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| 标准编号 | GB/T 38775.3-2020 (GB/T38775.3-2020) | | 中文名称 | 电动汽车无线充电系统 第3部分：特殊要求 | | 英文名称 | Electric vehicle wireless power transfer -- Part 3: Specific requirements | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | K81 | | 国际标准分类 | 43.040.99 | | 字数估计 | 26,244 | | 发布日期 | 2020-04-28 | | 实施日期 | 2020-11-01 | | 起草单位 | 中国电力科学研究院有限公司、中国电力企业联合会、中兴新能源汽车有限责任公司、国网江西省电力有限公司电力科学研究院、中国汽车技术研究中心、浙江万安科技股份有限公司、中惠创智无线供电技术有限公司、许继电源有限公司、国网冀北电力公司电力科学研究院、国网上海市电力公司电力科学研究院、国网江苏省电力有限公司、上海汽车集团股份有限公司、浙江吉利汽车研究院有限公司、北京新能源汽车股份有限公司、清华大学、天津工业大学、东南大学、上海电器科学研究所(集团)有限公司、厦门新页科技有限公司 | | 归口单位 | 中国电力企业联合会 | | 提出机构 | 中国电力企业联合会 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会 | GB/T 38775.3-2020
Electric vehicle wireless power transfer--Part 3: Specific requirements
ICS 43.040.99
K81
中华人民共和国国家标准
电动汽车无线充电系统
第3部分:特殊要求
2020-04-28发布
2020-11-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
目次
前言 Ⅲ
引言 Ⅳ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 分类 2
5 一般要求 3
6 通信要求 6
7 技术要求 6
8 测试方法 7
附录A(资料性附录) 原、副边设备 13
附录B(资料性附录) 测试记录 16
前言
GB/T 38775《电动汽车无线充电系统》分为以下部分:
---第1部分:通用要求;
---第2部分:车载充电机和无线充电设备之间的通信协议;
---第3部分:特殊要求;
---第4部分:电磁环境限值与测试方法。
本部分为GB/T 38775的第3部分。
本部分按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
本部分由中国电力企业联合会提出并归口。
本部分起草单位:中国电力科学研究院有限公司、中国电力企业联合会、中兴新能源汽车有限责任
公司、国网江西省电力有限公司电力科学研究院、中国汽车技术研究中心、浙江万安科技股份有限公司、
中惠创智无线供电技术有限公司、许继电源有限公司、国网冀北电力公司电力科学研究院、国网上海市
电力公司电力科学研究院、国网江苏省电力有限公司、上海汽车集团股份有限公司、浙江吉利汽车研究
院有限公司、北京新能源汽车股份有限公司、清华大学、天津工业大学、东南大学、上海电器科学研究所
(集团)有限公司。
本部分主要起草人:魏斌、刘超群、刘永东、葛得辉、胡超、兰昊、翟学锋、马建伟、王阳、王华云、黄晓华、
李妮、董晓帅、杨国勋、李晓伟、王松岑、辛亮、徐长福。
引 言
本文件的发布机构提请注意,声明符合本文件时,可能涉及第1章、3.1、3.5、4.1、4.2、5.1、5.2、5.3、
5.4、5.5、5.6、5.8、5.8.1、5.8.3、5.8.4、5.8.5、5.8.6、5.8.9、6.1、7.1、7.4、7.7、8.27、8.8、8.8.3与其对应内容相
关的专利的使用。
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专利持有人姓名:麻省理工学院
地址:57WaterStreet,Watertown,MA,USA
专利持有人姓名:奥克兰联合服务有限公司
地址:57WaterStreet,Watertown,MA,USA
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地址:广东省深圳市南山区中兴通讯西丽工业园研一楼
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地址:山东省烟台市莱山区明达西路11号
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地址:厦门市思明区金山路8号和盛大厦11层
专利持有人姓名:华为技术有限公司
地址:深圳市龙岗区坂田华为基地
专利持有人姓名:浙江万安亿创电子科技有限公司
地址:上海浦东新区川沙新镇川大路211号
请注意除上述专利外,本文件的某些内容仍可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专
利的责任。
电动汽车无线充电系统
第3部分:特殊要求
1 范围
GB/T 38775的本部分规定了电动汽车无线充电系统的特殊要求,包括分类、一般要求、通信要求、
技术要求和测试方法等。
本部分适用于电动汽车静态磁耦合无线充电系统,其供电电源额定电压最大值为1000VAC或
1500VDC,额定输出电压最大值为1000VAC或1500VDC。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 4208-2017 外壳防护等级(IP代码)
GB/T 14048.2 低压开关设备和控制设备 第2部分:断路器
GB/T 16895.3-2017 低压电气装置 第5-54部分:电气设备的选择和安装 接地配置和保护
导体
GB/T 16916.1 家用和类似用途的不带过电流保护的剩余电流动作断路器(RCCB) 第1部分:
一般规则
GB/T 17625.1 电磁兼容 限值 谐波电流发射限值(设备每相输入电流≤16A)
GB/T 17625.8 电磁兼容 限值 每相输入电流大于16A小于等于75A连接到公用低压系统
的设备产生的谐波电流限值
GB/T 22794 家用和类似用途的不带和带过电流保护的F型和B型剩余电流动作断路器
GB/T 38775.1-2020 电动汽车无线充电系统 第1部分:通用要求
GB/T 38775.4-2020 电动汽车无线充电系统 第4部分:电磁环境限值与测试方法
中华人民共和国无线电频率划分规定(中华人民共和国工业和信息化部令第46号)
3 术语和定义
GB/T 38775.1-2020界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
以磁场为介质,通过磁耦合方式从电源向电力负载进行无线电能传输的充电方式,电源和电力负载
的物理位置为静止状态。
3.2
系统频率 systemfrequency
无线充电系统进行功率传输的频率范围。
3.3
标称频率 nominalfrequency
系统设计的工作频率。对于可调频率系统,当原边设备、副边设备对齐且所有部件都以设计参数稳
定工作时,系统将工作于标称频率。
3.4
副边设备下表面与地面之间的最小垂直距离。
注:副边设备下表面可能为非平面结构,副边设备也可能为非垂直地面安装。
3.5
在充电过程中,无线充电系统依据电动汽车提供的数据动态调整充电参数、执行相应操作,完成充
电过程。
3.6
负责一个或多个电动汽车无线充电系统的充电协调控制、运维监控管理、业务运营管理和系统管理
等功能。
3.7
通信中断 communicationoutage
地面设备在某一段设置的固定时间内未接收到车载设备的数据或车载设备未收到地面设备数据,
则认为地面设备与车载设备通信中断。
3.8
系统效率 systemefficiency
电能传输从交流(或直流)电源输入到电动汽车电池或车载电气设备的效率。
注:测试点见GB/T 38775.1-2020中的图2及表1。
4 分类
4.1 按磁极
MF-WPT系统按磁极分类如图1所示。
一对一 多对多 多对一
副边线圈
机械气隙
原边线圈
图1 磁极结构
4.2 按谐振补偿拓扑
MF-WPT系统谐振电路如图2所示,原边、副边均可采用这些谐振拓扑。
谐振拓扑 串联 并联 并联 串联 复合补偿
副边补偿
机械气隙
原边补偿
串联 并联 串联 并联 复合补偿
图2 谐振补偿拓扑
注:原边、副边补偿方式不限于以上谐振补偿拓扑。
4.3 按输入功率等级
按输入功率等级的分类应符合GB/T 38775.1-2020中6.2的规定。
4.4 按使用环境
按使用环境的分类应符合GB/T 38775.1-2020中6.3的规定。
4.5 按安装方式
按安装方式的分类应符合GB/T 38775.1-2020中5.4.1的规定。
5 一般要求
5.1 系统效率
在额定工作点上,系统效率应不低于85%。系统以额定功率输出时,在垂直方向和水平方向所有
允许偏移条件下,系统效率应不低于80%。
5.2 系统频率
MF-WPT系统的系统频率应满足表1所示要求。
表1 系统频率
内容 MF-WPT系统频率
功率等级 MF-WPT1 MF-WPT2 MF-WPT3 MF-WPT4 MF-WPT5 MF-WPT6 MF-WPT7
标称频率 f0 A
系统频率范围 f1~f2 A
注1:A表示待定,在后续版本中确定。
注2:f0、f1、f2 的值在后续版本中或本系列其他标准中确定。
f0、f1 以及f2 的值应符合《中华人民共和国无线电频率划分规定》以及国际电信联盟(ITU)的
规定。
5.3 机械气隙
MF-WPT系统原边和副边的机械气隙应满足表2所示要求。
表2 机械气隙
类型
机械气隙
mm
S 80±30
M 130±30
L 190±40
5.4 离地间隙
MF-WPT系统副边设备的离地间隙应满足表3所示要求。
表3 离地间隙
类型
离地间隙
mm
Z1 100~150
Z2 140~210
Z3 170~250
Z4 ≥250
5.5 偏移范围
MF-WPT系统原边设备和副边设备在如表4所示的偏移范围内应满足GB/T 38775.1-2020中
7.6的要求。
表4 偏移范围
等级 MF-WPT1 MF-WPT2 MF-WPT3 MF-WPT4 MF-WPT5 MF-WPT6 MF-WPT7
X 方向
mm
±75 ±75 ±75 A A A A
Y 方向
mm
±100 ±100 ±100 A A A A
注:A表示待定,在后续版本中确定。
5.6 系统架构
MF-WPT系统架构参见GB/T 38775.1-2020附录A。
5.7 原边设备
5.7.1 安装方式
原边设备的安装方式见GB/T 38775.1-2020中5.4的规定。
5.7.2 安装位置
原边设备的线圈安装位置参见附录A的A.1。
5.8 系统功能
5.8.1 充电方式
MF-WPT系统应具备自动充电方式。
5.8.2 待机唤醒
MF-WPT系统在待机状态时地面设备应可被唤醒。
5.8.3 参数检测
根据初始化阶段交互的信息,检测原边设备和副边设备之间的互操作性参数,应至少包括:
a) 输入功率等级;
b) 系统频率;
c) 线圈类型;
d) 谐振补偿拓扑;
e) 对位检测结果;
f) 机械气隙或离地间隙。
5.8.4 对位检测
MF-WPT系统车载设备应具备对位检测功能,能够反馈副边设备是否在设备厂商规定的偏移范围
内。若检测到超出偏移范围,则 MF-WPT系统发出警告,并停止充电或不启动充电。
5.8.5 异物检测
MF-WPT系统地面设备应具备异物检测功能,能够识别原边设备上方影响无线电能传输的异物,
常规异物见表7。若检测到异物,则 MF-WPT系统发出警告,并停止充电或不启动充电。
5.8.6 活体保护
MF-WPT系统地面设备宜具备活体保护功能,能够判断GB/T 38775.4-2020保护区域1和2内
是否存在活体,若检测到活体,则 MF-WPT系统发出警告,并停止充电或不启动充电。
5.8.7 安全联锁
正在充电状态与车辆可行驶模式应为互锁关系。
5.8.8 人机交互功能
MF-WPT系统应显示下列信息或状态:
a) 系统运行状态指示:待机、充电、异常,当处于异常状态时,宜显示异常状态原因;
b) 有手动设定方式功能的 MF-WPT系统应显示人工输入信息;
c) 互操作性参数检测结果,若互操作性参数检测未通过,宜显示未通过原因。
MF-WPT系统宜显示下列信息:
a) 蓄电池当前的荷电状态SOC、充电电压、充电电流等;
b) 已充电时间、已充电量,剩余充电时间;
c) 系统效率。
5.8.9 异常保护
MF-WPT系统地面设备、车载设备都应具备异常保护功能,具体要求如下:
a) 地面设备应具备电源输入侧的过压保护、欠压报警。
b) 地面设备的非车载功率组件应具备过压保护、过流保护、空载保护。
c) 车载设备应具备输出过压、过流和空载保护。
d) 地面设备、车载设备应具备过温保护,当超过温度限值时,MF-WPT系统应降功率运行或者停
止运行。其中温度采集点应至少包括原边设备、副边设备、非车载功率组件的环境温度以及车
载功率组件的环境温度。
e) MF-WPT系统在充电过程中,当检测到地面设备与车载设备通信中断时,MF-WPT系统应停
止充电。
f) 地面设备应具备剩余电流保护器,交流供电设备的剩余电流保护器宜采用A型或B型,符合
GB/T 14048.2、GB/T 16916.1和GB/T 22794的相关要求。
6 通信要求
6.1 命令和控制通信
MF-WPT系统应具备地面设备和车载设备之间的无线通信能力,通过信令实现无线电能传输过程
的控制以及相关必要信息的交互,确保 MF-WPT系统的安全、可靠运行。
6.2 高层通信
高层通信时,MF-WPT系统应具备地面设备、车载设备以及无线充电控制管理系统的无线通信能
力,通过信令实现无线电能传输控制、运行数据以及其他相关必要信息的交互。
7 技术要求
7.1 系统效率
MF-WPT系统效率应满足 5.1 的规定,本条适用于功率等级 MF-WPT1、MF-WPT2 和
MF-WPT3。
注:其他功率等级的测试在后续版本中确定。
7.2 功率因数
在额定输入、额定输出条件下,MF-WPT系统输入功率因数值应不低于0.98。
7.3 输入谐波电流
仅适用于下列类别中的无线充电设备:
a) 额定电压220V,连线方式:单相三线制;
b) 额定电压380V,连线方式:三相四线制或三相五线制;
c) 额定频率50Hz。
每相输入电流小于或等于16A且连接到公共低压交流配电系统的供电设备应符合GB/T 17625.1
中相关规定,所有供电设备为A类设备。
注:上述A类设备的定义不同于GB 4824-2013中8.1.2详细说明的环境分类。
每相输入电流大于16A,小于或等于75A且连接到公共低压交流配电系统的供电设备应符合
GB/T 17625.8中相关规定。
对于每相输入电流大于75A的供电设备,由于限值和测量方法尚在考虑中,其测量宜在每相输入
电流不大于75A的最大模块数量配置下进行。
7.4 电磁环境限值
MF-WPT系统的电磁环境限值应满足GB/T 38775.4-2020中第5章的要求。
7.5 电击防护
MF-WPT系统电击防护要求应符合GB/T 38775.1-2020中10.2的规定。
7.6 绝缘强度特性
MF-WPT系统绝缘强度特性要求应满足GB/T 38775.1-2020中10.2.3和10.2.4的规定。
7.7 过流保护和短路保护
MF-WPT系统的过流保护和短路保护功能应满足GB/T 38775.1-2020中10.3的要求。
7.8 温升和防止过热
MF-WPT系统的温升和防止过热功能应满足GB/T 38775.1-2020中10.4的要求。
7.9 车辆碾压
对于地上安装的原边设备应符合GB/T 38775.1-2020中12.3的要求。
8 测试方法
8.1 测试条件及环境
8.1.1 试验系统
无线充电试验系统示意图如图3所示:
图3 无线充电试验系统示意图
8.1.2 试验平台
试验平台可容纳:
a) 原边设备;
b) 副边设备。
应满足5.3~5.5中规定的机械气隙、离地间隙及偏移范围的要求。
8.1.3 试验环境条件
应在以下环境条件下进行:
a) 环境温度:15℃~35℃;
b) 相对湿度:45%~75%;
c) 大气压力:86kPa~106kPa。
8.1.4 试验电源条件
试验时供电电源条件为:
a) 频率:50Hz±0.5Hz;
b) 交流电源电压:220V/380V,允许偏差±5%;
c) 交流电源波形:近似正弦波,波形畸变因数不大于5%;
d) 三相交流电源系统的不平衡度不大于5%;
e) 交流电源系统的直流分量:偏移量不大于峰值的2%。
8.1.5 试验仪器要求
除另有规定外,试验中所使用的仪器仪表精度应满足下列要求:
a) 一般使用的仪表准确度应根据被测量的误差等级按表5进行选择;
b) 测量温度仪表的误差不超过±1℃;
c) 测量时间用仪表:当测量时间大于1s时,相对误差不大于0.5%;测量时间小于1s时,相对误
差不大于0.1%;
d) 所有测试仪器、仪表应在溯源认证的有效期内。
表5 测试仪表精度的选择
内容 仪表精度
相对误差 < 0.5% 0.5%~1.5% 1.5%~5% 7.5%
仪表准确度 0.1级 0.2级 0.5级 1.0级
数字仪表分辨率 6位半 5位半 4位半 4位半
8.1.6 试验负载
试验中所述的负载应选用电阻负载或电子负载。
8.2 系统效率
8.2.1 MF-WPT系统无偏移条件下的系统效率测试
额定输入条件下,MF-WPT系统在不同功率段、不同机械气隙下的无偏移条件下的系统效率测试
参见附录B的表B.1。
8.2.2 MF-WPT系统有偏移条件下的系统效率测试
系统效率测试点如图4所示。
有偏移条件下系统效率测试点要求及记录参见表B.2。
测量点选取时,应随机选择坐标系中任意一个象限,测试结果中应包含偏移状态下效率最差的点。
图4 系统效率测试点分布图
8.2.3 MF-WPT系统有偏转条件下的系统效率测试
测试副边线圈绕Z 轴偏转条件下的系统效率,测试时偏转角度为10°,测试点选取参见8.2.2。
图5 偏转示意图
8.3 功率因数
额定输入条件下,MF-WPT系统在不同功率段、不同机械气隙下的无偏移条件下的功率因数测试
参见表B.4。
额定输入、额定输出条件下,MF-WPT系统在 X/Y 轴方向偏移条件下的功率因数测试参见
表B.5。
8.4 谐波电流
额定输入、额定输出条件下,MF-WPT系统在标称气隙、无偏移条件下的谐波电流限值测试参见
表B.6。
8.5 电磁环境限值
MF-WPT系统的电磁环境限值测试方法按GB/T 38775.4-2020中第6章的要求。
8.6 电击防护
8.6.1 电击防护试验
WPT系统不用工具就能打开的外壳部分被打开后,试指应不易触及到危险带电部件;间接接触防护通
过电桥、接地电阻试验仪或数字式低电阻试验仪测量,MF-WPT系统地面设备内任意接地的点至总接
地之间的电阻不应大于0.1Ω,车载设备中人体可直接接触的可导电部分与电位均衡点之间的电阻不
应大于0.1Ω,测量点不应少于3个,如果测量点涂敷防腐漆,应将防腐漆刮去,露出非绝缘材料后再进
行试验,接地端子应有明显的标志。
8.6.2 外壳的IP等级
充电柜、冷源柜体外壳IP防护等级应符合GB/T 38775.1-2020中10.2.5.2的要求,试验方法按照
GB/T 4208-2017中第13章和第14章的规定进行。
车载设备各模块IP防护等级应符合 GB/T 38775.1-2020中10.2.5.4的要求,试验方法按照
GB/T 4208-2017中第13章和第14章规定进行。
8.6.3 原边设备的IP等级
原边设备的IP 防护等级应符合 GB/T 38775.1-2020中10.2.5.3的要求,试验方法按照
GB/T 42......
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