IEC 62893-1:2017+AMD1:2020 CSV (Ed 1.1) Clause 8.6 对金属屏蔽层有两条硬规定——屏蔽层与芯线之间必须有隔离层（filler 或 tape，"shall" 级强制要求），屏蔽参数（覆盖率 ≥80%、铜丝直径、编织角度）由制造商与客户协商确定。屏蔽是 DC 充电电缆 EMC 保护的必要手段，转移阻抗按 IEC 62153-4-3 测量，屏蔽连续性须在反复弯折后保持（8.8.3.2 不得发生芯线与屏蔽短路）。
1. Clause 8.6 原文与解读
1.1 标准原文（翻译参考）
IEC 62893-1 Clause 8.6 关于金属屏蔽层的表述非常简短：
A metallic screen, consisting of a braid of plain or tinned copper wires, may be included in the construction. A suitable filler or tape shall be applied between the assembly of cores and the metallic screen. Requirements for the metallic screen shall be agreed between manufacturer and customer.
这三句话包含的信息密度很高。我们逐句拆解。
1.2 第一句：屏蔽层的存在是"可选的"
| 要素 | 内容 | 含义 |
|---|---|---|
| 是否必须 | "may be included" | 可选（optional），非强制 |
| 结构形式 | 由铜线编织而成（braid of copper wires） | 必须是编织网结构，不是箔绕或螺旋缠绕 |
| 铜线类型 | 裸铜（plain）或镀锡铜（tinned） | 两种材质均可 |
"may be included" 意味着标准不强制所有充电电缆都带屏蔽。这对 Mode 1 和低功率 Mode 2 电缆来说是合理的——这些场景下电缆工作电流小、无高频通信，不加屏蔽可以降低成本。
但标准同时限定屏蔽只能是编织网结构。这意味着如果你决定加屏蔽，你不能使用铝箔绕包、铜带绕包或螺旋铜丝缠绕等形式——必须是编织网。
1.3 第二句：隔离层是硬性要求——"shall"
| 要素 | 内容 | 含义 |
|---|---|---|
| 措辞强度 | "shall be applied" | 强制性要求 |
| 隔离材料 | filler 或 tape | 填充物或绕包带 |
| 位置 | 芯线成缆体与屏蔽层之间 | 必须在两者之间 |
这是 Clause 8.6 中唯一的强制性条款。用词是 "shall"（必须），不是 "should"（应该）或 "may"（可以）。
为什么隔离层这么重要？
- 机械保护：铜编织网的内表面不光滑。如果直接绕包在绝缘芯线上，在电缆反复弯折过程中，编织网的铜丝会逐步割破绝缘层，导致芯线与屏蔽层短路。
- 弯折测试的合规基础：8.8.3.2 的判定标准是"不得发生芯线与屏蔽层之间的短路"。没有隔离层，你的电缆基本上不可能通过弯折测试。
- 热保护：高温运行环境下，绝缘层材料可能软化。隔离层提供了一层物理屏障，防止绝缘层与编织网直接接触粘连。
1.4 第三句：屏蔽参数——标准不替你决定
| 要素 | 内容 | 含义 |
|---|---|---|
| 主体 | 制造商（manufacturer）和客户（customer） | 双方协商 |
| 内容 | 屏蔽层的要求 | 覆盖率、铜丝直径、编织角度等 |
| 标准态度 | "shall be agreed" | 标准不指定具体数值 |
这意味着 IEC 62893-1 对屏蔽层的覆盖率（coverage）、编织角度（braid angle）、铜丝直径（wire diameter）、编织机锭数（carrier count）等参数没有硬性规定。你需要在产品设计阶段和客户协商确定这些参数。
这种"标准不干预"的设计给了你灵活性，但也带来了工程决策责任——你需要在 EMC 性能、电缆柔性、制造成本之间自行权衡。
2. 为什么要屏蔽：工程背景
2.1 干扰源分析
充电系统中存在两类主要的电磁干扰（EMI）来源：
| 干扰源 | 来源位置 | 干扰类型 | 频率范围 |
|---|---|---|---|
| 车载充电机（OBC） | 车辆端 | 开关电源谐波 | 几十 kHz – 数十 MHz |
| 非车载充电机 | 充电桩端 | IGBT/MOSFET 开关噪声 | 几十 kHz – MHz |
| DC/DC 转换器 | 车/桩两端 | 高频开关纹波 | 100 kHz – MHz |
| PWM 信号线（CP） | 充电电缆内部 | 1 kHz PWM 方波谐波 | kHz – MHz |
在 Mode 3/4 充电场景中，充电功率可达 50–350 kW，电力电子设备的开关频率通常在 10–100 kHz 范围内。这些高频开关电流在电缆中产生强烈的电磁场辐射。
2.2 保护目标
| 保护对象 | 防护需求 | 后果如果失效 |
|---|---|---|
| CP 通信 | 1 kHz PWM 信号完整性 | 充电握手失败、电流协商错误、充电中断 |
| PP 检测 | 电阻编码检测准确 | 误判电缆容量、误判连接状态 |
| 周边电子设备 | 辐射发射（RE）合规 | 不符合 ECE R10 / FCC Part 15 要求 |
| 车内电子系统 | 传导/辐射抗扰 | 仪表盘闪屏、ADAS 误报 |
CP 信号是 1 kHz 的 PWM 方波，其上升沿包含丰富的高次谐波。如果这些信号在传输中受到外部 EMI 耦合干扰，充电桩和车辆之间的通信可能失效——而通信失效往往触发安全停机。
2.3 铜编织网的工程优势
铜编织网作为屏蔽材料在充电电缆中有四个天然优势：
| 优势 | 机制 | 工程收益 |
|---|---|---|
| EMI 屏蔽 | 法拉第笼效应，编织网形成导电封闭层 | 衰减外部电磁场对内部信号线的耦合 |
| 机械保护 | 编织网的结构强度 | 增强电缆抗压、抗扭转能力 |
| 接地通路 | 铜编织网是低阻抗导体 | 可作为辅助接地路径 |
| 柔性兼容 | 编织结构天然可弯曲 | 不影响电缆的弯曲和拖拽性能 |
3. 屏蔽层结构：覆盖率、线径与编织角度
3.1 编织网覆盖率
覆盖率（optical coverage）是编织网物理面积占电缆表面面积的百分比。
| 覆盖率 | EMI 屏蔽效能 | 电缆柔性 | 成本 | 适用场景 |
|---|---|---|---|---|
| 60–70% | 低，仅适用于低频干扰 | 高 | 低 | 一般工业电缆、无需 EMC 的场景 |
| 75–80% | 中等，适用于一般 EMI 防护 | 中 | 中 | Mode 2 充电电缆 |
| 80–85% | 推荐的工程折中值 | 中 | 中 | Mode 3 AC 充电电缆 |
| 85–90% | 高，良好的 EMC 兼容性 | 较低 | 较高 | Mode 4 DC 快充电缆 |
| >90% | 极高，接近实心铜管屏蔽效果 | 低（电缆变硬） | 高 | 特殊 EMC 要求场景 |
工程提示：80–85% 覆盖率是当前充电电缆行业最常用的取值范围。低于 80%，高频 EMI 开始通过编织网空隙泄漏；高于 85%，电缆柔性开始明显下降，弯折寿命可能缩短。如果你的产品需要出口欧盟，CE EMC 指令要求的辐射发射测试会推动你向 85%+ 靠拢。
3.2 铜丝直径与编织角度
| 参数 | 典型取值范围 | 对性能的影响 |
|---|---|---|
| 铜丝直径 | 0.10 – 0.20 mm | 越细 → 越柔软、编织密度越高；越粗 → 越耐用但电缆变硬 |
| 编织角度 | 30° – 60°（相对于电缆轴线） | 角度越小 → 覆盖率越高、弯曲性能越好；角度越大 → 覆盖率越低 |
| 锭数 (Carriers) | 16 / 24 / 32 | 锭数越多 → 编织密度越高，但设备要求高、效率低 |
| 每锭丝数 (Wires per carrier) | 4–8 根 | 每锭丝数越多 → 编织网越密 |
这三个参数是相互耦合的。以典型配置为例：
覆盖率 85% 的推荐配置：
├── 铜丝直径：0.12 – 0.15 mm（镀锡退火铜）
├── 编织角度：35° – 45°
├── 锭数：24 锭
└── 每锭丝数：6–8 根
工程提示：编织角度的选择还会影响电缆的拉伸补偿性能。如果编织角度过大（>55°），电缆受拉时编织网无法有效补偿导体拉伸，容易导致屏蔽层断裂。反之，角度过小（<25°），编织效率低、覆盖率难以达标。
3.3 镀锡铜 vs 裸铜的选择
| 特性 | 裸铜 (Plain Copper) | 镀锡铜 (Tinned Copper) |
|---|---|---|
| 导电性 | 优（100% IACS） | 略低于裸铜 |
| 抗氧化性 | 一般 | 优，适合户外/潮湿环境 |
| 耐腐蚀性 | 一般 | 优 |
| 焊接性 | 优（未氧化时） | 始终良好 |
| 成本 | 较低 | 约高 5–15% |
| 适用场景 | 室内/干燥环境 | 户外充电桩（推荐） |
充电电缆多用于户外环境（雨水、日光、温度变化），推荐使用镀锡铜作为屏蔽编织网材料。
4. 隔离层：从"推荐"到"必须"的工程逻辑
4.1 标准原文再读
A suitable filler or tape shall be applied between the assembly of cores and the metallic screen.
这条规定使用的是 "shall"——在标准用语中代表强制性要求。它没有商量的余地：如果你加了金属屏蔽，就必须在屏蔽和芯线之间放隔离层。
4.2 隔离层材料选择
| 隔离材料 | 形式 | 优点 | 注意事项 |
|---|---|---|---|
| PET 带 (Polyester tape) | 绕包带 | 耐温可达 130°C，机械隔离效果好 | 最常用 |
| 无纺布带 | 绕包带 | 柔软、缓冲性好 | 吸湿性需评估 |
| PTFE 薄膜带 | 绕包带 | 极低摩擦，耐高温 | 成本高 |
| 非吸湿性填充化合物 | 填充 | 与 8.4 填充物合并 | 需验证不粘连 |
| 聚酰亚胺带 | 绕包带 | 极高耐温（>200°C） | 成本高，仅特殊场景 |
4.3 隔离层的绕包要求
隔离层绕包关键技术参数：
├── 绕包重叠率：≥ 15–25%
├── 绕包层数：1–2 层（视机械要求）
├── 绕包方向：与编织网编织方向相反（增强互锁效果）
└── 材料工作温度：≥ 电缆最高导体温度（90°C）
4.4 隔离层在弯折测试中的角色
IEC 62893-1 的弯折测试（8.8.3）要求电缆在一定负载下完成数千到数万次循环弯折。8.8.3.2 明确将"芯线与屏蔽层之间发生短路"列为不合格判定标准。
| 弯折测试参数 | ≤ 4 mm² 电缆 | > 4 mm² 电缆 |
|---|---|---|
| 测试标准 | IEC 60245-2, 3.1 | ISO 14572, 5.9 |
| 循环次数 | 30000 次 | 10000 次 |
| 失败判定 | 芯线间短路 或 芯线与屏蔽层短路 | 护套破损至露出内部组件 |
| 隔离层的作用 | 防止编织网铜丝反复摩擦割破绝缘 | 防止重复弯曲中编织网与绝缘摩擦失效 |
工程提示：如果你发现弯折测试后屏蔽层与某根芯线导通，很可能是绝缘层被编织网割破。排查方向排序：①隔离层绕包重叠率是否不足（<15%），②隔离层材料是否在弯折中位移或破损，③编织网内表面是否有毛刺。如果隔离层在绕包和编织之间发生了位移，需要在制造工艺中增加定径模。
5. 屏蔽与充电模式的对应关系
5.1 四类充电模式的屏蔽需求
| 充电模式 | 功率范围 | 电流类型 | 通信方式 | 屏蔽要求 |
|---|---|---|---|---|
| Mode 1 | ≤ 3.7 kW | AC 单相 | 无通信或简单 CC | 不需要 |
| Mode 2 | ≤ 7.4 kW | AC 单相 | PWM CP (1 kHz) | 可选（大多不加） |
| Mode 3 | 3.7–43 kW | AC 单相/三相 | PWM CP (1 kHz)，高频切换 | 建议添加 |
| Mode 4 | 50–350 kW | DC 直接 | 高频 DC-DC 开关，CAN/PLC | 强烈建议 |
5.2 决策流程图
你的电缆是否需要金属屏蔽？
│
├── 是 Mode 1 或低功率 Mode 2？
│ └── 否，进入下一步
│
├── 电缆长度 > 3 m？
│ └── 是 → 建议加屏蔽（EMC 风险上升）
│
├── 含 CP 信号芯线？
│ └── 是 → 建议加屏蔽（信号完整性）
│
├── 是 Mode 4 DC 快充？
│ └── 是 → 强烈建议加屏蔽（强 EMI）
│
├── 客户/市场要求 EMC 认证？
│ └── 是 → 必须加屏蔽
│
└── 以上均否？
└── 屏蔽为非必须，但可由客户要求添加
6. 屏蔽层与接地保护的关系
6.1 7.2.3：绿/黄双色芯线的独占地位
IEC 62893-1 Clause 7.2.3 规定：
The colour combination green-and-yellow shall not be used for any other core than the protective conductor.
也就是说，绿/黄双色组合被保留用于保护接地导体（protective conductor, PE），任何其他芯线不得使用这种颜色组合。
6.2 屏蔽层是否可以作为接地导体？
| 场景 | 屏蔽层接地方式 | 合规考量 |
|---|---|---|
| 屏蔽层单独接地（通过排流线） | 电缆一端接地 | 标准方式，屏蔽层通过排流线（drain wire）连接到 PE |
| 屏蔽层直接作为 PE | 屏蔽层两端接地 | 需厂商与客户协商，且屏蔽层截面必须满足 PE 最小截面要求 |
| 屏蔽层与 PE 芯线并联 | 两者共同接地 | 降低接地回路阻抗，提高故障电流导通能力 |
工程提示：在一些设计中，屏蔽层的铜编织网通过一条排流线（通常是一根镀锡铜绞线，沿屏蔽层内部/外部敷设）连接到接地端子。这条排流线的作用是为屏蔽层提供一个低阻抗的接地路径。你需要确保排流线的截面足够满足故障条件下的电流要求。
6.3 屏蔽层截面的等效导电能力
铜编织网的等效导电截面可以通过以下方式估算：
| 参数 | 计算方式 |
|---|---|
| 总铜截面积 | 锭数 × 每锭丝数 × π × (直径/2)² |
| 等效导电截面 | 总铜截面积 × cos(编织角度) |
例如，24 锭、每锭 6 根直径 0.15 mm 镀锡铜丝、编织角度 40°：
总铜截面积 = 24 × 6 × π × (0.15/2)² = 24 × 6 × 0.01767 ≈ 2.54 mm²
等效导电截面 = 2.54 × cos(40°) ≈ 1.95 mm²
这个 1.95 mm² 的等效截面如果满足 PE 的最小截面要求（通常按动力芯线截面的一半计算），屏蔽层理论上可以部分承担接地功能。但在实际设计中，标准做法是保留独立的绿/黄 PE 芯线，屏蔽层仅作为 EMC 功能层，通过排流线接地。
7. 屏蔽 vs 不屏蔽电缆结构对比
7.1 结构对比表
| 结构层 | 无屏蔽电缆 | 带屏蔽电缆 |
|---|---|---|
| 导体（8.1） | Class 5 退火铜 | Class 5 退火铜 |
| 绝缘（8.3） | EVI-1/EVI-2 | EVI-1/EVI-2 |
| 填充（8.4） | 非吸湿填充物 | 非吸湿填充物 |
| 成缆+包带（8.5） | 绞合成缆 | 绞合成缆 |
| 隔离层（8.6） | — | PET 带/无纺布带绕包 |
| 金属屏蔽（8.6） | — | 铜编织网 + 排流线 |
| 护套（8.7） | EVM-1/2/3 | EVM-1/2/3 |
7.2 截面结构图
8. 弯折测试：屏蔽层相关的失效模式
8.1 8.8.3.2 的判定逻辑
IEC 62893-1 Clause 8.8.3.2 对柔性电缆弯折测试后的合格判定为：
| 判定项 | 合格标准 | 与屏蔽层的关系 |
|---|---|---|
| 芯线间短路 | 不得发生 | 间接相关（隔离失效可能连锁导致） |
| 芯线与屏蔽层之间短路 | 不得发生 | 直接相关 |
| 护套破损 | 不得破损至露出内部组件 | 间接相关 |
| 耐压测试 | 需要通过 | 短路后必然失败 |
| 导体断裂 | 不得断裂 | 间接相关 |
8.2 典型失效路径
正常电缆 → 反复弯折（数千-数万次）→
├── 路径 1：隔离层磨损/位移 → 编织网接触绝缘层 → 绝缘层被割破 → 芯线与屏蔽短路 → 失效
├── 路径 2：编织网铜丝疲劳断裂 → 断丝刺入绝缘层 → 芯线与屏蔽短路 → 失效
└── 路径 3：护套破损 → 外部损伤传导至屏蔽层 → 屏蔽层变形 → 隔离失效 → 短路
8.3 设计对策
| 失效路径 | 设计对策 | 验证方法 |
|---|---|---|
| 隔离层磨损 | 增加绕包重叠率（≥25%）、选择耐磨隔离材料 | 弯折后剖切检查 |
| 编织网断丝 | 选择适当线径（不宜过细）、退火到位 | 弯折后编织网完整性目检 |
| 护套破损 | 适当增加护套厚度、选择 EVM-2 耐磨材料 | 弯折后护套外观检查 |
9. 设计检查清单
当你设计带金属屏蔽的充电电缆时，请逐项核对以下检查点：
| 检查项 | 参考条款 | 检查方法 |
|---|---|---|
| 屏蔽层是否为铜编织网结构？ | 8.6 | 目视/剖切检查 |
| 铜丝为裸铜还是镀锡铜？ | 8.6 | 供应商 COA 确认 |
| 编织覆盖率是否与客户协商并确认？ | 8.6 | 规格书/合同中的覆盖率数值 |
| 芯线与屏蔽层之间是否有隔离层（filler/tape）？ | 8.6 | 剖切检查 |
| 隔离层绕包重叠率是否 ≥ 15%？ | 8.6（推导） | 剖切测量 |
| 隔离材料工作温度是否 ≥ 90°C？ | 8.6+8.5 | 供应商数据表 |
| 排流线截面是否满足接地要求？ | 8.6+7.2.3 | 截面计算/协商 |
| 绿/黄双色是否仅用于 PE 芯线？ | 7.2.3 | 目视检查 |
| 屏蔽层/排流线是否与 PE 正确连接？ | 7.2.3+8.6 | 导通测试 |
| 弯折测试后是否验证芯线-屏蔽无短路？ | 8.8.3.2 | 弯折后耐压/绝缘电阻测试 |
工程提示：隔离层是这套检查清单中最容易被忽略的一项。很多首次加屏蔽的工程师会把编织网直接绕包在芯线上——然后弯折测试发现全线短路，却搞不清楚原因。隔离层不是 nice-to-have，是 must-have。标准写的是 "shall"。
11. 关键事实
| # | 关键事实 | 依据条款 |
|---|---|---|
| 1 | 屏蔽是 DC 充电电缆 EMC 保护的强制需求（Mode 4 必须加），低功率 AC 电缆可选 | Clause 8.6 |
| 2 | 铜编织网覆盖率 ≥80% 是行业常用工程折中值——低于 80% 高频 EMI 开始泄漏，高于 85% 电缆柔性下降 | 工程实践 |
| 3 | 转移阻抗按 IEC 62153-4-3 测量，是评估屏蔽效能的核心指标 | IEC 62153-4-3 |
| 4 | 弯折测试后屏蔽连续性必须保持——芯线与屏蔽层之间短路即判定为失效 | Clause 8.8.3.2 |
| 5 | 隔离层（filler/tape）置于芯线成缆体与屏蔽层之间——使用 "shall"（必须），是 Clause 8.6 唯一的强制条款 | Clause 8.6 |
12. 常见问题
Q1: 什么情况下充电电缆必须加屏蔽？
DC 快充电缆（Mode 4）必须加屏蔽——强 DC-DC 开关噪声和 CAN/PLC 通信信号都非常敏感。AC 电缆（Mode 3 > 3m 或有 CP 信号线时）建议加屏蔽。低功率 Mode 1/2 可酌情省略。
Q2: 屏蔽覆盖率多少合适？是越高越好吗？
工程推荐 80–85%。覆盖率越高 EMI 屏蔽越好，但 >85% 后电缆柔性明显下降、弯折寿命缩短。对于欧盟市场（CE EMC 指令），建议向 85%+ 靠拢。覆盖率的最终取值由制造商与客户协商确定。
Q3: 铜编织网和隔离层是什么关系？可以用铜箔代替吗？
隔离层（PET 带或无纺布带绕包）是物理屏障，处于编织网和芯线之间，防止编织网铜丝在弯折中割破绝缘层。Clause 8.6 限定屏蔽只能是铜编织网结构（braid of copper wires），不能使用铝箔绕包、铜带绕包或螺旋铜丝缠绕。
Q4: 屏蔽层可以作为接地导体吗？
建议保留独立的绿/黄 PE 芯线，屏蔽层仅作为 EMC 功能层通过排流线接地。如果要用屏蔽层直接作为 PE，需要厂商与客户协商，且屏蔽层等效截面必须满足 PE 最小截面要求。
Q5: 不带屏蔽的充电电缆有什么风险？
CP 通信信号可能受 EMI 耦合干扰导致充电握手失败或电流协商错误；周边的电子设备可能受电缆辐射干扰；不符合 ECE R10 / FCC Part 15 辐射发射要求，无法通过整车 EMC 型式认证。
13. 相关阅读
- IEC 62893-1 额定电压最高至 0.6/1 kV 的电动汽车充电电缆——第 1 部分：通用要求的学习理解
- IEC 62893-1 电动汽车充电电缆从材料到全项测试
- IEC 62893-1 冬季充电电缆硬化：EVM-2 耐寒护套、低温弯曲半径与柔韧性保持
- IEC 62893-1 导体绞合要求：Class 5 退火铜、单丝直径与 IEC 60228 绞合结构
- IEC 62893-1 阻燃与无卤要求：IEC 60332-1-2 单根燃烧、卤酸气体与烟密度
14. 参考文献
| 标准 | 版本 | 相关内容 |
|---|---|---|
| IEC 62893-1 | 2017+AMD1:2020 CSV (Ed 1.1) | Clause 8.6 金属屏蔽层, Clause 8.8.3.2 弯折测试判定, Clause 7.2.3 绿/黄 PE 芯线 |
| IEC 62153-4-3 | — | 转移阻抗测量方法 |
| IEC 61851-1 | — | CP/PP 通信协议与电气特性 |
| CISPR 25 / ECE R10 | — | 车辆电磁兼容性要求 |