電気自動車のオフボード充電システムの EMC — IEC 61851-21-2 の概要

電気自動車のオフボード充電システムの EMC —IEC 61851-21-2 の概要
株式会社 e・オータマ

佐藤智典

2022 年 7 月 19 日

目次

1

概要

1

概要

1

IEC 61851-21-2[1] は電気自動車 (プラグイン・ハ

2

試験時の構成2

イブリッドを含む) の伝導での充電 (交流と直流のい3

イミュニティ
3.1 動作条件 . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2 試験項目と試験レベル . . . . . . . . . . .
3.3 性能基準 . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.1 一般 . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.2 性能基準 A . . . . . . . . . . . .
3.3.3 性能基準 B . . . . . . . . . . . .
3.3.4 性能基準 C . . . . . . . . . . . .

2
2
2
5
5
6
6
6

4

ずれでも) のためのオフボード充電システム、例えば急速充電ステーションのようなものに対する EMC
要求に関するもので、イミュニティとエミッションの双方の要求を含む。
この規格は入力電圧と出力電圧の双方がAC 1000 V か DC 1500 V 以下のオフボード充電システムに適用される。†1

エミッション6
4.1 動作条件 . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6
4.2 高調波電流 . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
4.3 電圧変動/フリッカ . . . . . . . . . . . .
8
4.4 無線周波エミッション . . . . . . . . . . .
94.4.1 機器のクラス . . . . . . . . . . .
94.4.2 伝導エミッション — 電源入力ポート 9
4.4.3 伝導エミッション — CPT ポート 10
4.4.4 伝導エミッション — 有線ネット
ワーク・ポート、信号/制御ポート 10
4.4.5 放射エミッション . . . . . . . . . 10
4.5 過渡エミッション — DC CPT ポート . . 11
4.6 キーレスエントリーの保護のためのエミッ
ションの制限 (参考) . . . . . . . . . . . . 11

5

補足
12
5.1 充電システムの分類 . . . . . . . . . . . . 12
5.1.1 モード 1〜4 充電 . . . . . . . . . 12
5.1.2 ケース “A”〜“C” 接続 . . . . . . 13

6

参考資料

本稿ではこの IEC 61851-21-2:2018 の要求事項の概要を述べる。なお、本稿はその内容全てをカバーするものではなく、また正確であるとも限らないので、正確な情報は規格そのもの [1] や関連する公式な文書を参照されたい。

14†1 オンボード充電システムは IEC 61851-21-1[2][3] でカバーされる。

1

電気自動車のオフボード充電システムの EMC — IEC 61851-21-2 の概要• 充電モード — 試験中、EUT は最大定格電力試験時の構成2の 20 % ± 10 % で動作させる。

試験は、代表的な EUT と充電ケーブルを用い、これが実現可能でない場合、この割合は上げて充電対象の車両を模擬するものとして製造業者がも良い。

用意した対向器と接続して行なう。製造業者が充電

IC-CPD†6 はオフボード AC 充電器として試験ケーブルを用意していない場合、その代わりに典型的な長さと太さの充電ケーブルを用いる。

する。

EUT の全てのポートは 表 1 に示すような回路†2

網試験中の動作モードと実際の条件は事前に規定し、†3を、あるいは適切な CDN を通し、所定の電試験報告書に正確に記載する。

源、負荷、通信シミュレータなどに接続する (図 1)。

CPT†4 ポートに接続される回路網や CDN はシー

試験項目と試験レベル

3.2

ルド・ケースに入れ、またケース “B” 接続やケー
ス “C” 接続 (§5.1.2) の場合はシールド・ケースのイミュニティ試験項目の一覧を表 2に示す。

高さ 800+100
mm の位置に充電コネクタ (車両の充−0試験法は以下の IEC 61000-4 シリーズの規格を電コネクタを模擬する) を取り付けることが必要と参照する [4] :なりそうである。また、負荷などの周辺機器はシールド・ルームや電波暗室の外に置くことが、あるい• 静電気放電 — IEC 61000-4-2:2008

はシールド・ケースに入れることが必要となるかも• 放射電磁界 — IEC 61000-4-3:2006+A1:2007

知れない。シールド・ルームや電波暗室の外への導+A2:2010

体の引き出しは、信号への悪影響がないならば貫通フィルタを通して行なうことができる。†5• 電源周波数磁界 — IEC 61000-4-8:2009†6

IC-CPD 、その他の可搬型機器、及びモード 2• EFT/B†7 — IEC 61000-4-4:2012

機器 (§5.1.1) は卓上機器として試験する。

• サージ — IEC 61000-4-5:20143

イミュニティ

3.1

動作条件• 伝導 RF — IEC 61000-4-6:2013• ディップ/短時間停電 — IEC 61000-4-11:2004(≤ 16 A), IEC 61000-4-34:2005+A1:2009 (>試験は以下の動作モードで実施する:

16 A)
但し、

• 待機モード — EUT が動作して車両に接続されているが、充電は行なっていない状態を模擬• 有線ネットワーク、及び信号/制御ポートへのする (例えば、バッテリが満充電となっている、

サージは、製造業者の仕様による総延長が 30 m

電力網による充電のタイミングの決定を待ってを超えるケーブルに接続されるポートにのみ適いる、など)。

用する。

†2 AN — artificial network (疑似回路網); AMN — artificial
mains network (疑似電源回路網; LISN); AAN — asymmetricartificial network (不平衡擬似回路網; ISN)
†3 CDN — coupling/decoupling network。IEC 61000-44, -4-5, -4-6 では状況に応じて電源ラインやその他のラインに
CDN を接続することが必要となる。
†4 CPT — conductive power transfer。要するに CPT ポー
トは充電用のポートのこと。
†5 フィルタを通さない場合は特に、負荷などを置く部屋もシールドされていることが、あるいは負荷などとそのケーブル全体
がそれ自身として適切にシールドされていることが必要となりそうである。
†6 IC-CPD — in-cable control and protection devices。
ケーブルの途中に取り付けられた、充電の制御や保護を行なうデバイス。

• 有線ネットワーク、及び信号/制御ポートへの
EFT/B、及び伝導 RF は、製造業者の仕様による総延長が 3 m を超えるケーブルに接続されるポートにのみ適用する。

• CPT†4 ポートへの EFT/B 試験は容量性クランプを用いて充電ケーブル全体をクランプして行なう。
†7 EFT/B — electrical fast transient/burst (電気的ファス
ト・トランジェント/バースト)2

電気自動車のオフボード充電システムの EMC — IEC 61851-21-2 の概要

ଅЅ؅ (ą؉ଅఈจคਆІ)
HV-AN Positive

ఈ̈

5 µH

Earth

0.1 µF

Negative
50 ̀

C2

R2

C2

R2

1 k̀

0.1 µF0.1 µF
1 k̀

PE

EUT

1 k̀

1 µF

50 µH

1 µF

AC ؉ฆ

50 µH

CPT

؉ฆ

50 ̀

ฆଅ

L1
L2

ą؉

؉ฆ

ą؉

AMN

5 µH

0.1 µF



1 k̀

50 ̀

AE (PLC)ฅ༇༅EUTĉ༇༄

2.5 k̀ 4.7 nFഇЅ
ą؉


100

AMN 

̅ค༅EUTĉ༇༄

800 +200
−0

EUT

+100
800 −0800 +200−0

HV-AN  ఈ̈ą؉
800 +200−0800 +200−0

+100
800 −0+100
800 −0EUT

AMN 

HV-AN  ఈ̈

 AMNAN ༄̆‫܅‬

図 1: 試験時の接続のイメージ
電源線用 AN, AMN

AC 電源ポート、AC CPT ポート
DC 電源ポート、DC CPT ポート

V-AMN (50 µH / 50 Ω) — CISPR 16-1-2:2014 §4.3 (図 2)
HV-AN (5 µH / 50 Ω) — CISPR 25:2008 Annex E (図 4)
信号/制御/通信線用 AAN

対称信号/制御ポート
電源線上の PLC
コントロール・パイロット上の PLC

IEC 61851-21-2 §C.2.2 (図 6)
IEC 61851-21-2 §C.2.3 (図 7)
IEC 61851-21-2 §C.2.4 (図 8)
表 1: AN, AMN, AAN• AC 電源ポートに直接接続される信号/制御ポー

EFT/B の印加は CDN を用いて行なう。

トにも AC 電源ポートに対する要求を適用する。

• CPT ポートの電源線へのサージの印加は CDN• 磁界、及び CPT ポートへのサージは充電モーを用いて行なう。

ドでのみ適用すれば良い。

• CPT ポートへの伝導 RF 試験は EM 結合クランプを用いて充電ケーブル全体をクランプして行なう。

• AC 電源ポートや DC 電源ポートへのサージや3

AC 充電2〜2.7 GHz, 3 V/m (80 % AM)

2〜2.7 GHz, 3 V/m (80 % AM)

40.15〜80 MHz, 10 V (80 % AM)

伝導 RF

表 2: イミュニティ試験項目の一覧

A

B

line-to-line: ±1 kV
0.15〜80 MHz, 10 V (80 % AM)

Bline-to-earth: ±2 kV

サージ

伝導 RF

B

±2 kV (5 kHz)

A

B

B

A

B

B

B

EFT/B

CPT

±1 kV (1.2/50 µs)±1 kV (1.2/50 µs)

サージ0.15〜80 MHz, 3 V (80 % AM)±2 kV (5 kHz)

有線ネットワーク、信号/制御

0.15〜80 MHz, 3 V (80 % AM)±2 kV (5 kHz)—line-to-line: ±1 kV

line-to-earth: ±2 kV

EFT/B

伝導 RF

—

—

line-to-line: ±1 kV—
0.15〜80 MHz, 10 V (80 % AM)—

line-to-earth: ±2 kV—

電源入力 (DC)—サージ±2 kV (5 kHz)B

0 % 1 cycleC

B

70 % 25/30 cycles
0 % 250/300 cycles

B

A

B

B

B

A

A

A

A

B

性能基準

40 % 10/12 cycles±2 kV (5 kHz)

—

EFT/B

ディップ/短時間停電

0.15〜80 MHz, 3 V (80 % AM)

line-to-line: ±1 kV

line-to-line: ±2 kV
0.15〜80 MHz, 10 V (80 % AM)

line-to-earth: ±2 kV

line-to-earth: ±4 kV

サージ

伝導 RF

±2 kV (5 kHz)

±4 kV (5 kHz)

電源入力 (AC)50/60 Hz, 30 A/m (≤ 32 A のシステム) or 100 A/m (> 32 A のシステム)

1.4〜2 GHz, 3 V/m (80 % AM)

1.4〜2 GHz, 3 V/m (80 % AM)

DC 充電

80〜1000 MHz, 3 V/m (80 % AM)

接触 ±4 kV、気中 ±8 kV

エンクロージャ

DC 充電

住宅環境

80〜1000 MHz, 10 V/m (80 % AM)

AC 充電

住宅以外の環境

EFT/B

電源周波数磁界

放射電磁界

静電気放電

現象

電気自動車のオフボード充電システムの EMC — IEC 61851-21-2 の概要

電気自動車のオフボード充電システムの EMC — IEC 61851-21-2 の概要

100

ฆଅ

90

L1

60

| Z | (Ω)∠Z (°)

0.1 µF

1 µF

1 µF

50 µH

70

L2
0.1 µF

L2

80

L1

50 µH

50
40

1 k̀

1 k̀

30
20

PE

10

PE

0

図 2: AMN (50 µH / 50 Ω) の原理 — 単相電源用−10100 kHz

1 MHz

10 MHz

100 MHz

Frequency70

図 5: 5 µH/50 Ω AN のインピーダンス ZPB (測定ポー
トを 50 Ω で終端、端子 A–B を短絡した状態での計算値)

60
50

30
20

C

B

D
38 mH
4.7 µF

Zcat

10

A

AE

EUT

| Z | (Ω)∠Z (°)

40

0

200 ̀

−10
150 kHz

1 MHz

10 MHz30 MHzFrequency

38 mH

図 3: AMN (50 µH / 50 Ω) のインピーダンス

P

ฆଅ

C2

1 k̀

R2

B

Zcat : LCL (不平衡減衰量) が所定の値となるように平衡度を調整ฆଅ

図 6: AAN (対称信号/制御ポート) の原理 — 2 線 (1 対)
用

B

AN

C2

R2

AN (LV-AN)
HV-AN

1 µF
0.1 µF

—
1 MΩ

EUT

0.1 µF

5 µH

AE (؉ฆ)

A

AN

A

3.3
3.3.1

性能基準

C

B

D

AE (PLC)

図 4: LV-AN, HV-AN の原理

2.5 k̀* 4.7 nF

一般* ਈਉ 2.5 k̀ ࠈ

EUT は試験の印加の結果として安全な状態を維

図 7: 結合回路網 (電源線上の PLC) の原理

持しなければならない。
性能基準は充電モード (§5.1.1) に応じて異なったものとなるかも知れない。

し、CPT ポートの DC+ と DC− のあいだ、またDC 充電の場合、電源入力へのサージの印加に際しては 100 MHz 以上の帯域幅の AC 結合の高イン

各ライン (DC+、DC−、信号線) とグランドのあい

ピーダンス差動電圧プローブとオシロスコープを用確認する (図 9)。

いて DC CPT

†4

だに 500 Vp−p を超える過渡電圧を生じないこともポート上の過渡電圧の振幅を測定

5電気自動車のオフボード充電システムの EMC — IEC 61851-21-2 の概要(100 ̀)所定の試験の印加の後、EUT の動作状態に変化があってはならない (すなわち、充電モードでは充**電を継続し、待機モードでは待機状態を維持する

AE (؉ฆ)AE (PLC)

39 ̀
270 ̀

は劣化しても良いが、試験後は元の状態に戻ること。

100 µHこと)。

B

2.7 nF

39 ̀

EUT

二次的な機能 (例えば表示など) の性能は試験中

C
2.7 nF

A

Note:*

状態の変化は、CPT†4 ポートの制御/通信

ラインや、DC 充電における充電電流の任意の変化(製造業者が規定した許容幅を超える) を含む。

D

* ਈਉȅ‫܅‬؅ഈࠈ

3.3.4

図 8: 結合回路網 (コントロール・パイロット上の PLC)の原理

性能基準 C所定の試験中とその完了後、EUT はフェールセー
フ状態†10 に移行しても良い。

計量や課金が可能な場合、例えば IEC 62053-21

この状態は充電サイクルの再開のためにユーザーのような該当する製品規格に従って所定の性能基準の関与を、あるいは IEC 61851-1 で規定されたよを規定する。

うに安全状態が確立された上での自動的な充電の再

EUT に漏電遮断器 (RCD) が組み込まれている

開を必要とする。

場合、該当する製品規格の要求を満足しなければな
らない。

3.3.2

性能基準 AEUT は所定の試験の印加中と印加後に EUT の4

エミッション

4.1

動作条件

エミッション測定は以下の動作条件で行なう。

製造業者が規定した許容範囲内で意図した動作を継• 伝導エミッション、放射エミッション

続すること。
動作の状態の変化を生じてはならない (すなわち、– 最大定格電力の 20 % ± 10 % (これが実充電モードでは充電を継続し、待機モードでは待機現可能でない場合、この割合は上げても状態を維持すること)。

良い)、及びNote: 状態の変化は、CPT†4 ポートの制御/通信– 最大定格電力の 80 % ± 10 %、もしくはラインや、DC 充電における充電電流の任意の変化– 充電モードで電力が入力から出力に直接(製造業者が規定した許容幅を超える) を含む。

接続される場合 (機械的なスイッチング・
デバイスを用いたモード 2 やモード 3 の

3.3.3

充電器)、その充電器の動作を可能とする性能基準 B

任意の負荷。この場合、20 % や 80 % でEUT は所定の試験の印加の完了後に EUT の製の試験は不要である。

造業者が規定した許容範囲内で意図した動作を継続• 高調波電流すること。
さらに、所定の試験の印加中、充電器の主機能を該当する規格に従う。

維持すること (EUT 製造業者が規定した許容範囲内で)。†8†9†8 性能基準 B で充電器の主機能 (すなわち充電機能) が製造業者が規定した許容範囲内で維持されることが明示的に要求されていることに注意。ディップ/短時間停電については †9も参照。
†9 ディップ/短時間停電の試験中は主機能の劣化があっても良いが、試験後は元の状態に戻ること。
†10 あらかじめ決められた、安全な停止状態。充電システムは異常を検知した場合にこのような状態に移行するように設計されることがある。

6

電気自動車のオフボード充電システムの EMC — IEC 61851-21-2 の概要

؇ԇ؅
ą؉
؉ฆ

800 +200
−0

PE

EUT

CPT

LN(؉‫)܇‬

800 +200
−0
؉ฆ

9 µF

10 ̀

line − earth

Positive

HV-AN

Negative
Earth

ఈ̈

CDN

HV-AN
ą؉

18 µF

line − lineLഅȅ؉‫܅‬NPE(1) Positive − Negative
Positive
Negative

Vp-p(2) Positive − Earth

Earth
Positive
Negative(3) Negative − Earth

Earth(4) Signal − Earth ...
図 9: 電源入力へのサージ試験の接続の例• 電圧変動/フリッカ

信信号で、例えば製造業者の仕様による最大通信速

電圧変動/フリッカの試験は全てのアウトレッ度で、あるいはもしそれが EUT で制限されるなら

トで完全な 1 充電サイクルについて行なう。電ばその最大の通信速度で行なう。

力出力ポート (CPT†4 ポート) が複数ある場
合、それらの CPT ポートは以下のように制御

4.2

する:

高調波電流

その機器から AC 電源線に流出する電源高調波電

1. CPT ポートの充電モードでの動作を 1 つ流 (次数間高調波を含む、電源周波数の 40 次までのづつ開始させる;高調波)†11 のレベルを制限するもので、AC 電源入

2. 全ての CPT ポートを充電モードで同時に動作させる;

力からの高調波電流の流出を以下のいずれかの規格

3. CPT ポートの動作を 1 つづつ停止させる。

†11 電源高調波電流は、例えば受電部の整流平滑回路によって引き起こされる。過剰な電源高調波は電力設備やその系統に接続された他の機器への悪影響、例えばコンデンサやリアクトルの過熱や損傷などの問題を引き起こすことがあることから、その抑制が求められるようになっている。
†12 公共低圧配電網に接続されない機器、例えば中圧や高圧 (日本では高圧や特別高圧) の配電系統に自家用の変電設備を介して接続される機器はこれらの規格の適用範囲からは外れる。だが、これらの規格でカバーされているような問題の防止のため、それらの規格を準用可能な場合はそれらの規格を準用するのが良
いかも知れない。この種の事象については、各地域の規則やガイドライン、また電力会社の要求などの考慮も必要となることがある。
†13 これらの規格は電源導体と中性線とのあいだの電圧が 220〜240 V の電源以外に接続される機器に対するエミッション限度も含まないが、日本国内では 100 V や 200 V (3 相交流を含む) の電源にも適用可能な JIS C 61000-3-2 がある。また、日に従って評価する: †12†13

複数のポートを同時に動作させることができな
い場合は試験時間内に 1 つづつ順番に動作させる。
出力は定負荷で動作させ、EUT の入力電力は最大定格電力の 80 % ± 10 % 以上となるようにする。
もし充電器と車両のあいだで例えば充電の制御のためにコントロール・パイロット回路やその他の信号線上の通信が用いられるならば、試験は最悪の通7電気自動車のオフボード充電システムの EMC — IEC 61851-21-2 の概要

する:†12†17• IEC 61000-3-2:2014[5] (≤ 16 A/相)• IEC 61000-3-3:2013[6] (≤ 16 A/相)• IEC 61000-3-12:2011[5] (> 16, ≤ 75 A/相)[5]• IEC 61000-3-11:2017[6] (> 16, ≤ 75 A/相)

この測定は、IEC 61000-3-2 や IEC 61000-3-12
に従い、所定の条件を満たす電源†14 から高調波アナ

フリッカ/電圧変動の評価では、IEC 61000-3-3 やライザを通して 10 m 以下のケーブルで評価対象のIEC 61000-3-11 に従った電源から所定のインピーダ

機器に給電し、電源電流を高調波アナライザで分析

ンス (IEC 61000-3-3 ではリファレンス・インピーすることによって行なう (図 10)。

ダンス Zref ) を介して評価対象の機器に給電して観測期間は規格に従って決定するが、おそらく所電源入力での電圧変化をフリッカ・メータで分析し定の条件の範囲内で測定結果が厳しくなるような動(図 11)、その結果が以下の限度を超えないことを確作状態での任意の 2.5 分の観測の結果から適合を判認する:†18

断することができるであろう。

• Pst ≤ 1.0 (短時間フリッカ値 — 10 分間でのフリッカ
の指標)



≤ 10 m• Plt ≤ 0.65 (長時間フリッカ値 — 2 時間でのフリッカの

ZM
؉ฆ

指標)

ZS

EUT

• d(t) は 500 ms よりも長く 3.3 % を超えないこと (Tmax ≤ 500 ms)

図 10: 電源高調波電流の測定の原理-3-12)• dc ≤ 3.3 % (最大定常電圧変化 — 図 12 参照)(IEC 61000-3-2,• dmax ≤ 6 % (最大相対電圧変化 — 図 12 参照)

IEC 61000-3-2 に適合する機器、及び IEC 610003-12 の Rsce = 33

†15

Rの要求に適合する機器は、一jX

؉ฆ般に電圧と電流が機器の要求を満たす任意のアウト

EUT

レットへの接続が可能と考えられる。

IEC 61000-3-12 の 33 < Rsce の要求に適合する

M

機器はその条件を満たす電源にのみ接続することが

図 11: 電圧変動/フリッカの測定の原理 (IEC 61000-3-3,-3-11)

必要となる。[5]4.3

電圧変動/フリッカ

IEC 61000-3-3 に適合する機器、及び IEC 610003-11 の対象となる機器で測定結果を Zref での相当

その機器が AC 電源上に発生する電圧変動/フリッ

値に換算したものがその規格の限度に適合するもの

カ†16 のレベルを以下のいずれかの規格に従って評価は、一般に電圧と電流が機器の要求を満たす任意の本では高圧や特別高圧での受電では一般に「高圧又は特別高圧で受電する需要家の高調波抑制対策ガイドライン (経済産業省資源エネルギー庁 原子力安全・保安院 発行)」の考慮が必要となる。[5]†14 IEC 61000-3-2 は電源に対する要求が特に厳しく、おそら
くは適切な安定化電源の使用が必要となる。
†15 R
sce は電力系統の短絡電力と機器の定格皮相電力の比率
で、短絡比と呼ばれる。
†16 フリッカ (flicker) は「その照度やスペクトラム分布が時間につれて変動する光刺激によって誘起される視覚的な不安定さの印象」と定義されており、簡単に言えば照明のちらつきなどのことである。ここでは同じ電源系統に接続された照明のフリッカを引き起こすような電圧変動 (電圧の変動を引き起こすよ
うな電流の変動) が評価の対象となる。

アウトレットへの接続が可能と考えられる。
†17 これらの規格は電源導体と中性線とのあいだの電圧が 220〜250 V の 50 Hz の電源以外に接続される機器には適用されず、日本国内ではこれに対応する JIS 規格も発行されていない。
だが、明確な規格やその他の要求がなかったとしても同じ電源系統に接続された他の機器に悪影響を与えるような電圧変動やフリッカを生じないようにすることは必要であろう。また、電力会社との分界点でのフリッカの制限 (しばしば ∆V10 で評価される) が求められる場合もある。
†18 IEC 61000-3-11 の場合はそれらの限度を超えないために必要な最大許容インピーダンス Zmax を求める。これについて
は [6] などを参照。

8

電気自動車のオフボード充電システムの EMC — IEC 61851-21-2 の概要

؉ฆ؉‫܅‬

4.4.2
3.3%
d max

dc

d(t)

伝導エミッション — 電源入力ポート

AC 電源入力ポート伝導エミッション限度 (図 13)は以下のそれぞれの場合について規定されている:†19• AC 電源入力ポート
T max

1. クラス Bt

2. クラス A で、定格電力 20 kVA 以下、も図 12: 電圧変動のパラメータ (IEC 61000-3-3, -3-11)

しくは以下のその他の条件に該当しない

3. クラス A で、

IEC 61000-3-11 に適合する機器 (測定結果を Zref
での相当値に換算したものがその規格の限度に適合– 定格電力が 20 kVA を超え、かつするものを除く) は条件付き接続となり、測定結果– 専用の変圧器か発電機への接続が意から得られた最大許容系統インピーダンス (電源系

図されており、低圧架空電力線に接統上の電圧変動やフリッカをその規格の限度に適合続されず、させるために必要な最大インピーダンス) 以下のイ

– 設置された機器からのエミッション

ンピーダンスの電源系統にのみ接続することが必要の低減のために使用できる設置手段となる。[6]の情報が提供される、特にその機器が低圧架空電力線ではなく専用の変4.4

無線周波エミッション

4.4.1

機器のクラス

圧器か発電機への接続が意図されている旨が示される

4. クラス A で、この規格の対象となる機器は次の 2 つのクラスに– 定格電力が 75 kVA を超え、分類される。

– 専用の変圧器か発電機への接続が意図されており、低圧架空電力線に接• クラス A オフボード充電システム

続されず、

住宅環境、また居住用に用いられる建物に給電– 居住環境から 30 m 以上の距離か放する低圧配電網に直接接続される施設以外の全射現象に対する障壁として働く構造ての場所での使用に適した機器。

物によって物理的に隔離されて設置

クラス A オフボード充電システムに添付されされることが意図されており、る使用説明書には以下の警告を含める:– 定格入力電力が 75 kVA を超える高電力電気システム/機器に対する妨害

Caution: This equipment is not intended
for use in residential environments andmay not provide adequate protection toradio reception in such environments.

電圧限度に適合する旨が示され、かつ– 設置者が適用すべき設置手段の情報が提供される、特にその機器が低圧(注意: この機器は居住環境での使用を意図しておらず、そのような環境での無線受信の妥当な保護を与えないかも知れない。)

架空電力線ではなく専用の変圧器か発電機から給電される設備での使用を意図している旨が示される• クラス B オフボード充電システム• DC 電源入力ポート

住宅環境、及び居住用に用いられる建物に給電する低圧配電網に直接接続される施設での使用

1. 定格電力 ≤ 75 kVAに適した機器。

2. 定格電力 > 75 kVA

IC-CPD†6 、及びその他の可搬型機器にはクラ†19 これらは CISPR 11:2015+A1:2016+A2:2019 のグルー

ス B のエミッション限度を適用する。

プ 1 機器に対する電源ポート伝導エミッション限度と同様である。

9電気自動車のオフボード充電システムの EMC — IEC 61851-21-2 の概要

その機器がインフラとのあいだで PLC (電力線

130通信) を用いていてその影響でエミッション限度を120超える場合は PLC の通信を止めた状態でこの規格

110
Emission limits (dBµV)のエミッション限度に適合しなければならず、また通信機能のみを該当する規格で評価した時にその規格に適合していなければならない。
いずれの場合も、CPT†4 ポート上の通信は最悪条件とする。

100
90

DC CPT port, > 75 kVA

80
70

DC CPT port, ≤ 75 kVA
AC CPT port, Class A

60

Emission limits (dBµV)

130

50

AC, Class A, > 75 kVA

120

40

110

0.15

AC CPT port, Class B
QP
0.5

1

5

AV
10

30

Frequency (MHz)100

図 14: 伝導エミッション限度 — CPT ポート

DC, > 75 kVA
AC, Class A, 20A  

90
80(高圧 DC での充電の場合)、AMN (AC 充電の場合)

70

DC, ≤ 75 kVA
AC, Class A, ≤ 20 kVAなどの測定ポートに必要に応じてアッテネータを60

介してテスト・レシーバを接続して行なうことがで

AC, Class B

50

きる。

40

QP

0.15

0.5

1

5

AC 充電器で、コンバータの類を含まず、単に入

AV
10

30

Frequency (MHz)

力と出力がスイッチや断路器で接続される場合は、

図 13: 伝導エミッション限度 — 電源入力ポート

電源入力での測定のみで良い。

電源ポートの伝導エミッションの測定は、図 1 の

4.4.4

伝導エミッション — 有線ネットワーク・
ポート、信号/制御ポート

ような接続で、電源入力側の AMN (AC 給電の場
合) や AN (DC 給電の場合) の測定ポートに必要に

有線ネットワーク・ポートや信号/制御ポートに応じてアッテネータを介してテスト・レシーバを接対する伝導エミッション限度は図 15に示すように規続して行なうことができる。

定されている。†20
有線ネットワーク・ポートは加入者線への接続が4.4.3

意図されている場合に、また信号/制御ポートは複伝導エミッション — CPT ポート

数のオフボード充電器を介した電力伝送の管理が意

CPT†4 ポートの電源線の伝導エミッション限度

図された管理/送電システムへの接続が意図されては図 14に示すようにいる場合にこの限度の対象となる。

• AC CPT ポート

有線ネットワーク・ポートや信号/制御ポートの伝– クラス B

導エミッションの測定は図 6 で例示したような AAN(ISN) を用いて、あるいは電流プローブや容量性電– クラス A

圧プローブを用いて、CISPR 32 で規定された測定• DC CPT ポート

法を用いて行なう。

– 定格電力 ≤ 75 kVA
4.4.5– 定格電力 > 75 kVA

放射エミッション

放射エミッション限度は図 16 と図 17 に示すようのそれぞれの場合について規定されている。

に規定されており、機器の最大内部周波数に応じて、

CPT ポートの電源線の伝導エミッションの測定†20 これらの限度は CISPR 32[7] のものと同一である。

は、図 1 のような接続で、CPT ポート側の HV-AN

10電気自動車のオフボード充電システムの EMC — IEC 61851-21-2 の概要

100

80

90

50

80
Class A, Average
Class B, Quasi Peak

30

80Class B, Peak
60

70Class A, Average

50

60Limits (dBµV/m) @ 3 m

40

Limits (dBµV/m) @ 10 m

Class A, Quasi Peak

Current Limits (dBµA)

Voltage Limits (dBµV)

Class A, Peak

70

90

70
Class B, Average
Class B, Average
60
0.15

1
Frequency (MHz)

10

40

20
30

50

1000

図 15: 伝導エミッション限度 — 有線ネットワーク・ポー
ト、信号/制御ポート

2000
3000
Frequency (MHz)

4000

5000 6000

図 17: 放射エミッション限度 — 1〜6 GHz

この測定は 100 MHz 以上の帯域幅の AC 結合の少なくとも表 3に示す周波数までの測定が必要とな

高インピーダンス差動電圧プローブとオシロスコーる。†21

プを用いて行なうことができる (図 20)。

60

70

50

60
Class A, Quasi Peak

40

50Class B, Quasi Peak

30

Limits (dBµV/m) @ 3 m

Limits (dBµV/m) @ 10 m

4.6

キーレスエントリーの保護のための
エミッションの制限 (参考)この規格の Annex B ではキーレスエントリーの保護のための 2〜185 kHz の周波数範囲でのエミッション限度が参考として示されている (図 21)。†22
測定は、MIL-STD-461F[8] の RE101 で用いられるものと同様のループ・センサ (直径 13.3 cm、巻40

き数 36、巻線の直流抵抗 5〜10 Ω の、静電遮蔽さ
30

100
300
Frequency (MHz)れたもの) を用い、EUT の各面から 1 m の距離で1000

ループ・センサを 3 つの直交する方向に向けて行な

図 16: 放射エミッション限度 — 30〜1 000 MHz

う (図 22, 図 23)。
測定結果 R (dB(µA/m)) は、L を帯域幅 200 Hz
でのレシーバでの読み (dB(µV))、F をループの補放射エミッションの測定は、CISPR 16-1-4 に適

正係数 (dB(pT/µV)) として、合したサイトで、CISPR 32 で規定された測定法を用いて行なう (図 18)。

4.5

R = L + F − 2.0†23
より求められる。

過渡エミッション — DC CPT ポート

DC 充電器は、DC CPT ポートの電源線上 (プラス側とマイナス側、プラス側とグランド、及びマイナス側とグランドのそれぞれのあいだ) に 50 V を†22 キーレスエントリーでは、しばしば 20 kHz、125 kHz、あるいは 134 kHz 前後の磁界が用いられる。
†23 1 µA/m ≃ 1.257 pT で 、20 log 1.257 ≃ 2.0(dB(pT/(µA/m)))。F を dB((µA/m/)µV)) = dB(S/m) で表現すれば余計な 2.0 の係数は不要となる。

超える過渡電圧を発生させてはならない (図 19)。
†21 これらの限度、また測定周波数範囲の規定は CISPR 32[7]のものと同一である。

11

電気自動車のオフボード充電システムの EMC — IEC 61851-21-2 の概要

最大内部周波数 Fx

最大測定周波数Fx ≤ 108 MHz

1 GHz

108 MHz < Fx ≤ 500 MHz
500 MHz < Fx ≤ 1 GHz

2 GHz
5 GHz

Fx > 1 GHz

5 × Fx 、あるいは 6 GHz の低い方

Fx が不明な場合

6 GHz

؅จค༅

表 3: 放射エミッション測定が必要な最大周波数

EUT

ଅЅ؅

AMN

1 m 4 m ؆؉̅༄



360°؅จ

Dഈ؉ฆଅ

؅ฆଅ

図 18: 放射エミッションの測定のセットアップのイメージ

ఆਉ U

電モードが規定されている (図 24)。†24• モード 1 充電
電源側で 16 A 以下、かつ単相 AC 250 V 以

0.1U

下か 3 相 AC 480 V 以下の標準的なソケット・؇ആ؉‫܅‬

T
0.1 µs ≤ T

アウトレットを用いた、またその電力と保護接地の接続を用いた、EV の AC 電源網 (主電源)への接続。†25

図 19: 過渡エミッション

5

補足

5.1

充電システムの分類

5.1.1

モード 1〜4 充電• モード 2 充電
電源側で 32 A 以下、かつ単相 AC 250 V 以
下か 3 相 AC 480 V 以下の標準的なソケット・
アウトレットを用いた、またその電力と保護接地の導体を EV とプラグのあいだかケーブル†24 各地域の安全規則などとの関係から地域によって特定のモードの使用が制限されることやその地域固有の要求事項が追加されることもあるが、この種の事項については本稿では触れない。
†25 モード 1 充電はオフボード充電システムを使用しないことが多く、その場合、この規格には関係しない。

IEC 61851-1 では、電気自動車 (EV) の AC 電
源網からの充電に関して、モード 1〜4 の 4 つの充

12電気自動車のオフボード充電システムの EMC — IEC 61851-21-2 の概要

EUT

0.25 m
HV-AN

Negative
Earth

ఈ̈

AMN

CPT

؉ฆ

1m
Positive

HV-ANą؉

ą؉
അȅ؉‫܅‬(؉‫)܇‬(1) Positive − Negative
Positive(2) Positive − Earth

Negative
Earth
Positive(3) Negative − Earth

NegativeEarth

図 20: 過渡エミッションの測定の接続の例

100

EUT
95

Emission limits (dBµA/m)

90
85
80



75

1m

70

1m

65
60

2 10

30

50

75

100 120Frequency (kHz)140 150

185

1m

50

1m

55
200

図 21: 放射エミッション限度 — キーレスエントリの保護
図 22: キーレスエントリーの保護のためのエミッションの測定 (参考)

上の制御ボックスとしてのコントロール・パイ
ロット機能と人を感電から保護するためのシス
テム (RCD) とともに用いた、EV の AC 電源• モード 4 充電

網 (主電源) への接続。

コントロール・パイロット機能が AC 電源網 (主• モード 3 充電電源) に恒久的に接続された機器にわたる、オコントロール・パイロット機能が EVSE†26 内

フボード充電器を用いた EV の AC 電源網 (主の制御機器にわたる、AC 電源網 (主電源) に

電源) への接続。

恒久的に接続された専用の EVSE†27 を用いた、EV の AC 電源網 (主電源) への接続。
5.1.2

ケース “A”〜“C” 接続• ケース “A” 接続†26 EVSE — electrical vehicle supply equipment。電源導体、中性線、保護接地を含む導体、EV カプラ、プラグ、また屋
内配線から EV への給電のために、また必要であればそれらのあいだの通信のために特に設置されたその他の全てのアクセサ
リ、デバイス、電源アウトレット、あるいは装置。
†27 この EVSE はしばしば家屋の外壁に取り付けられる。

EV に恒久的に取り付けられた電源ケーブルとプラグを用いた EV の交流電源網への接続。

13

電気自動車のオフボード充電システムの EMC — IEC 61851-21-2 の概要

 “A”̆ഇ

xy “B”̆ഇ

z “C”̆ഇ
図 23: キーレスエントリーの保護のためのエミッションの測定 (参考) — 3 つの直交する方向での測定

1

図 25: ケース “A”〜“C” 接続のイメージ

6
2

参考資料

[1] IEC 61851-21-2:2018, Electric vehicle conductive charging system – Electric vehicle oﬀ-board
charger EMC requirements for conductive connection to an AC/DC supply

ȅ༅


3

[2] IEC 61851-21-1:2017, Electric vehicle conductive charging system – Electric vehicle on-board
charger EMC requirements for conductive connection to an AC/DC supply

4[3] 電気自動車のオンボード充電システムの EMC— IEC 61851-21-1 の概要, 株式会社 e・オータ
マ, 2021ą؉

http://www.emc-ohtama.jp/emc/reference.html[4] IEC 61000-4 シリーズ イミュニティ試験規格の概要, 株式会社 e・オータマ, 2018
http://www.emc-ohtama.jp/emc/reference.html

図 24: 充電モード 1〜4 のイメージ[5] 電源高調波電流の制限 — IEC 61000-3-2, -3-12の概要, 株式会社 e・オータマ, 2020

• ケース “B” 接続

http://www.emc-ohtama.jp/emc/reference.html[6] 電圧変動やフリッカの制限 — IEC 61000-3-3、3-11 の概要, 株式会社 e・オータマ, 2020

車両コネクタを備えた脱着可能なケーブル・ア
センブリと AC 電源機器を用いた EV の交流電

http://www.emc-ohtama.jp/emc/reference.html

源網への接続。

[7] CISPR 32 の概要, 株式会社 e・オータマ, 2021
http://www.emc-ohtama.jp/emc/reference.html• ケース “C” 接続[8] 軍需機器の EMC — MIL-STD-461G の概要 —Part 1: 主なエミッション要求 (CE101, CE102,
RE101, RE102), 株式会社 e・オータマ, 2021

電源機器に恒久的に取り付けられた電源ケーブ
ルと車両コネクタを用いた EV の交流電源網への接続。

http://www.emc-ohtama.jp/emc/reference.html

モード 4 充電ではケース “C” 接続のみが許容
c 2022⃝される。

e-OHTAMA, LTD.

All rights reserved.

免責条項 — 当社ならびに著者は、この文書の情報に関して細心の注意を払っておりますが、その正確性、有用性、完全性、その利用に起因する損害等に関し、一切の責任を負いません。

14