. Mode 3 — 标准交流充电桩

4.1 核心特征

EV 通过**永久连接到交流电网的专用 EV 供电设备（充电桩）**进行充电，带完整的 CP 控制导引功能。

4.2 关键技术要求

功能	要求
CP 控制导引	必须按 Annex A 实现 PWM 通信
PE 监测	充电桩持续监测保护接地连续性
连接器	符合 IEC 62196-2（Type 2 等）
方式	固定安装，不可由用户移动

4.3 三种接线方式（Case）

Case	说明
Case A	充电桩带插座 → 用户自备充电线
Case B	充电桩带固定线缆 + 车辆连接器
Case C	充电桩带固定线缆 + 车辆连接器（不可拆卸）

5. Mode 4 — 直流快充

5.1 核心特征

使用 DC EV 供电设备（直流充电桩），通过数字通信和控制导引实现大功率直流充电。可永久连接或用电缆插头连接电网。

5.2 Mode 4 的独有要求

数字通信：DC 充电前必须建立 EV 与充电站之间的数字通信验证
IEC 61851-23 补充要求
保护导体可为 protective conductor（电气分离方案）而非必须 protective earthing conductor
功率远超 Mode 1-3

6. 模式选择决策指南

场景	推荐模式	关键考虑
家用夜间慢充	Mode 3（或 Mode 2 应急）	安全可靠，CP 通信
公共 AC 充电	Mode 3	标准化接口
商场/高速快充	Mode 4	DC 大功率
旅行应急	Mode 2	便携，有 IC-CPD 保护
老旧车/特殊场景	Mode 1	⚠ 仅限允许 Mode 1 的国家

关键事实

IEC 61851-1:2017 Clause 6.2.1 规定 Mode 1 充电使用标准插座直连，最大额定电流为单相 16 A / 250 V AC，三相 16 A / 480 V AC，不包含任何控制导引功能。
IEC 61851-1:2017 Clause 6.2.2 规定 Mode 2 充电须在标准插头和车辆连接器之间设置具有控制导引功能和人员触电保护系统的设备（即 IC-CPD/ICCB），最大额定电流为单相 32 A / 250 V AC，三相 32 A / 480 V AC。
IEC 61851-1:2017 Clause 6.3.1 要求 Mode 2、Mode 3 和 Mode 4 必须实现五项安全功能：保护导体连续性监测、车辆连接状态检测、通电控制、断电控制以及最大电流通知。
IEC 61851-1:2017 Clause 6.3.1.2 规定当保护接地导体连续性丢失时，EVSE 必须在 100 ms 内断开供电；当 CP 线与保护接地导体之间发生短路时（无法验证 PE 连续性），必须在 3 s 内断开。
IEC 61851-1:2017 Clause 6.2.3 规定 Mode 3 要求使用永久连接到交流电网的专用 EV 供电设备，需实现完整的 CP 控制导引功能并持续监测保护接地连续性。

常见问题

Q: IEC 61851-1 Mode 1 Mode 2 Mode 3 Mode 4 充电模式有什么区别？ A: IEC 61851-1:2017 定义的四种充电模式核心区别在于安全保护等级：Mode 1 无控制导引无 RCD（≤16A，多国已禁止），Mode 2 通过 IC-CPD 提供便携式 CP 控制和 RCD 保护（≤32A），Mode 3 使用固定 AC 充电桩持续监测 PE 并实现 PWM 通信，Mode 4 为 DC 快充需数字通信验证且功率最大，四种模式的安全性和复杂度逐级递增。

Q: 为什么 IEC 61851-1 Mode 1 充电在很多国家被禁止使用？ A: Mode 1 使用标准家用插座直接连接 EV 充电，无 control pilot 控制导引导致充电桩不知道车辆是否连接，可能发生带电拔枪危险；无 RCD 保护完全依赖建筑安装的剩余电流保护装置；无电流协商机制可能超过插座额定值。因此英国、美国、加拿大、新加坡等国已禁止 Mode 1 用于电动汽车充电。

Q: IEC 61851-1 Mode 2 IC-CPD 缆上控制保护装置需满足哪些标准？ A: Mode 2 充电的 IC-CPD 必须同时满足两个标准：IEC 61851-1:2017 Clause 6.2.2（充电系统通用要求）和 IEC 62752（IC-CPD 缆上控制保护装置专用标准），实现 CP 控制导引 PWM 通信、RCD 剩余电流保护和保护接地连续性监测等完整功能。

Q: IEC 61851-1 Mode 3 Case A B C 三种接线方式怎么选？ A: Case A 是充电桩带插座由用户自备充电线（灵活但需兼容性管理），Case B 是充电桩带固定线缆和车辆连接器（最常见方案），Case C 是充电桩带固定线缆和不可拆卸车辆连接器，选择取决于安装场景和用户便利性需求。

Q: IEC 61851-1 Mode 4 直流快充为什么必须要有数字通信？ A: Mode 4 DC 快充充电电压和电流远超 AC 充电，在直流充电回路建立前必须通过数字通信验证 EV 与充电站之间的兼容性，包括电池状态、最大充电功率、绝缘状态等参数的协商，这由 IEC 61851-24 规定数字通信协议，确保大功率直流充电的安全启动与运行。

参考文献

IEC 61851-1:2017 (Ed 3.0), Clause 6.2.1 — Mode 1 charging system requirements and ratings
IEC 61851-1:2017 (Ed 3.0), Clause 6.2.2 — Mode 2 charging system with IC-CPD requirements
IEC 61851-1:2017 (Ed 3.0), Clause 6.2.3 — Mode 3 charging system with permanently connected EVSE
IEC 61851-1:2017 (Ed 3.0), Clause 6.2.4 — Mode 4 DC charging system requirements
IEC 61851-1:2017 (Ed 3.0), Clause 6.3.1 — Mandatory safety functions for Mode 2/3/4

IEC 61851-1 充电模式选择：Mode 1/2/3/4 区别、额定值与选型指南