IEC 62893-1 充电模式 | Mode 1-4 电压等级

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1. IEC 61851-1 充电模式回顾

在理解 IEC 62893-1 对不同充电模式的适用性之前，你需要先掌握 IEC 61851-1 定义的四种基本充电模式。IEC 61851-1 是电动汽车传导充电系统的通用要求标准，它将充电方式划分为 Mode 1 至 Mode 4，区别在于供电电源类型、是否有通信协议、以及最大允许电流。

模式 1 — 家用插座直充

特性	说明
供电方式	标准家用插座（单相 AC）
通信协议	无
最大电流	16A
典型功率	约 3.7 kW（230V × 16A）
安全性	较低，依赖建筑侧保护装置
使用场景	电动自行车、低速电动车、部分发展中国家

模式 1 是最基础的充电方式——直接使用标准家用插座为车辆充电，不经过任何额外的控制装置。由于缺乏通信能力，车辆无法与电网交互，也无法协商充电电流。许多国家已禁止或限制在公共场合使用模式 1 为电动汽车充电。

模式 2 — 带线控盒的非专用插座充电

特性	说明
供电方式	标准家用/工业插座 + IC-CPD
通信协议	无（仅 IC-CPD 本地保护）
最大电流	32A（单相）/ 32A（三相）
典型功率	约 7.4 kW（单相）/ 22 kW（三相）
安全性	中等，IC-CPD 提供漏电和过流保护
使用场景	随车充电器、临时充电

模式 2 在模式 1 的基础上增加了一个线缆内置控制保护装置（IC-CPD，In-Cable Control and Protection Device），俗称"充电盒"。IC-CPD 集成在电缆中，可提供漏电保护（RCD）、过流保护和温度监测。这是目前大多数电动车随车附带的充电方案。

模式 3 — 专用充电桩 AC 充电

特性	说明
供电方式	专用 EV 充电桩（Wallbox/充电站）
通信协议	有（CP 信号，PWM 通信）
最大电流	63A（单相）/ 63A（三相）
典型功率	约 14.5 kW（单相）/ 43 kW（三相）
安全性	高，充电桩内置完整保护
使用场景	家用 Wallbox、公共 AC 充电站

模式 3 是目前主流的 AC 充电方式。充电桩通过控制导引（Control Pilot, CP）信号与车辆建立通信，动态协商充电电流。充电桩本身集成了过流、漏电、接地监测等保护功能。IEC 62196-2 Type 2 连接器是欧洲模式 3 的标准接口。

模式 4 — DC 直流快充

特性	说明
供电方式	专用 DC 充电桩（直流充电站）
通信协议	有（PLC/CAN 全数字通信）
最大功率	通常 50 kW ~ 350 kW+
电压范围	最高 1500V DC
安全性	最高，充电桩内部完整保护 + 车桩通信
使用场景	高速公路快充站、公共快充网络

模式 4 是直流快充，电流直接以直流形式注入电池，绕过车载充电机（OBC）。充电桩与车辆通过 PLC（Power Line Communication）或 CAN 总线进行全数字通信，实时交换电池状态、充电需求、温度等信息。IEC 62196-3 定义了 Combo 2（CCS2）和 CHAdeMO 等 DC 连接器标准。

2. IEC 62893-1 的适用范围（Scope）

IEC 62893-1 的 Clause 1（Scope）明确规定了标准的适用范围。这些条款是产品设计选材和合规判定的根本依据。

核心适用范围

项目	IEC 62893-1 要求
适用产品	电动汽车充电电缆（Charging cables for electric vehicles）
额定电压上限	最高 0.6/1 kV AC 或 1500V DC
功能	传输电力 + 通信（依据 IEC 62196 和 IEC 61851-1）
覆盖模式	IEC 61851-1 充电模式 1、2、3、4
导体最高温度	90°C
300/500V 限制	仅允许用于模式 1

关键解读

Clause 1 中对 300/500V 额定电压电缆的限制是 IEC 62893-1 最关键的合规边界之一：

Ordinary duty cables with rated voltage 300/500 V are only permitted for charging mode 1 of IEC 61851-1.

这意味着：如果你的产品设计涉及模式 2、模式 3 或模式 4 充电，绝对不能使用 300/500V 额定电压的普通电缆。这是硬性规定，没有例外。

3. 各充电模式下的额定电压与电缆规格

以下将四种充电模式与 IEC 62893-1 的三种额定电压等级进行完整对照。

3.1 模式 1 — 300/500V 唯一适用场景

模式 1 是整个 IEC 62893-1 体系中唯一允许使用 300/500V 普通电缆的充电模式。

参数	值
额定电压 (U₀/U)	300/500V AC
导体截面范围	1.5 mm² ~ 2.5 mm²
芯数	3 芯（L + N + PE）
适用电缆类型	普通重型电缆（Ordinary duty cable）
最大电流	16A（受限于模式 1 定义）

设计注意：虽然 IEC 62893-1 允许模式 1 使用 300/500V 电缆，但许多国家法规（如欧洲多国）已限制模式 1 在公共充电中的应用。你需要根据目标市场法规确认模式 1 的适用性。

3.2 模式 2 — 450/750V AC 电缆

模式 2 要求使用 450/750V 额定电压的电缆，这是因为 IC-CPD 可能用于工业插座（三相），电压等级更高。

参数	值
额定电压 (U₀/U)	450/750V AC
导体截面范围	1.5 mm² ~ 35 mm²
芯数	3 ~ 5 芯（含 CP 控制芯线）
适用标准部分	IEC 62893-3 (AC 充电电缆)
最大电流	32A（受限于模式 2 定义）

设计注意：模式 2 电缆通常需要集成 IC-CPD 控制盒。电缆设计不仅要满足 IEC 62893-1 的基本要求，还需考虑控制芯线（CC/CP）的布局和绝缘要求。

3.3 模式 3 — 450/750V AC 电缆（主流场景）

模式 3 是目前使用最广泛的 AC 充电模式，同样使用 450/750V 额定电压电缆。与模式 2 的主要区别在于通信能力——模式 3 要求电缆中的控制导引芯线能够承载 PWM 通信信号。

参数	值
额定电压 (U₀/U)	450/750V AC
导体截面范围	1.5 mm² ~ 35 mm²
芯数	3 ~ 5 芯（L1+L2+L3+N+PE，含 CP）
适用标准部分	IEC 62893-3 (AC 充电电缆)
最大电流	63A（受限于模式 3 定义）

设计注意：模式 3 的三相充电场景（如 22kW 或 43kW）需要使用 5 芯电缆（3 相 + N + PE），再加上控制导引芯线（CP）和接近导引芯线（PP），实际芯数可能达到 7 芯。你需要仔细规划电缆的芯线排布和填充结构。

3.4 模式 4 — 0.6/1kV DC 专用电缆

模式 4 是唯一使用 0.6/1kV 电压等级的直流专用电缆。由于直流充电的功率远高于 AC 充电，电缆截面也显著增大。

参数	值
额定电压 (U₀/U)	0.6/1kV DC
导体截面范围	10 mm² ~ 95 mm²
芯数	2 ~ 3 芯（DC+ + DC- + PE/CP）
适用标准部分	IEC 62893-4 (DC 充电电缆)
最大功率	取决于充电桩（最高 350kW+）

设计注意：DC 快充电缆中，动力芯线截面可能达到 95mm²，这使电缆整体外径远大于 AC 充电电缆。大截面导体的弯折性能是设计难点之一——你需要平衡载流能力与柔韧性。此外，DC 电缆通常需要配置液冷系统以管理高功率充电产生的热量。

4. 充电模式-电压等级-电缆规格对照总表

下表汇总了 IEC 61851-1 四种充电模式与 IEC 62893-1 电缆技术要求的一一对应关系。

模式	供电方式	通信	最大电流	IEC 62893-1 额定电压	导体截面	芯数	适用标准
Mode 1	家用插座	无	16A	300/500V AC	1.5-2.5 mm²	3 芯	IEC 62893-1
Mode 2	插座 + IC-CPD	无(仅 IC-CPD)	32A	450/750V AC	1.5-35 mm²	3-5 芯	IEC 62893-3
Mode 3	专用充电桩	有(PWM)	63A	450/750V AC	1.5-35 mm²	3-5 芯	IEC 62893-3
Mode 4	DC 充电站	有(全数字)	高功率	0.6/1kV DC	10-95 mm²	2-3 芯	IEC 62893-4

5. 充电模式与电压等级映射图

以下 SVG 流程图直观展示了 IEC 61851-1 四种充电模式与 IEC 62893-1 三种额定电压等级的完整映射关系。

6. IEC 62893 系列标准的分工

IEC 62893 系列标准由三个部分构成，各有明确的职责范围。在产品开发和合规测试中，你需要同时参考这三个部分。

系列标准概览

标准编号	标题	职责范围	适用充电模式
IEC 62893-1	General requirements	通用要求（结构、材料、测试分类）	模式 1~4 通用
IEC 62893-3	AC charging cables	AC 充电电缆专用要求	模式 2、3 (AC)
IEC 62893-4	DC charging cables	DC 充电电缆专用要求	模式 4 (DC)

说明：IEC 62893-2 是为未来的特定应用保留的编号，目前尚未发布。

Part 1（通用要求）覆盖所有模式

IEC 62893-1 作为基础标准，对以下内容提出通用要求，适用于全部四种充电模式：

导体材料与结构（Class 5 退火铜导体，依据 IEC 60228）
绝缘材料（EVI-1、EVI-2 绝缘化合物）
护套材料（EVM-1、EVM-2、EVM-3 护套化合物）
额定电压等级分类
测试方法分类（型式试验 T、抽样试验 S、例行试验 R）
标识与标志要求
机械性能要求（弯折、耐磨、耐候等）

Part 3（AC 充电电缆）覆盖模式 2 和 3

IEC 62893-3 针对 AC 充电场景（模式 2 和模式 3）提出附加要求，包括：

AC 电缆的电气性能测试（耐压、绝缘电阻）
控制导引芯线（CP）和接近导引芯线（PP）的特殊要求
AC 工作条件下的耐久性测试
针对 Wallbox 和充电桩安装环境的特殊机械测试

Part 4（DC 充电电缆）覆盖模式 4

IEC 62893-4 针对 DC 快充场景（模式 4）提出附加要求，包括：

直流电缆的电气性能测试（DC 耐压、DC 绝缘电阻）
大截面导体（10-95 mm²）的弯折性能测试
液冷电缆的特殊测试要求
高功率充电的温升测试

7. 设计选型决策流程

在实际工程中，你通常按照以下流程确定电缆选型：

确定充电模式：根据产品定位和目标市场，确定支持模式 1/2/3/4 中的哪种或哪几种
确定额定电压：模式 1 → 300/500V；模式 2/3 → 450/750V；模式 4 → 0.6/1kV
确定导体截面：根据目标充电电流选择截面（注意模式 1 仅限 2.5mm² 以下）
确定芯数和结构：根据单相/三相、是否需要 CP/PP 信号线决定芯数
选择绝缘和护套材料：EVI-1/EVI-2 绝缘 + EVM-1/2/3 护套
检查附加标准：模式 2/3 需同时满足 IEC 62893-3；模式 4 需同时满足 IEC 62893-4

如果产品需要支持多种充电模式（例如既作为模式 3 Wallbox 线缆，也兼容模式 2 应急充电），则应按最高要求设计——即使用 450/750V 额定电压的电缆。

8. 工程师注意事项

8.1 选型陷阱：勿将 300/500V 电缆用于模式 2 以上

这是最常见的合规性错误。300/500V 普通电缆（如常见的 H05VV-F）在电气性能上可能能够承载模式 2 或模式 3 的电流，但不符合 IEC 62893-1 的额定电压要求。在认证测试中，这将被判定为不合格。

检查要点：电缆护套上的额定电压标识必须为 450/750V 或 0.6/1kV，而不是 300/500V。

8.2 模式的"默认适用"不等于"强制支持"

IEC 62893-1 覆盖所有四种模式，但你的产品具体支持哪种模式取决于产品设计和目标市场。例如，一条额定电压为 450/750V 的 AC 充电电缆，在电压等级上满足模式 2 和模式 3 的要求，但还需检查：

电缆是否包含 IC-CPD（模式 2 必需）
通信芯线的完整性和信号质量（模式 3 必需）

8.3 功率与截面的匹配

随着充电功率增加，你必须在以下三方面做出权衡：

考虑因素	小截面	大截面
载流能力	受限	充足
电缆柔韧性	好	差
电缆重量	轻	重
成本	低	高
用户体验	好	差
符合标准的可能性	取决于电流	高

对于 22kW 三相模式 3 充电，4 mm² 截面通常是载流能力和柔韧性的平衡点。对于 350kW DC 快充，你可能需要使用 95mm² 电缆并配置液冷系统。

8.4 温度等级的通用限制

无论哪种充电模式，IEC 62893-1 规定的最高导体温度均为 90°C。这一限制适用于全部四种模式的全部三种电压等级。在设计载流能力时，你需要确保在最高环境温度 + 满载电流条件下，导体温度不超过 90°C。

关键事实

IEC 62893-1 覆盖 IEC 61851-1 全部四种充电模式（Mode 1~4），但仅允许 300/500V 普通电缆用于 Mode 1。Mode 2~3 需 450/750V AC 电缆，Mode 4 需 0.6/1kV DC 电缆。（Clause 1, Scope）
Mode 2 和 Mode 3 虽然都使用 450/750V 电缆，但关键区别在于通信能力：Mode 2 仅依赖 IC-CPD 本地保护（无车桩通信），Mode 3 必须支持 CP（Control Pilot）PWM 通信信号以动态协商充电电流。（Clause 1, IEC 61851-1 Mode definitions）
Mode 4 DC 电缆的动力芯截面范围为 10–95 mm²，仅 2 芯或 3 芯结构，与 AC 电缆（1.5–35 mm²，3–5 芯）形成显著差异。这是因为 DC 快充电流（125A–500A+）远大于 AC 充电（16A–63A）。（Clause 8.2）
导体最高温度统一为 90°C，这一限制适用于所有四种模式和全部三种电压等级。Mode 4 高功率 DC 充电场景中，为控制温升 ≤90°C，通常需要 70–95mm² 大截面导体或液冷系统。（Clause 1 / Scope）
IEC 62893 系列采用"通用规范 + 特殊规范"分层结构：Part 1 提供所有模式通用的基础要求（材料、结构、标识），Part 3 覆盖 AC 充电（Mode 2~3），Part 4 覆盖 DC 充电（Mode 4，尚在制定中）。（Clause 1, IEC 62893-3, IEC 62893-4）

常见问题

Q1: 为什么 Mode 2 和 Mode 3 都使用 450/750V 电缆但分属不同标准部分？

A: Mode 2 和 Mode 3 在电缆电压等级上相同（450/750V），但应用场景和通信要求不同。Mode 2 依赖 IC-CPD（线控盒）提供本地保护，无车桩通信；Mode 3 必须通过 CP 信号进行 PWM 通信。IEC 62893-3 同时覆盖两种模式，但 Mode 2 需额外考虑 IC-CPD 集成，Mode 3 需验证通信芯线信号完整性。

Q2: 一条电缆能否同时支持 Mode 2 和 Mode 3？

A: 可以。如果电缆额定电压为 450/750V、导体截面满足最大电流要求、且包含完整的 CP/PP 通信芯线，则物理上同时兼容 Mode 2 和 Mode 3。但需注意：Mode 2 需要 IC-CPD 控制盒（非电缆本身提供），电缆仅需提供电气连接路径。

Q3: 300/500V 电缆能否用于 Mode 1 以外的场景？

A: 绝对不能。IEC 62893-1 Clause 1 明确规定 300/500V 普通电缆仅允许用于 Mode 1。即使电流很小（如 10A），只要充电模式为 Mode 2 或以上，也必须使用 450/750V 或 0.6/1kV 电缆。这是认证中的硬性要求。

Q4: Mode 3 三相充电（如 22kW 或 43kW）需要几芯电缆？

A: 三相 Mode 3 充电需要 5 芯主回路（L1 + L2 + L3 + N + PE），加上 CP（Control Pilot）和 PP（Proximity Pilot）控制芯线，实际芯数可能达到 7 芯。从 IEC 62893-1 的角度，这属于 450/750V 电压等级，导体截面根据电流选择（22kW/32A 三相通常用 4–6mm²）。

Q5: Mode 4 DC 快充电缆与 AC 电缆在绝缘和护套上有什么区别？

A: DC 电缆的动力芯绝缘强制使用 EVI-2（200°C 热延伸试验），AC 电缆控制/辅助芯可使用 EVI-1。DC 电缆还需通过长期 DC 绝缘电阻试验（IEC 62893-2 5.1.1）——这是 AC 电缆不要求的。护套方面，DC 电缆通常选 EVM-2（130°C 热老化）或 EVM-3（TPE/TPU，耐油），以应对户外高功率运行环境。

参考文献

IEC 62893-1:2017+AMD1:2020 CSV — Charging cables for electric vehicles for rated voltages up to and including 0,6/1 kV — Part 1: General requirements (Clause 1—Scope and 300/500V restriction; Clause 5—Rated voltage, Table 1; Clause 8.2—Conductor sizes for each voltage grade)
IEC 61851-1 — Electric vehicle conductive charging system — Part 1: General requirements (Mode 1~4 charging mode definitions, current limits, and communication protocol requirements)
IEC 62893-3:2017 — Charging cables for electric vehicles — Part 3: Cables for AC charging (Mode 1, 2 and 3) — specific test and performance requirements for AC cables
IEC 62893-4 (under consideration) — Charging cables for electric vehicles — Part 4: Cables for DC charging (Mode 4) — specific test and performance requirements for DC fast-charging cables
IEC 62196-2 / IEC 62196-3 — Plugs, socket-outlets, vehicle connectors and vehicle inlets — Part 2: AC charging interfaces (Type 2); Part 3: DC charging interfaces (CCS2, CHAdeMO)