GB/T 38775.8-2023 電動汽車無線充電系統(tǒng) 第8部分：商用車應用特殊要求（正式版）

ICS43.040.99電動汽車無線充電系統(tǒng)第8部分：商用車應用特殊要求國家標準化管理委員會IGB/T38775.8—2023 12規(guī)范性引用文件 13術語和定義 14符號和縮略語 24.1符號 24.2縮略語 2 25.1系統(tǒng)架構 2 3 46.1充電前準備階段要求 46.2充電啟動階段要求 46.3充電傳輸階段要求 46.4充電停止階段要求 5 57.1頻率設置 57.2對準容忍區(qū)域與中心對準點設置 5 67.4測試裝置布置 7 78.1充電前準備階段測試 78.2充電啟動階段測試 78.3充電傳輸階段測試 8附錄A(資料性)商用車MF-WPT系統(tǒng)-地面設備 A.1地面設備機械結構 A.2地面設備電路設計 附錄B(資料性)商用車MF-WPT系統(tǒng)-車載設備 B.1車載設備機械結構 B.2車載設備電路設計 附錄C(資料性)系統(tǒng)效率測試記錄表 ⅢGB/T38775.8—2023本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件是GB/T38775《電動汽車無線充電系統(tǒng)》的第8部分。GB/T38775已經發(fā)布了以下部分：--—第1部分：通用要求；-—第2部分：車載充電機和無線充電設備之間的通信協(xié)議； 第4部分：電磁環(huán)境限值與測試方法；—-—第6部分：互操作性要求及測試地面端；——第7部分：互操作性要求及測試車輛端；——第8部分：商用車應用特殊要求。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由中國電力企業(yè)聯(lián)合會提出并歸口。本文件起草單位：中國電力科學研究院有限公司、國家電網有限公司、中興新能源科技有限公司、中國汽車技術研究中心有限公司、國網智慧車聯(lián)網技術有限公司、國網江蘇省電力有限公司、許繼電源公司電力科學研究院、廈門新頁科技有限公司、合肥有感科技有限責任公司。GB/T38775.8—2023——第1部分：通用要求。目的在于規(guī)定電動汽車無線充電系統(tǒng)的總體要求。——第2部分：車載充電機和無線充電設備之間的通信協(xié)議。目的在于規(guī)定電動汽車無線充電系統(tǒng)地面通信控制單元(CSU)與車載通信控制單元(IVU)之間實現無線充電控制的通信協(xié)—-—第3部分：特殊要求。目的在于規(guī)定電動汽車無線充電系統(tǒng)所特有的安全要求及測試方法?！?部分：電磁環(huán)境限值與測試方法。目的在于規(guī)定電動汽車無線充電系統(tǒng)在充電時，電動汽———第5部分：電磁兼容性要求和試驗方法。目的在于規(guī)定電動汽車無線充電系統(tǒng)電磁兼容性要——第6部分：互操作性要求及測試地面端。目的在于規(guī)定電動汽車無線充電系統(tǒng)地面參考設—-——第7部分：互操作性要求及測試車輛端。目的在于規(guī)定電動汽車無線充電系統(tǒng)車載參考設——第8部分：商用車應用特殊要求。目的在于規(guī)定電動汽車無線充電系統(tǒng)商用車應用所特有的要求及測試方法。——第9部分：車載充電機和無線充電設備之間的通信協(xié)議(應用層及數據鏈路層)。目的在于規(guī)定電動汽車無線充電系統(tǒng)實現無線充電控制的通信協(xié)議數據鏈路層及應用層的定義?！?0部分：通信協(xié)議一致性測試。目的在于規(guī)定電動汽車無線充電系統(tǒng)實現無線充電控制的1GB/T38775.8—2023電動汽車無線充電系統(tǒng)第8部分：商用車應用特殊要求本文件規(guī)定了電動汽車無線充電系統(tǒng)商用車應用特殊要求。本文件適用于功率等級超過22kW的電動商用車靜態(tài)磁耦合無線充電系統(tǒng)，其供電電源額定電壓最大值為1500V(DC),額定輸出電壓最大值為1500V(DC),其他額定輸出電壓參考執(zhí)行。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文本文件。GB/T19596電動汽車術語GB/T38775.1—2020電動汽車無線充電系統(tǒng)第1部分：通用要求GB/T38775.3—2020電動汽車無線充電系統(tǒng)第3部分：特殊要求GB/T38775.4—2020電動汽車無線充電系統(tǒng)第4部分：電磁環(huán)境限值與測試方法GB/T38775.5—2021電動汽車無線充電系統(tǒng)第5部分：電磁兼容性要求和試驗方法GB/T38775.6—2021電動汽車無線充電系統(tǒng)第6部分：互操作性要求及測試地面端3術語和定義GB/T19596、GB/T38775.1—2020、GB/T38775.3—2020界定的以及下列術語和定義適用于本文件。在設計和技術特性上用于運送人員和貨物的汽車。車載設備下表面與地面之間的最小垂直距離。車載設備輸出功率與地面設備輸入功率的比值。3.4當副邊設備的離地間隙確定時，MF-WPT系統(tǒng)可以在X軸和Y軸方向上滿足互操作性要求進行2GB/T38775.8—2023無線電能傳輸的區(qū)域。中心對準點centeralignmentpoint對準容忍區(qū)域的幾何中心點。Uotom:負載需求的額定電壓，即MF-下列縮略語適用于本文件。CSU:地面通信控制單元(CommunicationServiceUnit)IVU:車載通信控制單元(In-VehicleUnit)MF-WPT:以磁場為介質的無線電能傳輸(WirelessPowerTransferThroughMagneticField)PFC:功率因數校正(PowerFactorCorrection)圖1所示為MF-WPT系統(tǒng)架構及組件。3GB/T38775.8—2023ba22200標引序號說明：1———MF-WPT系統(tǒng)；12——非車載功率組件；24—--車載功率電路；a——無線充電功率傳輸；b——通信。圖1MF-WPT系統(tǒng)架構及組件5.2分類商用車MF-WPT系統(tǒng)輸入功率等級分類見表1。表1輸入功率等級分類類別MF-WPT5MF-WPT6MF-WPT7功率(P)22<P≤3333<P≤66P>66商用車MF-WPT系統(tǒng)車載設備的離地間隙分類見表2。車載設備的額定離地間隙由設備制造商4GB/T38775.8—2023指定，且在該分類級別中的最大離地間隙和最小離地間隙之間。表2離地間隙分類離地間隙分類支持的副邊設備離地間隙(H)商用車地面設備可采用地埋安裝或地上安裝方式，安裝方式應符合GB/T38775.1—2020中5.4的規(guī)定。在一個車位內，商用車MF-WPT系統(tǒng)地面設備安裝數量可為多個，且車載設備安裝位置應與地面設備的中心對準點對齊。6要求商用車MF-WPT系統(tǒng)的安全測試結果應符合GB/T38775.1—2020中第10章、12.3,GB/T38775.3—2020中5.8.6,GB/T38775.4—2020中第4章、第5章以及GB/T38775.5—2021中的第6章、第7章的相商用車MF-WPT系統(tǒng)應滿足以下條件才可進入充電狀態(tài)：a)初始對位預檢完成，原邊設備和副邊設備在可充電區(qū)域b)配對預檢通過；c)兼容性檢測預檢通過；d)通過異物檢測、活體保護功能的測試。初始對位預檢、配對預檢、兼容性檢測預檢的要求及測試方法見GB/T38775.6—2021異物檢測、活體保護測試方法應符合8.2的規(guī)定。商用車MF-WPT5系統(tǒng)的功率上升速度不應低于0.5kW/s,不宜高于5kW/s;商用車MF-WPT6、MF-WPT7系統(tǒng)的功率上升速度不應低于1kW/s,不宜高于10kW/s。商用車MF-WPT系統(tǒng)效率測試應按照8.3.2規(guī)定的測試方法進行。系統(tǒng)效率應滿足表3的規(guī)5GB/T38775.8—2023對準情況系統(tǒng)效率中心對準點對準容忍區(qū)域6.4充電停止階段要求以下情況下，商用車MF-WPT系統(tǒng)地面設備應停止充電：a)車載設備發(fā)出停止充電請求；b)地面設備發(fā)出停止充電請求；c)無線充電控制管理系統(tǒng)發(fā)出停止充電請求；d)CSU和IVU之間的通信斷開；e)地面設備檢測到異物；f)地面設備檢測到活體；g)檢測到故障。商用車MF-WPT5系統(tǒng)，傳輸功率下降速度不應低于5kW/s;商用車MF-WPT6、MF-WPT7系統(tǒng)，傳輸功率下降速度不應低于10kW/s。地面設備應具備執(zhí)行急停的功能，如安裝停止充電按鈕，執(zhí)行急停功能時，地面設備應在1s內停止功率傳輸。7試驗準備7.1頻率設置商用車MF-WPT系統(tǒng)在工作狀態(tài)時，應采用定頻工作模式，工作頻率應按照表4中規(guī)定的標稱頻率設置。表4頻率頻率類型頻率值標稱頻率fo(±0.05)注1:fo為固定的標稱頻率值。注2:±0.05為允許的偏差值。fo的值見《中華人民共和國無線電頻率劃分規(guī)定》以及國際電信聯(lián)盟(ITU)的規(guī)定。7.2對準容忍區(qū)域與中心對準點設置商用車MF-WPT系統(tǒng)原邊設備和副邊設備的對準容忍區(qū)域的X軸、Y軸至少滿足表5的要求。6GB/T38775.8—2023表5對準容忍區(qū)域設置坐標MF-WPT5MF-WPT6MF-WPT7—100～100—100～100—100～100—100～100—150～150—150～150圖2所示為原邊線圈和副邊線圈的中心對準點示意圖。地面設備的中心對準點應在設備表面進行標記，在測試時中心對準點的坐標應為X=0、Y=0。商用車MF-WPT系統(tǒng)的地面設備和車載設備設計見附錄A和附錄B。原邊線圈原邊線圈原邊線圈原邊線圈原邊線圈1——中心對準點；原邊線圈圖2中心對準點示意圖7.3輸出電壓測量點選擇商用車MF-WPT系統(tǒng)車載設備的輸出電壓測試點至少包括：---系統(tǒng)滿功率輸出的最小輸出電壓測試點，該測試點的輸出電壓值由設備制造商提供；-——系統(tǒng)滿功率輸出的最大輸出電壓測試點，該測試點的輸出電壓值由設備制造商提供；7GB/T38775.8—2023測試裝置布置應符合GB/T38775.6—2021中7.4的規(guī)定。商用車MF-WPT系統(tǒng)的地面設備和車載設備可能由多個設備并聯(lián)構成，測試臺架應具備足夠的8測試方法商用車MF-WPT系統(tǒng)的安全測試應按照GB/T38775.1—2020中第10章及12.3的規(guī)定執(zhí)行，地面設備的IP等級應按照GB/T38775.3—2020中8.6.2及8.6.3規(guī)定執(zhí)行，電磁環(huán)境限值的測試應按照GB/T38775.4—2020中第6章、第7章的規(guī)定執(zhí)行，電磁兼容性的測試應按照GB/T38775.5—2021中第6章、第7章的規(guī)定執(zhí)行。異物檢測測試方法通則應符合GB/T38775.6—2021中8.2.1.1的規(guī)定，異物檢測區(qū)域應包括GB/T38775.3—2020中圖6所示的區(qū)域，異物檢測測試過程中，測試對象應平放在原邊設備的上表面，對于測試對象平放在原邊設備上表面的異物檢測測試，應分為如圖3所示的n×m個區(qū)域。?n和m的取值應使每個測試區(qū)域“ij”的面積(S;;)滿足：25cm2≤S,;≤45cm2,每個測試區(qū)域應設置5個測試點，見圖4,測試對象的物理中心點應于測試點的中心點重合，異物檢測測試方法的測試步驟應符合GB/T38775.6—2021中8.2.1.3的規(guī)定。8GB/T38775.8—2023圖4每個測試區(qū)域的測試點設置活體保護測試方法應符合GB/T38775.6—2021中8.2.2的規(guī)定。商用車MF-WPT的測試點應以25mm作為步長，見表5,若設備制造商提供的對準容忍區(qū)域的XY/Y/mmX/mm25Y?！猋軸增加的測試點，Y?=100+n×25(見a)]或Y。=150+n×25(見b)],其中n為正整數；Ymax——設備制造商提供的對準容忍區(qū)域的Y軸最大值；Xm——X軸增加測試點，Xm=100+m×25,其中m為正整數；Xmax——設備制造商提供的對準容忍區(qū)域的X軸最大值。9GB/T38775.8—2023測試步驟應按以下進行：a)系統(tǒng)輸出電壓為Uoutmax,測試MF-WPT系統(tǒng)在額定離地間隙、最大離地間隙以及最小離地間隙條件下系統(tǒng)設計的100%輸出功率、75%輸出功率以及50%輸出功率三種狀態(tài)下所有測試點在無偏轉及有偏轉角度下的系統(tǒng)效率；b)系統(tǒng)輸出電壓為Uoutnom,測試MF-WPT系統(tǒng)在額定離地間隙、最大離地間隙以及最小離地間隙條件下系統(tǒng)設計的100%輸出功率、75%輸出功率以及50%輸出功率三種狀態(tài)下所有測試點在無偏轉及有偏轉角度下的系統(tǒng)效率；c)系統(tǒng)輸出電壓為Uoutmin,測試MF-WPT系統(tǒng)在額定離地間隙、最大離地間隙以及最小離地間隙條件下系統(tǒng)設計的100%輸出功率、75%輸出功率以及50%輸出功率三種狀態(tài)下所有測試點在無偏轉及有偏轉角度下的系統(tǒng)效率；d)系統(tǒng)輸出電壓為Uoutmin且MF-WPT系統(tǒng)無法實現設計的100%輸出功率時，則按照設備制造商提供的可實現系統(tǒng)設計的100%輸出功率的最低輸出電壓進行測試，測試MF-WPT系統(tǒng)在額定離地間隙、最大離地間隙以及最小離地間隙條件下系統(tǒng)設計的100%輸出功率、75%輸出功率以及50%輸出功率三種狀態(tài)下所有測試點在無偏轉及有偏轉角度下的系統(tǒng)效率。系統(tǒng)效率測試記錄表見附錄C。GB/T38775.8—2023(資料性)商用車MF-WPT系統(tǒng)-地面設備A.1地面設備機械結構由兩個對稱線圈組成，即前線圈A和后線圈B,如圖A.1所示。線圈為矩形平面線圈，繞組均勻分布，繞組放在高磁導率材料(如鐵氧體)的磁芯面板上，磁芯采用邊沿擴展型結構。在任一時刻，通過前線圈A的電流和通過后線圈B的電流應是反向的(一個順時針，另一個逆時針)。功率等級MF-WPT6由多個功率等級MF-WPT5的模塊并聯(lián)構成，如圖A.2所示，兩個功率等級較小的原邊線圈前后并聯(lián)構成功率等級更大的原邊線圈。a)俯視圖b)側視圖圖A.1原邊線圈結構GB/T38775.8—2023H——鋁板厚度；dxi——前線圈A中心至內匝線圈X軸方向距離；dx?——前線圈A中心至外匝線圈X軸方向距離；dx?——磁芯面板O中心至鋁板X軸方向邊界距離；dxFEi——前線圈A中心至鐵氧體X軸方向邊界距離；dxFE?——磁芯面板O中心至鐵氧體X軸方向邊界距離；d——前線圈A中心至磁芯面板O中心距離；dyi——前線圈A中心至內匝線圈Y軸方向距離；dy?——前線圈A中心至外匝線圈Y軸方向距離；dy3——磁芯面板O中心至鋁板Y軸方向邊界距離；dyFE1—-—前線圈A中心至鐵氧體Y軸方向邊界距離；dYFE2——磁芯面板O中心至鐵氧體Y軸方向邊界距離。圖A.1原邊線圈結構(續(xù))GB/T38775.8—2023圖A.2多個線圈并聯(lián)結構(兩個線圈前后并聯(lián))GB/T38775.8—2023標引序號說明：A--—前線圈中心點；O原邊線圈中心點；B--—后線圈中心點；X——車輛行駛平行方向；dxi——前線圈A中心至內匝線圈X軸方向距離；dx?——前線圈A中心至外匝線圈X軸方向距離；dx?——磁芯面板O中心至鋁板X軸方向邊界距離；d---—前線圈A中心至磁芯面板O中心距離；dyi——前線圈A中心至內匝線圈Y軸方向距離；dy?——前線圈A中心至外匝線圈Y軸方向距離；dy?——磁芯面板O中心至鋁板Y軸方向邊界距離；dYFE?——前線圈A中心至鐵氧體Y軸方向邊界距離；dYFE2——磁芯面板O中心至鐵氧體Y軸方向邊界距離。圖A.2多個線圈并聯(lián)結構(兩個線圈前后并聯(lián))(續(xù))對于單個原邊線圈的物理參數本文件不做規(guī)范；對于MF-WPT5功率等級的原邊線圈，采用表A.1表A.1原邊線圈參數參數取值參數取值繞線規(guī)格φ0.1mm×2800匝繞線匝數12匝繞線方式單股鐵氧體磁芯厚度鋁板厚度A.2地面設備電路設計諧振補償電路以及原邊線圈。GB/T38775.8—2023標引序號說明：1—--三相輸入電源；4——諧振補償電路及原邊線圈；C?——原邊線圈諧振電容；L?——原邊線圈諧振電感。圖A.3地面設備電路地面設備電路并聯(lián)使用采用圖A.4所示進行設計。GB/T38775.8—20232——三相PFC電路；4——諧振補償電路及原邊線圈。圖A.4地面設備并聯(lián)電路地面設備與車載設備構成MF-WPT系統(tǒng)時，在工作間隙為200mm典型值下，地面設備的電氣規(guī)格參數按表A.2設計。參數取值參數取值互感/μH耦合系數GB/T38775.8—2023(資料性)B.1車載設備機械結構車載設備副邊線圈的機械結構見圖B.1。O——副邊線圈中心點；dx?——線圈外匝X軸方向長度；dyi——單塊磁芯面板Y軸方向長度；dy?——線圈外匝Y軸方向長度；8γtx?0O——副邊線圈中心點；X——車輛行駛平行方向；Y——車輛行駛垂直方向；dx?——單塊磁芯面板X軸方向長度；dx?——線圈外匝X軸方向長度；dx3——鋁板X軸方向長度；dxi——兩塊磁芯面板X軸方向最小間距；dyi——單塊磁芯面板Y軸方向長度；圖B.2副邊多個線圈并聯(lián)結構(兩個線圈前后并聯(lián))GB/T38775.8—2023車載設備副邊線圈參數按照表B.1所示設計。表B.1車載設備副邊線圈參數參數取值參數取值鋁板厚度磁芯厚度繞線規(guī)格φ0.1mm×900匝繞線匝數2匝繞線方式16股并繞B.2車載設備電路設計車載設備的諧振電路架構按照圖B.3所示電路進行設計。副邊采用P(并聯(lián))結構的諧振補償電路，采用Boost升壓電路進行副邊的電壓調節(jié)。結合附錄A的原邊電路，該副邊電路用于單個副邊線圈進行無線充電的場景。圖B.3車載設備電路車端設備與地面設備構成MF-WPT