ISO 21848:2005
(Main)Road vehicles — Electrical and electronic equipment for a supply voltage of 42 V — Electrical loads
Road vehicles — Electrical and electronic equipment for a supply voltage of 42 V — Electrical loads
ISO 21848:2005 describes the electrical loads that can affect electric and electronic systems and components of road vehicles for a supply voltage of 42 V which may be used in a multiple voltage electrical system. In addition it specifies the tests and resulting requirements, test equipment accuracy being agreed upon between the vehicle manufacturer and the supplier. This International Standard also provides design guidance for the interaction of 42 V with other system voltages.
Véhicules routiers — Équipement électrique et électronique pour une tension d'alimentation de 42 V — Contraintes électriques
L'ISO 21848:2005 décrit les contraintes électriques pouvant affecter les systèmes et les composants électriques et électroniques des véhicules routiers pour une tension d'alimentation de 42 V qui peut être utilisée dans un circuit électrique à plusieurs tensions. En outre, elle spécifie les essais et exigences correspondants, la précision de l'équipement d'essai faisant l'objet d'un accord entre le fabricant du véhicule et le fournisseur. La présente Norme internationale fournit également un guide de conception en matière d'interaction du 42 V avec les autres tensions de systèmes.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 21848
First edition
2005-04-15
Road vehicles — Electrical and electronic
equipment for a supply voltage of 42 V —
Electrical loads
Véhicules routiers — Équipement électrique et électronique pour une
tension d'alimentation de 42 V — Contraintes électriques
Reference number
ISO 21848:2005(E)
©
ISO 2005
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ISO 21848:2005(E)
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Published in Switzerland
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ISO 21848:2005(E)
Contents Page
Foreword. iv
1 Scope. 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions. 1
4 Supply voltage. 2
4.1 Direct current. 2
4.2 Overvoltages . 3
4.3 Superimposed alternating voltage . 4
4.4 Slow decrease and increase of supply voltage . 6
4.5 Discontinuities in supply voltage. 6
4.6 Reversed voltage . 8
4.7 Open-circuit tests. 9
4.8 Short-circuit protection . 10
4.9 Withstand voltage . 11
4.10 Insulation resistance . 12
4.11 Electromagnetic compatibility. 12
Bibliography . 13
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ISO 21848:2005(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 21848 was prepared by Technical Committee ISO/TC 22, Road vehicles, Subcommittee SC 3, Electrical
and electronic equipment.
iv © ISO 2005 – All rights reserved
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 21848:2005(E)
Road vehicles — Electrical and electronic equipment for a
supply voltage of 42 V — Electrical loads
1 Scope
This International Standard describes the electrical loads that can affect electric and electronic systems and
components of road vehicles for a supply voltage of 42 V, which may be used in a single or a multiple voltage
electrical system.
In addition, it specifies the tests and resulting requirements, test equipment accuracy being agreed upon
between the vehicle manufacturer and the supplier. It does not cover electromagnetic compatability (EMC).
NOTE Electrical loads are independent from the mounting location.
This International Standard also provides design guidance for the interaction of 42 V with other system
voltages.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 7637-2, Road Vehicles — Electrical disturbances by conduction and coupling — Part 2: Electrical
transient conduction along supply lines only
ISO 16750-1:2003, Road vehicles — Environmental conditions and testing for electrical and electronic
equipment — Part 1: General
ISO 16750-2:2003, Road vehicles — Environmental conditions and testing for electrical and electronic
equipment — Part 2: Electrical loads
ISO 16750-4:2003, Road vehicles — Environmental conditions and testing for electrical and electronic
equipment — Part 4: Climatic loads
1)
UL 94, Standard for Test for Flammability of Plastic Materials for Parts in Devices and Appliances
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 16750-1 and the following shall
apply.
3.1
U
high
upper limit of the normal d.c. supply voltage range
1) Underwriters Laboratories Inc.
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ISO 21848:2005(E)
3.2
U
low
lower limit of the normal d.c. supply voltage range
3.3
U
max,dyn
maximum dynamic overvoltage associated with generator load dump transient protection
3.4
U
T
voltage applied during testing under defined conditions and which may be static voltage or transient
3.5
U
S
minimum permissible dynamic undervoltage associated with the starting pulse
3.6
U
A
minimum permissible steady-state voltage during cranking of the combustion engine including a possible
ripple
4 Supply voltage
4.1 Direct current
4.1.1 Purpose
This test verifies the device under test (DUT) functionality in the range between minimum and maximum
supply voltage.
4.1.2 Test
Set the supply voltage in accordance with Table 1 to all relevant inputs (connections) of the DUT.
Measure all voltages at the relevant terminals of the DUT.
The voltages given in Table 1 are relevant within the operating temperature range according to
ISO 16750-4:2003, Table 1, without time limits.
Table 1 — Supply voltage for U = 42 V system devices
N
Supply voltage
V
Code
U U
low high
L 30 48
4.1.3 Requirement
All DUT functions shall remain Class A as defined in ISO 16750-1:2003, Clause 6.
2 © ISO 2005 – All rights reserved
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ISO 21848:2005(E)
4.2 Overvoltages
4.2.1 Maximum continuous voltage
Under all conditions the maximum continuous supply voltage for the DUT shall not exceed U according to
high
Table 1.
4.2.2 Maximum dynamic voltage
4.2.2.1 Immunity
Except for 4.2.2.1.1 to 4.2.2.1.3 below, immunity to voltage transients shall be in accordance with
ISO 7637-2:2004.
4.2.2.1.1 Purpose
.
This test verifies functionality of the DUT when subjected to the maximum dynamic voltage, U It
max,dyn
simulates the maximum dynamic voltage for high-energy pulses in a 42 V vehicle electrical system, caused by
load dump, and is the upper voltage limit for load dump protection.
4.2.2.1.2 Test
Apply one test pulse to the DUT according to Figure 1.
Key
t time, ms
U voltage, V
Figure 1 — Test pulse for U
max,dyn
The internal resistance R of the load dump test pulse generator shall be (100 to 500) mΩ.
i
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ISO 21848:2005(E)
4.2.2.1.3 Requirement
The functional status shall be minimum Class D according to ISO 16750-1:2003, Clause 6. Special
requirements may be agreed between vehicle manufacturer and supplier.
4.2.2.2 Emission
No electrical and electronic equipment shall produce a voltage on the network exceeding 50 V except the
generator during load dump and pulses as specified by ISO 7637-2.
Except for 4.2.2.1.1 to 4.2.2.1.3, measures shall be taken to ensure that 50 V is never exceeded (e.g.
protection devices at the source and/or adjustment of generator voltage).
4.3 Superimposed alternating voltage
4.3.1 Purpose
This test simulates a.c. on the d.c. supply.
The DUT is checked for undesirable resonance modes and induced thermal stress.
4.3.2 Test
Connect the DUT as shown in Figure 2. Perform the test, in accordance with Table 2 and Figure 2,
simultaneously on all applicable inputs (connections) of the DUT.
NOTE Do not apply these test voltages to the battery.
Figure 2 — Test set-up for superimposing a.c. voltage on component power supply lines
Table 2 — Test values
U + 0,5 U sin(ωt)
Test voltage (see Figure 3)
dc PP
a) U = 48 V; U = 4 V for 50 Hz to 1 kHz
dc
PP
b) U = 48 V; U = 1 V for 1 kHz to 20 kHz
dc
PP
a.c. voltage (sinusoidal)
c) U = 32 V; U = 4 V for 50 Hz to 1 kHz
dc
PP
d) U = 32 V; U = 1 V for 1 kHz to 20 kHz
dc
PP
Internal resistance of power supply 50 mΩ to 100 mΩ
Frequency range See Figure 4
Type of frequency sweep See Figure 4
Sweep duration (one sweep) (see Figure 4) 120 s
Number of continuous sweeps per test 5
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ISO 21848:2005(E)
4.3.3 Requirement
The functional status shall be Class A according to ISO 16750-1:2003, Clause 6.
Key
U voltage, V
t time, s
Figure 3 — Test voltage with superimposed sinusoidal a.c. voltage
Key
f frequency, Hz logarithmic scale
t time, s
A 50 Hz [Table 2, a) and c)] or 1 kHz [Table 2, b) and d)]
B 1 kHz [Table 2, a) and c)] or 20 kHz [Table 2, b) and d)]
Figure 4 — Frequency sweep
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ISO 21848:2005(E)
4.4 Slow decrease and increase of supply voltage
4.4.1 Purpose
This test verifies functional status operation according to the specification of the DUT when subjected to a
gradual discharge and recharge of the battery.
4.4.2 Test
Apply the following test simultaneously to all applicable inputs (connections) of the DUT.
Decrease the supply voltage from U to 0 V and then increase it from 0 V to U , applying a change
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 21848
Première édition
2005-04-15
Véhicules routiers — Équipement
électrique et électronique pour une
tension d'alimentation de 42 V —
Contraintes électriques
Road vehicles — Electrical and electronic equipment for a supply
voltage of 42 V — Electrical loads
Numéro de référence
ISO 21848:2005(F)
©
ISO 2005
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ISO 21848:2005(F)
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Publié en Suisse
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ISO 21848:2005(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives. 1
3 Termes et définitions . 2
4 Tension d'alimentation . 2
4.1 Courant continu . 2
4.2 Surtensions . 3
4.3 Tension alternative superposée . 4
4.4 Diminution et augmentation lente de la tension d'alimentation . 7
4.5 Discontinuités dans la tension d'alimentation.7
4.6 Tension inverse. 9
4.7 Essais en circuit ouvert. 10
4.8 Protection contre les courts-circuits . 11
4.9 Tension de tenue. 12
4.10 Résistance d'isolement . 13
4.11 Compatibilité électromagnétique . 14
Bibliographie . 15
© ISO 2005 – Tous droits réservés iii
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ISO 21848:2005(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 21848 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 22, Véhicules routiers, sous-comité SC 3,
Équipement électrique et électronique.
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NORME INTERNATIONALE ISO 21848:2005(F)
Véhicules routiers — Équipement électrique et électronique
pour une tension d'alimentation de 42 V — Contraintes
électriques
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale décrit les contraintes électriques pouvant affecter les systèmes et les
composants électriques et électroniques des véhicules routiers pour une tension d'alimentation de 42 V qui
peut être utilisée dans un circuit électrique à une ou plusieurs tensions.
En outre, elle spécifie les essais et exigences correspondants, la précision de l'équipement d'essai faisant
l'objet d'un accord entre le fabricant du véhicule et le fournisseur.
La compatibilité électromagnétique (EMC) n'entre pas dans le domaine d'application de la présente Norme
internationale.
NOTE Les contraintes électriques sont indépendantes de l'emplacement de montage.
La présente Norme internationale fournit également un guide de conception en matière d'interaction du 42 V
avec les autres tensions de systèmes.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 7637-2, Véhicules routiers — Perturbations électriques par conduction et par couplage — Partie 2:
Transmission des perturbations électriques transitoires par conduction uniquement le long des lignes
d'alimentation
ISO 16750-1:2003, Véhicules routiers — Spécifications d'environnement et essais de l'équipement électrique
et électronique — Partie 1: Généralités
ISO 16750-2:2003, Véhicules routiers — Spécifications d'environnement et essais de l'équipement électrique
et électronique — Partie 2: Contraintes électriques
ISO 16750-4:2003, Véhicules routiers — Spécifications d'environnement et essais de l'équipement électrique
et électronique — Partie 4: Contraintes climatiques
1)
UL 94, Norme pour essais d'inflammabilité des matériaux plastifiés se situant dans des dispositifs ou
appareils
1) Underwriters Laboratories Inc.
© ISO 2005 – Tous droits réservés 1
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ISO 21848:2005(F)
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 16750-1:2003 ainsi que
les suivants s'appliquent.
3.1
U
high
limite supérieure de la plage normale de tension d'alimentation en courant continu
3.2
U
low
limite inférieure de la plage normale de tension d'alimentation en courant continu
3.3
U
max,dyn
surtension dynamique maximale associée au circuit de protection contre les surtensions transitoires de
l'alternateur
3.4
U
T
tension appliquée durant les essais dans des conditions bien définies et pouvant être une tension statique ou
une tension transitoire
3.5
U
S
sous-tension dynamique minimale admissible associée à l'impulsion de démarrage
3.6
U
A
tension en régime permanent minimale admissible durant le démarrage du moteur à combustion, avec un
éventuel courant alternatif résiduel
4 Tension d'alimentation
4.1 Courant continu
4.1.1 Objet
Cet essai vérifie l'état fonctionnel du dispositif soumis à l'essai (DSE) dans la plage comprise entre la tension
d'alimentation minimale et la tension d'alimentation maximale.
4.1.2 Essai
Régler la tension d'alimentation conformément au Tableau 1 pour toutes les entrées (connexions) appropriées
du DSE.
Mesurer toutes les tensions aux bornes appropriées du DSE.
Les tensions indiquées dans le Tableau 1 sont applicables dans la plage des températures de fonctionnement,
conformément à l'ISO 16750-4:2003, Tableau 1, sans limites de temps.
2 © ISO 2005 – Tous droits réservés
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ISO 21848:2005(F)
Tableau 1 — Tension d'alimentation pour dispositifs de systèmes de tension nominale U = 42 V
N
Tension d'alimentation
V
Code
U U
low high
L 30 48
4.1.3 Exigence
Toutes les fonctions du DSE doivent rester dans la Classe A définie dans l'ISO 16750-1:2003, Article 6.
4.2 Surtensions
4.2.1 Tension continue maximale
Quelles que soient les conditions, la tension d'alimentation continue maximale pour le DSE ne doit pas
dépasser la valeur de U donnée dans le Tableau 1.
high
4.2.2 Tension dynamique maximale
4.2.2.1 Immunité
Sauf pour 4.2.2.1.1 à 4.2.2.1.3 ci-dessous, l'immunité aux tensions transitoires doit être conforme à
l'ISO 7637-2:2004.
4.2.2.1.1 Objet
Cet essai vérifie la fonctionnalité du DSE lorsqu'il est soumis à la tension dynamique maximale, U . Il
max,dyn
simule la tension dynamique maximale pour les impulsions de haute énergie dans un circuit électrique de
véhicule en 42 V, causées par une surtension, et constitue la limite supérieure de tension pour la protection
contre les surtensions.
4.2.2.1.2 Essai
Appliquer une impulsion d'essai au DSE comme illustré à la Figure 1.
© ISO 2005 – Tous droits réservés 3
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ISO 21848:2005(F)
Légende
U tension, V
t temps, ms
Figure 1 — Impulsion d'essai pour U
max,dyn
La résistance interne R du générateur d'impulsions d'essai de surtension doit être de (100 à 500) mΩ.
i
4.2.2.1.3 Exigence
L'état fonctionnel du DSE doit être au minimum de la Classe D définie dans l'ISO 16750-1:2003, Article 6. Des
exigences particulières peuvent être convenues entre le constructeur de véhicules et le fournisseur.
4.2.2.2 Émission
Aucun équipement électrique et électronique ne doit générer dans l'alimentation embarquée de tension
dépassant 50 V, sauf l'alternateur lors des pointes de surtension et des impulsions spécifiées dans
l'ISO 7637-2.
Sauf pour 4.2.2.1.1 à 4.2.2.1.3, des mesures doivent être prises pour ne jamais dépasser 50 V (par exemple
dispositifs de protection à la source et/ou réglage de la tension de l'alternateur).
4.3 Tension alternative superposée
4.3.1 Objet
Cet essai simule un courant alternatif sur l'alimentation en courant continu.
L'absence de modes de résonance non désirés et de contraintes thermiques induites est contrôlée dans le
DSE.
4.3.2 Essai
Connecter le DSE comme représenté à la Figure 2. Réaliser l'essai conformément au Tableau 2 et à la
Figure 2, simultanément à toutes les entrées (connexions) appropriées du DSE.
4 © ISO 2005 – Tous droits réservés
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ISO 21848:2005(F)
NOTE Ne pas appliquer ces tensions d'essai à la batterie.
Figure 2 — Montage d'essai pour superposer une tension c.a. aux lignes d'alimentation du composant
Tableau 2 — Valeurs d'essai
Tension d'essai (voir Figure 3) U + 0,5 U sin(ωt)
cc PP
a) U = 48 V; U = 4 V pour 50 Hz à 1 kHz
cc PP
b) U = 48 V; U = 1 V pour 1 kHz à 20 kHz
cc PP
Tension c.a. (sinusoïdale)
c) U = 32 V; U = 4 V pour 50 Hz à 1 kHz
cc PP
d) U = 32 V; U = 1 V pour 1 kHz à 20 kHz
cc PP
Résistance interne de l'alimentation 50 mΩ à 100 mΩ
Plage de fréquences Voir Figure 4
Type de balayage de fréquence
Voir Figure 4
Durée du balayage (un balayage) (voir Figure 4) 120 s
Nombre de balayages continus par essai 5
4.3.3 Exigence
L'état fonctionnel du DSE doit être de la Classe A définie dans l'ISO 16750-1:2003, Article 6.
© ISO 2005 – Tous droits réservés 5
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ISO 21848:2005(F)
Légende
U tension, V
t temps, s
Figure 3 — Tension d'alimentation avec tension c.a. sinusoïdale superposée
Légende
f fréquence, Hz (échelle logarithmique)
t temps, s
A 50 Hz [Tableau 2, a) et c)] ou 1 kHz [Tableau 2, b) et d)]
B 1 kHz [Tableau 2, a) et c)] ou 20 kHz [Tableau 2, b) et d)]
Figure 4 — Balayage de fréquence
6 © ISO 2005 – Tous droits réservés
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ISO 21848:2005(F)
4.4 Diminution et augmentation lente de la tension d'alimentation
4.4.1 Objet
Cet essai vérifie l'état fonctionnel du DSE lorsque celui-ci est soumis à une décharge et une recharge
progressives de la batterie.
4.4.2 Essai
Appliquer l'essai suivant simultanément à toutes les entrées (connexions) appropriées du DSE.
Réduire la tension d'alimentation de U à 0 V et l'augmenter de 0 V à U , en appliquant un taux de
high high
variation de (3 ± 0,1) V/min, sauf indication contraire.
4.4.3 Exigence
L'état fonctionnel du DSE doit être de la Classe A définie dans l'ISO 16750-1:2003, Article 6, entre U et
high
U .
low
L'état fonctionnel du DSE doit être au minimum de la Classe D définie
...
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