Standaarden en Normering testen

Welke normeringen zijn er? Wij geven een uitgebreid overzicht

4.1 Elektrische veiligheid

ISO 6469-3 – Safety specifications for electric vehicles. Deze norm specificeert de elektrische veiligheidseisen voor het hoogspanningssysteem van elektrische voertuigen. Er wordt onder meer gekeken naar bescherming tegen elektrische schokken, isolatieweerstand, lekstromen, veilige connectoren, automatische uitschakeling bij foutcondities, en bescherming bij een ongeluk (zoals crashdetectie met automatische ontkoppeling). Het doel is om de bestuurder, passagiers en hulpverleners te beschermen tegen gevaarlijke spanningen.

IEC 60664 – Insulation coordination for low-voltage systems. Deze norm behandelt isolatiecoördinatie, zoals de minimale afstand tussen geleidende delen (kruip- en doorslagafstanden) afhankelijk van spanning, vervuilingsgraad en omgeving. Vooral relevant voor de dimensionering en het ontwerp van PCB’s en vermogenselektronica in EV’s.

UNECE R100 (Rev. 2) – Homologatieregelgeving voor elektrische voertuigen. Deze VN-regelgeving stelt eisen aan de algemene elektrische veiligheid van voertuigen met hoogspanningscomponenten. Het omvat onder meer eisen voor isolatie, bescherming tegen aanraking, bescherming bij ongevallen, en batterijveiligheid. Dit is verplicht voor homologatie in Europa.

SAE J2344 – Guidelines for Electric Vehicle Safety. Een Amerikaanse richtlijn die algemene richtlijnen biedt voor elektrische veiligheid in EV’s, inclusief veiligheidszones, isolatiecontrole, lekstroomdetectie en procedures bij ongelukken of onderhoud.

Batterij en BMS (Battery Management System)

ISO 12405 – Performance testing for lithium-ion battery packs and systems Deze normen behandelen testmethoden voor complete batterijpacks en -systemen voor elektrische voertuigen. Deel 1 focust op prestaties (capaciteit, efficiëntie), deel 2 op veiligheid (abuse tests, mechanische tests), en deel 3 op levensduur en duurzaamheidstests.

IEC 62660 – Test methods for lithium-ion cells for EVs. Dit is de standaard voor het testen van individuele batterijcellen. Deel 1 beschrijft prestatietesten (zoals capaciteit, interne weerstand), deel 2 veiligheidstests (kortsluiting, overbelasting, thermische misbruik), en deel 3 mechanische testen (druk, schok, impact).

SAE J2464 – Electric Vehicle Battery Abuse Testing. Bevat gedetailleerde procedures voor het testen van batterijen onder extreme omstandigheden (thermal runaway, mechanische perforatie, externe kortsluiting, overlading), om falen en gevaarlijke situaties beter te begrijpen en voorkomen.

UNECE R136 – Specificaties voor voertuigen met elektrische energieopslag. R136 regelt de functionele veiligheid van batterijsystemen in waterstof-elektrische voertuigen of plug-in hybrides. Testen omvatten weerstand bij crash, thermische stabiliteit, overdrukbeveiliging en interne kortsluitingen.

Laadinfrastructuur en communicatie

IEC 61851 – Electric vehicle conductive charging system. Deze norm definieert de algemene eisen voor laadsystemen: stroomniveaus, laadmodi (Mode 1 t/m 4), communicatie tussen laadpaal en voertuig, aarding, foutdetectie, en veiligheid tijdens laden. Wordt wereldwijd toegepast.

IEC 62196 – Plugs, socket-outlets, vehicle connectors. Specificeert de fysieke eigenschappen van laadstekkers en -aansluitingen, zoals Type 1 (Japan/VS), Type 2 (Europa), en de CCS-standaard (Combined Charging System). Hiermee wordt internationale compatibiliteit gewaarborgd.

ISO 15118 – Vehicle-to-grid (V2G) communication interface. Deze norm behandelt de digitale communicatie tussen het voertuig en het laadstation via Power Line Communication (PLC). Belangrijk voor slimme functies zoals automatisch identificeren, load balancing, en bidirectioneel laden (V2G of V2H).

SAE J1772 – Charging connector and communication standard. De Noord-Amerikaanse standaard voor laadinfrastructuur. Bevat specificaties voor AC-laden, mechanische eigenschappen van de connector, veiligheid en communicatie tussen voertuig en laadstation.

EMC (Elektromagnetische compatibiliteit)

UNECE R10 – EMC-regelgeving voor voertuigen. Verplicht in Europa voor voertuigtypegoedkeuring. R10 vereist dat het voertuig zelf en zijn componenten niet te veel elektromagnetische storing uitzenden (emissie), en voldoende weerstand hebben tegen externe elektromagnetische invloeden (immuniteit).

CISPR 12 / CISPR 25 – Emissiestandaarden. CISPR 12 meet de emissies naar de omgeving (radio-ontvangst), terwijl CISPR 25 de emissies binnen het voertuig meet – met name naar andere gevoelige systemen zoals infotainment, navigatie en ECU’s.

ISO 11452-serie – Immuniteitstesten. Deze serie normen beschrijft gestandaardiseerde testmethoden om de elektromagnetische immuniteit van voertuigcomponenten te beoordelen. Denk aan weerstand tegen radiogolven, pulsvelden of spanningspieken.

SAE J1113 / J551 – EMC voor automotive componenten. SAE-standaarden die testmethoden en prestatieniveaus vastleggen voor elektromagnetische compatibiliteit, vooral in de Noord-Amerikaanse markt

Functionele veiligheid en software

ISO 26262 – Functional Safety for Road Vehicles. Deze wereldwijd toegepaste norm definieert het ontwikkelingsproces voor elektronische en elektrische systemen in voertuigen, inclusief risicoanalyse (ASIL-classificatie), foutdetectie, fail-safe ontwerp en validatie. Bij EV’s is deze standaard cruciaal voor het ontwerp van bijvoorbeeld omvormers, BMS en stuursystemen.

ISO/PAS 21448 – SOTIF (Safety Of The Intended Functionality). Deze norm vult ISO 26262 aan en behandelt risico’s die niet door falen van componenten worden veroorzaakt, maar door functionele tekortkomingen – bijvoorbeeld bij rijhulpsystemen zoals automatische noodremmen of adaptieve cruise control.

ASPICE / AUTOSAR. Geen normen maar industriestandaarden voor softwareontwikkeling in de automotive sector. ASPICE richt zich op proceskwaliteit, AUTOSAR op softwarearchitectuur en herbruikbaarheid. Beide worden vaak geëist door OEM’s.

Duurzaamheid en omgevingsinvloeden

ISO 16750 – Environmental conditions and testing for electrical and electronic equipment. Een veelgebruikte norm die beschrijft hoe componenten bestand moeten zijn tegen trillingen, temperaturen, vocht, corrosie, spanningsfluctuaties en mechanische belasting zoals schokken of vallen.

IEC 60068 – Environmental testing. Brede norm voor klimaat- en mechanische testen zoals temperatuurcycli, trilling, vochtigheid, corrosietesten en IP-classificaties. Wordt vaak gecombineerd met ISO 16750.

SAE J1455 – Environmental practices for electronic equipment. Amerikaanse tegenhanger van ISO 16750. Richt zich vooral op zwaar gebruik, zoals in vrachtwagens, off-road en militaire voertuigen.

Mechanische en thermische veiligheid

UNECE R94 / R95 / R135 – Crashtests en bescherming. Deze regelgeving bepaalt de structurele veiligheid bij frontale (R94), zijdelingse (R95) en batterijgerelateerde botsingen (R135). Het doel is bescherming van inzittenden én voorkomen van kortsluiting, lekkage of brand in het hoogspanningssysteem.

UL 2580 – Safety standard for batteries for use in electric vehicles. Amerikaanse standaard die eisen stelt aan de mechanische, thermische en elektrische veiligheid van batterijen. Bevat testprocedures voor thermische runaway, perforatie, en crush-tests.

ISO 23274 – Thermal systems for EVs. Deze norm behandelt het testen en ontwerpen van warmtehuishouding in elektrische voertuigen. Het gaat hierbij om zowel de koeling van batterijen en omvormers als de verwarming van het interieur.

4.2 800V Hoogspanningsplatform in New Energy Vehicles (NEV’s)

Het 800V hoogspanningsplatform vormt een belangrijke stap in de evolutie van elektrische voertuigen. In vergelijking met traditionele 400V-systemen biedt het 800V-platform aanzienlijke voordelen op het gebied van laadtijd, energie-efficiëntie en rijbereik.

Door de spanning te verdubbelen kan dezelfde hoeveelheid vermogen worden geleverd met een lagere stroomsterkte. Dit resulteert in minder warmteverliezen, dunnere bekabeling en een lichter systeemgewicht – factoren die direct bijdragen aan een hoger rendement en betere prestaties van het voertuig.

Binnen dit hoogspanningsplatform zijn de kerncomponenten van het zogenaamde “drie-elektrisch systeem” – waaronder de tractieomvormer, de elektromotor en de hoogspanning batterij – ontworpen om efficiënt te functioneren bij spanningen tot 800V, en in sommige gevallen zelfs tot 1000V. Daarnaast moeten ook diverse hulpcomponenten, zoals de airconditioningcompressor, de DC/DC-converter en de bi-directionele on-board charger (BOBC), betrouwbaar blijven functioneren onder deze verhoogde spanningsniveaus.

Voor het testen van deze systemen is geavanceerde testapparatuur nodig die in staat is om hoogspanningscondities nauwkeurig te simuleren, inclusief snelle spanningsvariaties, pieken en dips. Hierbij wordt vaak getest volgens strengere normen zoals LV 123, ISO 21498 en UNECE R100, die specifiek gericht zijn op de veiligheid en prestaties van HV-componenten in elektrische voertuigen.

4.3 12V, 24V en 48V platform in EV en hybride EV’s

In elektrische en hybride voertuigen wordt gebruik gemaakt van zowel een 12V, 24V en 48V-boordsystemen, elk met een specifiek toepassingsgebied.

Het 12V-systeem is al jarenlang de standaard in de autosector en voedt vooral laagvermogen verbruikers zoals verlichting, infotainment, ruitenwissers, centrale vergrendeling en veiligheidssystemen (zoals airbags en ABS). Dit systeem blijft essentieel, omdat veel elektronische componenten ontworpen zijn voor 12V en vanwege zijn eenvoud en brede compatibiliteit.

Het 24V-systeem is al jarenlang de standaard in de vrachtautosector en voedt vooral laagvermogen verbruikers zoals verlichting, infotainment, ruitenwissers, centrale vergrendeling en veiligheidssystemen (zoals airbags en ABS). Dit systeem blijft essentieel, omdat veel elektronische componenten ontworpen zijn voor 12V en vanwege zijn eenvoud en brede compatibiliteit.

Met de komst van elektrificatie en zwaardere elektrische functies is het 48V-systeem geïntroduceerd als tussenoplossing tussen het 12V-circuit en het hoogspanningssysteem (>400V). Het 48V-systeem wordt gebruikt om krachtigere verbruikers aan te sturen, zoals elektrische turbo’s, actieve rolstabilisatie, airconditioningcompressoren, elektrische stuurbekrachtiging en zelfs mild-hybride aandrijfsystemen zoals een startgenerator.

Een belangrijk voordeel van 48V is dat het hoge vermogens kan leveren bij lagere stromen, waardoor kabeldoorsnedes en energieverliezen beperkt blijven. Bovendien blijft het qua veiligheid binnen de grens van laagspanningssystemen, wat minder strenge isolatie- en beschermingsmaatregelen vereist dan hoogspanningscomponenten.

In moderne voertuigen werken deze spanningsniveaus vaak parallel, waarbij een DC/DC-converter de spanning omzet tussen het hoogspanningssysteem (400V of 800V), het 48V-net en het klassieke 12V-net en 24V-net. Zo wordt de energie op een efficiënte manier verdeeld over alle subsystemen van het voertuig.

Traditionele 12V gecentraliseerde architectuur

In een distributed systeem kan elk onderdeel of module zijn eigen lokale 48V-voeding of DC/DC-converter krijgen. Dat maakt het ontwerp van het voertuig modulair en eenvoudiger schaalbaar over verschillende voertuigplatforms.

Distributed 48V architectuur

4.4 LV123, LV124 en LV 148 normeringstesten betrouwbaar uitvoeren

In Europa hebben autofabrikanten daarom de normen LV123 en LV148 ontwikkeld. Een bi-directionele DC-voeding biedt een praktische oplossing voor conformiteitstesten volgens deze normen.

De LV123-norm beschrijft de eisen voor elektrische componenten die functioneren bij hoge spanningen, zoals DC/DC-converters, onboard laders, tractie-omvormers en batterij packs. Voor de praktische testopstellingen met een regeneratieve bi-directionele DC voeding verwijs ik graag naar de andere hoofdstukken . (hyperlink invoegen bij DC/DC OBC,tractie, etc )Deze norm is opgesteld om de functionele veiligheid en elektrische robuustheid van voertuigcomponenten te garanderen. Conformiteitstests volgens LV123 vereisen het kunnen genereren van gedefinieerde spanningsprofielen, waaronder abrupt variërende spanningen, onderspanning, overspanning en onderbroken netcondities. Een krachtige bi-directionele DC-voeding die overweg kan met snelle spanning variaties (bijv. 200 V/ms) en minimaal spanningsbereik van 800V maakt het mogelijk om deze condities nauwkeurig te simuleren. De ingebouwde ondersteuning voor deze standaardtestscenario’s versnelt het testproces aanzienlijk, en reduceert de afhankelijkheid van externe besturingssoftware.

LV123 test spanningsniveau’s

De LV148-norm is een evolutie die voortvloeit uit de LV124 norm en richt zich op het 48V-boordnet vaak gebruikt bij hybride en mild-hybride voertuigen, waar LV124 ontwikkeld is voor 12V/24V toepassingen. Deze normen stellen eisen aan elektronische systemen zoals verlichting, audiosystemen, sturing van ventilatoren, en energierecuperatie componenten. Hier worden testscenario’s gedefinieerd zoals langdurige en transiënte overspanning, onderspanning, spanningsval tijdens het starten, en gedrag bij spanningsherstel. Een bi-directionele DC-voeding (bijvoorbeeld de Itech IT-M3600 of IT2700 reeks) met auto-range uitgang kan flexibel verschillende spannings- en stroomcombinaties aan. Hierdoor kunnen ontwikkelteams een breed scala aan tests uitvoeren met één enkele testbron, inclusief de gespecificeerde LV148-condities zoals E48-01a tot E48-18.

LV 148	Test item
E48-01a	Long-term overvoltage test
E48-02	Transient overvoltage
E48-03	Transient undervoltage
E48-04	Jumpstart resp Recuperation
E48-06a	Slow decrease and increase of the supply voltage
E48-08	Reset behavior
E48-10	Start Pulse
E48-15	Operation in the range without function restriction
E48-16	Operation in the upper range with functional limitation
E48-18	Overvoltage range

LV148 test condities

Verschil in spanningsniveau tussen LV124 en LV148

De ingebouwde testprofielen en nauwkeurige regeling van uitgangsspanning en -stroom maken bi-directionele voedingen ideaal voor EV-validatieomgevingen. Door hun mogelijkheid om zowel te leveren als te absorberen (load functie), kunnen deze voedingen ook worden ingezet voor duurzaamheidstests en systeemintegratie in gesloten testopstellingen. Dit regeneratieve bi-directionele DC voedingen reduceeren het energieverbruik en verhogen de betrouwbaarheid van het testproces.

LV124 koude start voltage test

Voor een overzicht van regeneratieve voedingen geschikt voor deze toepassing verwijzen wij u graag naar TTMS LV124-LV148 bi-directionele DC voedingen.