一句话总结
IEC 61851-1:2017 (Ed 3.0)，全称 Electric vehicle conductive charging system — Part 1: General requirements，是电动汽车充电系统的"操作系统手册"——它定义了 Mode 1~4 四种充电方式、控制导引 PWM 通信协议、RCD ≤30mA 漏电保护、100ms 内切断的保护接地监测，以及充电桩从绝缘到温升到 IP 防护的全部安全要求。无论是新手工程师系统了解 conductive charging system general requirements，还是有经验的研发人员查阅 control pilot circuit PWM 信号时序，都可以从这里入手。
1. 什么是 IEC 61851-1
IEC 61851-1 的全称是 "Electric vehicle conductive charging system — Part 1: General requirements"。
| 参数 | 详情 |
|---|---|
| 版本 | Ed 3.0 (2017-02) |
| 定位 | 所有 EV 充电系统（EVSE）的通用安全基准 |
| 核心附件 | Annex A — 控制导引 PWM 电路和时序（标准最核心的技术部分） |
1.1 标准家族关系
| 标准 | 内容 |
|---|---|
| IEC 61851-1 | 充电系统通用要求（本文） |
| IEC 61851-23 | DC 充电系统补充要求 |
| IEC 61851-24 | DC 充电数字通信 |
| IEC 62196-1/2/3 | 连接器/接口物理要求 |
| IEC 62752 | IC-CPD（Mode 2 缆上保护装置） |
| IEC TS 61439-7 | 充电桩温升测试引用标准 |
2. 标准条款架构全景
3. 专题文章导航
| # | 文章 | 核心内容 |
|---|---|---|
| 1 | IEC 61851-1 充电模式选择：Mode 1/2/3/4 区别、额定值与选型指南 | Mode 1/2/3/4 区别、额定值、适用场景、保护要求对比 |
| 2 | IEC 61851-1 RCD 漏电保护：Type A/B 怎么选、≤30mA 阈值与 DC 6mA 检测 | Type A/Type B RCD 选择、≤30mA、DC 6mA 故障检测 |
| 3 | IEC 61851-1 绝缘耐压测试：>1MΩ/7MΩ 绝缘电阻、介电强度和接触电流限值 | 绝缘电阻 >1/7MΩ、介电耐压、接触电流 ❤️.5/0.25mA |
| 4 | IEC 61851-1 无负载插拔：CP 断电时序、100ms 响应与 energization 安全控制 | CP 断电时序、100ms 响应与 energization 安全控制 |
| 5 | IEC 61851-1 PWM 信号详解：1000Hz、State A~F、51 条时序规则与电流映射 | 1000Hz、State A~F、51 条时序规则与电流映射 |
| 6 | IEC 61851-1 IC-CPD 缆上保护：Mode 2 专用、IEC 62752 要求与 ICCB 验证 | Mode 2 专用、IEC 62752 要求与 ICCB 验证 |
| 7 | IEC 61851-1 保护接地：PE 连续性监测、100ms 切断与 3s 短路保护 | PE 连续性监测、100ms 切断与 3s 短路保护 |
| 8 | IEC 61851-1 温升测试：IEC TS 61439-7 引用、额定电流满载与热稳定判定 | IEC TS 61439-7 引用、额定电流满载与热稳定判定 |
| 9 | IEC 61851-1 充电桩 IP 防护等级：室内至少 IP41、室外至少 IP44、接口按工况分级 | 室内 IP41、室外 IP44、接口 IP21/IP44 与 IEC 60529 测试 |
| 10 | IEC 61851-1 CCS 组合充电：AC/DC 不同时传输、数字通信验证与安全设计 | 组合接口、AC/DC 不同时、DC 充电数字通信验证、IEC 61508 S2 安全等级 |
4. 关键数字速查
| 参数 | 数值 | 出处 |
|---|---|---|
| RCD 额定剩余动作电流 | ≤ 30 mA | Cl.8.5 |
| RCD 最低类型 | Type A（DC 故障需 Type B 或 A+6mA） | Cl.8.5 |
| PE 连续性丢失 → 断开 | ≤ 100 ms | Cl.6.3.1.2 |
| PE 短路 → 断开 | ≤ 3 s | Cl.6.3.1.2 |
| PWM 频率 | 1 000 Hz ± 2%（± 20 Hz） | Annex A |
| PWM 电压 | +12V / −12V | Annex A |
| 绝缘电阻 (Class I) | > 1 MΩ | Cl.12.5 |
| 绝缘电阻 (Class II) | > 7 MΩ | Cl.12.5 |
| 接触电流 (Class I) | < 3.5 mA | Cl.12.6 |
| 接触电流 (Class II) | < 0.25 mA | Cl.12.6 |
| 室内 IP 防护 | ≥ IP41 | Cl.12.4.1 |
| 室外 IP 防护 | ≥ IP44 | Cl.12.4.1 |
| Mode 1 最大电流 | 16 A (单/三相) | Cl.6.2.1 |
| Mode 2 最大电流 | 32 A (单/三相) | Cl.6.2.2 |
| 电流响应时间 | ≤ 5 s | Annex A Seq.6 |
| EVSE 断电响应 | ≤ 100 ms | Annex A Seq.8 |
| DC 故障电流检测阈值 | > 6 mA | Cl.8.5 |
关键事实
- IEC 61851-1:2017 Clause 8.5 要求每个充电接口必须由额定剩余动作电流 IΔn ≤ 30 mA 的 RCD 保护，最低须为 Type A 型。
- IEC 61851-1:2017 Clause 6.3.1.2 要求保护接地导体连续性丢失时 EVSE 必须在 100 ms 内断开供电。
- IEC 61851-1:2017 Annex A 定义控制导引 PWM 信号频率为 1 000 Hz ± 2%（± 20 Hz），电压为 +12V/−12V，含 State A/B/C/D/E/F 六种状态。
- IEC 61851-1:2017 Clause 12.4.1 规定室内安装 EVSE 最低 IP 防护等级为 IP41，室外安装最低为 IP44。
- IEC 61851-1:2017 Clause 12.5 要求 Class I 设备绝缘电阻 > 1 MΩ，Class II 设备绝缘电阻 > 7 MΩ。
常见问题
Q: IEC 61851-1 电动汽车充电系统通用要求包括哪些核心内容？ A: IEC 61851-1:2017 (Ed 3.0) 是 electric vehicle conductive charging system 的通用安全标准，核心包括四种充电模式分类、控制导引 PWM 电路与时序、RCD 剩余电流保护、保护接地连续性监测、绝缘电阻和介电强度测试、IP 防护等级要求以及温升测试要求。
Q: IEC 61851-1 控制导引 control pilot PWM 信号的频率和电压是多少？ A: 根据 IEC 61851-1:2017 Annex A Table A.2 规范，control pilot circuit PWM 信号频率为 1 000 Hz ± 2%（± 20 Hz），电压电平为 +12V 和 −12V，通过占空比变化向车辆通知供电设备的最大可用电流，并定义 State A 到 State F 六种连接状态。
Q: IEC 61851-1 对 EV 充电桩的 IP 防护等级有什么要求？ A: IEC 61851-1:2017 Clause 12.4.1 按安装环境区分：室内安装的 EVSE 最低要求 IP41（防直径≥1mm 固体异物和垂直滴水），室外安装的 EVSE 最低要求 IP44（防直径≥1mm 固体异物和溅水），接口区域在未连接状态下需满足 IP21 或 IP44。
Q: IEC 61851-1 保护接地 monitoring 的断开时间是多少？ A: IEC 61851-1:2017 Clause 6.3.1.2 规定两种保护接地监测响应时间：保护接地导体连续性丢失时必须在 100 ms 内断开供电，保护接地导体短路到带电部件时必须在 3 s 内断开，确保人员不会因接地失效而遭受电击。
Q: IEC 61851-1 与 IEC 62196 标准的关系是什么？ A: IEC 61851-1:2017 是"系统层"充电安全标准，管充电系统怎么做（电气安全、控制逻辑、保护要求）；IEC 62196 系列是"部件层"标准，管连接器和接口长什么样（物理尺寸、引脚定义、机械强度），两者配合使用才能构成完整的 EV 充电合规方案。
相关阅读
参考文献
- IEC 61851-1:2017 (Ed 3.0), Clause 5 — Classification and general requirements of EV charging systems
- IEC 61851-1:2017 (Ed 3.0), Clause 6.3.1.2 — Protective earthing conductor monitoring and disconnection timing
- IEC 61851-1:2017 (Ed 3.0), Clause 8.5 — Residual current protective device (RCD) requirements
- IEC 61851-1:2017 (Ed 3.0), Clause 12.4 — Degrees of protection (IP) provided by enclosures
- IEC 61851-1:2017 (Ed 3.0), Clause 12.5 — Insulation resistance test requirements
- IEC 61851-1:2017 (Ed 3.0), Annex A — Control pilot circuit, PWM signal timing and state definitions