欧盟车辆型式批准相关指令和ECE法规

欧盟车辆型式批准相关指令和ECE法规欧盟对用于电动汽车上各种功能的动力电池都有明确的要求，包括法规、指令、标准的要求。机动车型式批准EC指令在2007/46/EC指令中明确了作为启动、点火、辅助动力、主动力电池的电子储能设备要求，规定电池的类型、工作条件都应该与其功能和电动汽车实际使用条件相匹配，尤其是电池的充电条件，充电电路应具备对电池的监测和控制功能。ECER100在UNECE制定的RegulationNo.100(简称ECER100)中特别强调了储能系统的电池安全要求，尤其是R100的5.2条针对储能系统的过流保护，明确要求安装有保护装置，如保险管、熔断器或电流保护器。R100法规中的附录6(Annex6)第3节则规定储能系统的电池特性要求，主要包括：电池商标、电池类型(镍氢、镍镉、锂电电池等)、标称电压、电芯数量、气体产生百分量、电池模块/电池包的排气措施、电池应采取的冷却方式(需要时)、电池容量。附录6第4节针对燃料电池的商标、类型、标称电压、电芯数量、电池需要采取的冷却方式(需要时)、最大功率提出要求。此外，ECER100的附录7中明确了燃料电池在使用过程中的氢泄漏测试方法和排放气体累计量要求。中文翻译详见附件1.2000/53/EC（ELV指令）自1990年开始，欧洲的车厂已开始强调在汽车中使用可回收的材质及零组件的再利用，1996年，欧盟开始讨论废弃汽车指令的建立，2000年9月18号欧盟通过2000/53/EC《关于废弃汽车的技术指令》（即ELV指令）。ELV指令的目标在于建立收集、处理、再利用的机制，鼓励将废弃汽车的部件重复利用，减少汽车产品对环境的破坏，并致力于环境保护、资源保护、以及能源节约。ELV指令的内容涉及汽车产品的设计、生产、材料、标识、有害物质的禁用期限、分类回收体系的建立等。2000/53/EC指令的第4条第(2)(a)款规定，各成员国应确保在2003年7月1日之后投放市场的汽车的所有材料和组件，不含铅、汞、镉或六价铬，并要求废弃汽车中的电池也必须回收，这个指令同时适用于使用汽车用铅酸蓄电池和镍镉电池的电动车辆。在指令的附录II中，共同体立法者赦免了电池中铅和电动车辆电池中镉的禁用要求，规定铅的最大允许浓度为0.1％，镉的最大允许浓度为0.01％。2002年6月27日，欧委会公布的关于报废汽车危险物质含量要求的2002/525/EC号决议第一次修订了附件II的豁免名单，规定自2006年1月1日起不得出售用于电动汽车的含金属镉的电池。依据最新对2000/53/EC附件II的修改指令2011/37/EU，镉的豁免仅针对2008年12月31日前上市的并作为汽车配件产品的电动汽车电池。2004/104/EC与ECER10整车及其零部件型式批准框架指令2007/46/EC包含多个独立的指令，其中关于电磁兼容性的统一规定的指令是2004/104/EC，它包含了机动车整车、零部件及系统的测试项目、方法及限值，在欧盟强制实施。其包含的典型测试标准如表1所示。表12004/104/EC引用的测试标准CISPR12《车辆、船和由内燃机驱动的装置无线电骚扰特性限值和测量方法》CISPR25《用于保护车载接收机的无线电骚扰特性的限值和测量方法》ISO7637-1《道路车辆—由传导和耦合引起的电骚扰第1部分：定义和一般描述》ISO7637-2《道路车辆—由传导和耦合引起的电骚扰第2部分：沿电源线的电瞬态传导》ISO11451《道路车辆—窄带电磁抗扰度—整车测试方法》ISO11452《道路车辆—窄带电磁抗扰度—零部件测试方法》ISO10605《道路车辆—静电放电产生的电骚扰试验方法》UNECER10及其修订件与上述指令测试要求基本一致。但UNECER10覆盖了L类，M类，N类和O类汽车，而72/245/EEC里仅仅覆盖了M类，N类和O类。2.4.1汽车EMC测试要求根据整车和零部件的辐射骚扰和抗扰，完整的车辆电磁兼容测试项目包括以下十项。整车辐射宽带发射该测试旨在测量来自车辆电子零部件的宽带发射。2004/104/EC的测试方法中描述了测试过程的状态和测试条件，对于电动车辆，测试车辆必须配备一个无负载的功率计或者车轴座，并且保持速度在40km/h。其他测试条件必须按照标准CISPR12:2001来设置。UNECER102005修订件针对混合动力车辆的特殊结构增加了要求，需在电动助力和内燃机两种模式下，且保持40km/h的速度下测试。若难以实现，则必须保证车辆在给定速度以上或在其最大速率，电动助力系统运行在40km/h时进行测试。整车辐射窄带发射该测试旨在测量来自例如微处理系统或者其他窄带源的窄带发射。整车窄带发射是测量在点火开关打开但发动机还没工作时的发射。在指令2004/104/EC中的测试方法描述了测试过程中的状态和测试条件，并要求须按照标准CISPR12:2001来实施。整车辐射抗扰度该试验旨在测试车辆电子系统的抗扰度。将车辆置于电磁场环境中，并监控被测车辆的功能状态。ISO11451-1规定了整车辐射抗扰度的各种测试方法。ISO11451-2规范了整车车辆的辐射抗扰度的测试程序。ECER10和2004/104/EC都引用了ISO11451-2和ISO11451-1标准。车辆必须在50km/h稳定的速度中进行测试，指令2004/104/EC要求在20MHz-2000MHz频率范围内至少90%频率点能够抵抗30V/m场强，或在整个频段抵抗25V/m场强。零部件辐射宽带发射此测试主要是针对已经通过整车测试安装在整车上的电子零部件的宽带发射测量。参照CISPR25:2002的相关要求进行测试，此标准的最新版是CISPR25:2008。UNECER10与2004/104/EC都引用标准CISPR25。零部件辐射窄带发射该测试主要是针对安装在已经通过整车测试的车辆上的电子零部件的宽带发射测量。UNECER10和2004/104/EC都参照了CISPR25:2002里的相关要求。零部件辐射抗扰度该测试旨在评定电子零部件的电磁抗扰度。在UNECER10与2004/104/EC中涉及的测试方法如表2所示。表2EC指令和UNECE法规涉及的零部件辐射抗扰度测试ISO11452-2:2004屏蔽室测试方法ISO11452-3:2001TEM小室的测试方法ISO11452-4:2005大电流注入法测量法（BCI）ISO11452-5:2002带状线测试法零部件辐射抗扰度要求与整车要求基本一致，但可以使用带状线、恒电磁波室和电流注入方法来替代，也可使用多种方法组合进行测试，只要频率覆盖20-2000MHz即可。静电放电抗扰度ISO10605规定了道路车辆内的电子模块和系统的静电放电（ESD）的试验方法，包括在台架和整车两种状态下评价电子模块的程序。适用于所有道路车辆，不管它使用的是何种驱动系统（例如火花点火发动机，柴油发动机，电动机）。该标准包括整车和车辆电子零部件测试方法。车辆电子零部件又分别在通电和不通电两种下情况进行测试。电子模块通电运行试验分四个等级，最高等级Ⅳ接触放电±8kV和空气放电±15kV，而不通电时最高等级接触放电±8kV和空气放电±25kV。针对整车的最严酷等级Ⅳ接触放电±15kV和空气放电±25kV。零部件传导抗扰度该测试旨在评估电子零部件通过电源线的瞬态传导抗扰度。UNECER10和2004/104/EC规定按照ISO7637-2:2004标准要求进行测试，标准中指出针对电子零部件必须测试的一些脉冲。6个脉冲从电源线注入，分别是P1、P2a、P2b、P3a、P3b、P4。针对与车辆安全有关和无关的电子零部件分别设置了不同的限值。零部件瞬态传导发射瞬态发射是指被测设备在接通或切断瞬间通过电源线所产生的干扰信号。此测试是测量电子零部件产生通过电源线传输的瞬态发射。UNECER10和2004/104/EC要求按照ISO7637-2:2004标准来进行测试，并规定了测试的等级和限值。2.4.2电动车辆的电磁兼容测试特殊要求电磁发射和抗扰度测试最初源于对内燃机系统的测试，但是，包括混合动力汽车在内的电动汽车驾驶系统，与传统汽车电气系统部件有很大不同。电助力驱动系统有着比传统汽车电气系统更高的功率要求。在传统汽车电气驱动系统中功率电子系统是主要的发射源，高速开关装置也是一个重要的发射源。电动车辆的电磁兼容测试特殊要求需要注意以下两个方面。现存的电动汽车测试方法规定UNECER10与2004/104/EC中没有针对电助力汽车的特别规定。但UNECER10和2004/104/EC所引用CISPR和ISO标准中的测试方法，已经针对电动车辆做了适当修订，成为更有效的测试方法。例如，传统的内燃机车辆宽带发射测试要求发动机运转而车辆没有行进，但电助力车辆整车测试时须保持40km/h的速度持续运转。UNECER10与2004/104/EC的技术要求基本一致，但是，所针对的汽车类型不同。EC指令包含M类（客车），N类（货车）和O类（拖车），而UNECE法规除前面三种汽车还覆盖L类车辆（二轮、三轮的汽车和四轮车）。在EC的型式批准体系中，L类车辆的电磁兼容性要求包含在97/24/EC中。由于UNECER10有对于L类车辆额外的测试要求，导致两个规范在附件测试程序上的差异。不同版本的CISPR12被引用在宽带发射测试中。UNECER10和2004/104/EC引用第五版的CISPR12:2001，而UNECER10法规更新较快，引用的是包含2005年修订件的第五版CISPR12:2001+A1:2005。欧盟委员会可能会采纳的电动汽车测试建议更新指令和法规中引用的CISPR和ISO的标准，更新为最新版本的标准；CISPR12要求电动车辆必须在40km/h的速度下做测试，而内燃机测试只要求发动机工作却不要求车辆行进，这两种工况下电磁发射情况有所不同，因此，将考虑在汽车上放置实际负载，发动机或电动机的功率变大后可能引起电池的储能问题；考虑是否需要增加在加速和制动的状态下的其它测试；增加电动汽车充电模式下的发射测量和抗扰度的测试；要求制造商提供控制软件，并且确定电池模式和发动机模式是分立还是一体进行测试。EC

715/2007与R101传统道路车辆的燃料燃烧及相关过程，导致了多种大气污染物的大量排放。从20世纪70年代早期，欧洲开始实施对道路车辆和发动机的排放限制，并建立了标准测试方法。排放限制主要针对来自汽车尾气的一氧化碳CO、HC、氮氧化合物NOx和颗粒物质，以及挥发性有机化合物的蒸发排放。2.5.1EC指令下的尾气排放与能耗要求70/220/EEC指令中规定了轻型车辆——乘用车（M1和M2）和轻型商用车辆（N1和N2）的废气排放新法规。2007年6月20日，欧盟通过EC

715/2007法规推出了欧5/欧6的的总体技术要求及排放限值（分别于2009年和2014年开始强制执行），并对现行规定作出重大修改。从2013年1月2日起，70/220/EEC指令及其修订指令将废止。（EC）No715/2007对于轻于2500公斤和重于2500公斤的车辆的排放限值进行了均质化，车辆制造商必须保证其车载诊断系统（OBD）的有关资料可以随时提供给独立的汽车维修人员。2008年，新法规（EC）No692/2009对（EC）No715/2007的实施进行了补充，并引用了UNECE法规中关于纯电动汽车的电能耗量和充电里程测定的详细测试方法和测试周期。2.5.2UNECE法规中的尾气排放与能耗要求在UNECE法规体系中，与汽车尾气排放相关的法规分别是：UNECER83和R101。UNECER83针对车辆污染物排放和发动机燃油要求，UNECER101不仅对装备内燃机的轿车CO2排放和燃油消耗量的测定及装备作出了规定，还包含了纯电力驱动结构的M1、N1类车辆的电能消耗和里程测量的统一规定。UNECER101第5章对纯电动汽车的测试要求作出了规定。其中，5.3.1条规定纯电动汽车的电能消耗量测量按照法规附录7执行，5.3.2条规定了纯电动汽车的充电里程测定按照法规附录9执行，并强调只有依据该方法测得的充电里程数才被允许包含在汽车销售宣传资料中。5.3.3条还对电能耗量的表达形式做了规定，即瓦时/公里（Wh/km），并要求测试结果进行四舍五入，取最接近的整数。不同于传统的内燃机车辆，ECER101规定了电动汽车按照新欧洲行驶周期（NewEuropeanDrivingCycle,NEDC）进行测试。如图1所示：图1M1和N1类纯电动汽车的测试周期电动汽车电能消耗的测量周期由两个部分组成：1)由4个基本市区周期组成的市内循环测试周期；2)一个市郊循环测试周期。市内循环由四个各195秒的基本循环组成，总共要持续780秒。市内测试的最高行驶速度为50km/h。具体的市内循环描述见图2和表3。图2基本市内循环（195秒）表3基本市内循环市郊测试的最大速度为120km/h，测试循环的描述可参考图3和表4。