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文档简介
ICS43.040.99
K81
中华人民共和国国家标准
GB/T38875.X—XXXX
电动汽车无线充电系统
互操作性要求及测试第1部分:地面端
ElectricVehicleWirelessPowerTransferSystem
InteroperabilityRequirementsandTestingPart1:GroundAssemblySide
征求意见稿
20200929
在提交反馈意见时,请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。
XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施
I
前言
GB/T38775《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;
——第5部分:电磁兼容性要求和试验方法;
——第6部分:互操作要求及测试(地面端)
——第7部分:互操作要求及测试(车载端)
本部分为GB/T38775的第6部分。
本部分按照GB/T1.1—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。
本部分主要起草单位:
本部分主要起草人:
III
GB/TXXXX-XXXX
电动汽车无线充电系统互操作性要求及测试第1部分:地面端
1范围
本部分规定了电动汽车无线充电系统地面端的互操作性要求及测试,包括分类、技术要求、试
验准备、互操作性测试、地面参考设备等。
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
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用
文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;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/T4208外壳防护等级(IP代码)
GB/T19596电动汽车术语
GB/T38775.1—2020电动汽车无线充电系统第1部分:通用要求
GB/T38775.2—2020电动汽车无线充电系统第2部分:车载充电机和无线充电设备之间的
通信协议
GB/T38775.3—2020电动汽车无线充电系统第3部分:特殊要求
GB/T38775.4—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
GB/T38775.5电动汽车无线充电系统第5部分:电磁兼容性要求和试验方法
GB/T38775.7电动汽车无线充电系统第7部分:互操作性要求及测试车辆端
3术语和定义
GB/T19596、GB/T38775.1-2020、GB/T38775.3-2020界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
互操作性interoperability
相同或不同型号、版本的无线充电系统地面设备与车载设备通过信息交互和过程控制,实现电
动汽车无线充电互联互通的能力。
3.2
原边线圈primarycoil
4
由一匝或多匝绕线绕制形成的能够产生电磁场的线圈。
注:原边线圈是MF-WPT系统原边设备的部件。
3.3
副边线圈secondarycoil
由一匝或多匝绕线绕制形成的能够接收电磁场的线圈。
注:副边线圈是MF-WPT系统副边设备的部件。
3.4
系统输入功率等级systeminputpowerlevel
MF-WPT系统地面设备设计的最大输入功率值。
3.5
参考设备referencedevice
用于互操作性测试中模拟MF-WPT系统中组成部分的标准设备
3.6
地面参考设备off-boardreferencedevice
与待测试车载设备构成MF-WPT系统的测试设备。
3.7
车载参考设备on-boardreferencedevice
与待测试地面设备构成MF-WPT系统的测试设备。
3.8
引导对齐positioningdetection(PD)
在原边设备和副边设备相隔一定距离时启动,用于引导副边设备与原边设备进行对齐的过程,
能够实现原边设备与副边设备相对位置的检测。
3.9
对准alignment
当副边设备的离地间隙确定时,原边设备和副边设备在X轴和Y轴方向上的相对位置在对准容忍
区域内。
3.10
对准容忍区域alignmenttolerancearea
当副边设备的离地间隙确定时,MF-WPT系统可以在X轴和Y轴方向上满足互操作性要求进行
无线电能传输的区域。
5
GB/TXXXX-XXXX
3.11
中心对准点centeralignmentpoint
对准容忍区域的几何中心点。
3.12
可充电区域chargingarea
原边设备和副边设备以相对位置构成的充电区域。
注:相对位置由副边设备的X轴偏移量、Y轴偏移量以及离地间隙构成,副边设备进入该区域后允许进行无线充
电。
4符号和缩略语
4.1符号
下列符号适用于本文件。
ACCGA-VA:原边设备和副边设备相对位置的检测精度,由x轴检测精度和y轴检测精度构成
ACClx:原边设备和副边设备相对位置在x轴方向的检测精度
ACCly:原边设备和副边设备相对位置在y轴方向的检测精度
Uout-min:车辆需求最小的充电电压,也可为MF-WPT系统最小输出电压
Uout-max:车辆需求最大的充电电压,也可为MF-WPT系统最大输出电压
4.2缩略语
下列缩略语适用于本文件。
MF-WPT:以磁场为介质的无线电能传输(WirelessPowerTransferThroughMagneticField)
CSU:地面通信控制单元(CommunicationServiceUnit)
IVU:车载通信控制单元(In-VehicleUnit)
CN:补偿网络(CompensationNetwork)
PFC:功率因数校正(PoewrFactorCorrection)
PTC:功率传输控制器(PowerTransferController)
PPC:功率接收控制器(PowerPick-upController)
EMC:电磁兼容性(ElectromagneticCompatibility)
EMF:电磁场(ElectricandMagneticField)
5概述
5.1系统架构
图1所示为MF-WPT的系统架构及组件。
6
标引序号说明:
1——MF-WPT系统;
11——原边设备;
12——非车载功率组件;
13——地面通信控制单元(CSU);
14——地面功率电路;
15——地面设备;
100——供电电源;
21——副边设备;
22——车载功率组件;
23——车载通信控制单元(IVU);
24——车载功率电路;
25——车载设备;
200——电池和车载电气设备;
a——无线充电功率传输;
b——通讯。
注:异物检测、活体保护、引导对齐等功能性组件未包含在本系统架构,实际应用系统中可能包括
以上功能性组件。
图1MF-WPT系统架构及组件
5.2分类
5.2.1输入功率等级分类
MF-WPT系统输入功率等级分类符合GB/T38775.1-2020中6.2节的要求,本部分仅对MF-WPT1、
MF-WPT2、MF-WPT3的系统互操作性进行规定。
注:其他输入功率等级的系统互操作性在后续版本中给出。
5.2.2地面设备分类
按照使用定位不同地面设备可分为A类和B类,其中:
a)A类地面设备
A类地面设备应满足系统性能和系统安全性的要求,A类地面设备应满足与GB/T38775.7中附录
A的车载参考设备的互操作性。
7
GB/TXXXX-XXXX
b)B类地面设备
B类地面设备应满足系统性能和系统安全性的要求,B类地面设备不满足与GB/T38775.7中附录
A的车载参考设备的互操作性。
注1:B类地面设备可与设备制造商指定的车载设备构成MF-WPT系统进行系统性能及系统安全性测试。
注2:系统安全性包括电击防护、过载保护和短路承受、温升和过热、机械事故防护、电磁环境安全等。
注3:系统性能包括系统效率、输出功率、对准容忍区域、输出电压纹波、输出电压稳压精度、输出电流稳流精
度等。
地面设备与车载参考设备构成MF-WPT系统时,应支持车载参考设备满足性能、安全的要求。
5.2.3离地间隙分类
MF-WPT系统副边设备的离地间隙应满足GB/T38775.3-2020中条款5.4的规定,本部分仅对Z1、
Z2、Z3的系统互操作性进行规定。
注:Z4的系统互操作性在后续版本中给出。
对于A类MF-WPT系统,地面设备支持的离地间隙分类应满足其可支持的副边设备的离地间隙范
围,具体见表1的规定。
表1离地间隙分类
离地间隙类型支持的副边设备离地间隙范围
Z1100-150mm
Z2100-210mm
Z3100-250mm
Z4-
注:Z4的值后续版本给出。
6技术要求
6.1充电前准备阶段要求
A类地面设备应符合GB/T38775.1-2020中第10章、12.3节以及GB/T38775.4-2020中第4章、第5
章的规定。
6.2充电启动阶段要求
A类地面设备应通过异物检测、活体保护的测试。
对于A类地面设备与GB/T38775.7中附录A的车载参考设备构成MF-WPT系统时,应满足以下条
件才可进入充电状态:
1)初始对位检测完成,原边设备和副边设备在可充电区域内;
2)配对成功;
3)兼容性检测通过;
4)车载设备频率检测通过且频率锁定;
5)通过异物检测、活体保护功能的测试。
A类地面设备在充电启动阶段宜完成引导对齐功能,引导对齐要求可参照附录B.1.1。
8
初始对位检测、配对功能、兼容性检测的要求及测试方法见附录B.1.2-B.1.4。
A类地面设备宜支持A类车载设备的频率检测及频率锁定功能,A类车载设备的频率检测及频率
锁定功能宜符合GB/T38775.7中附录C的要求。
B类地面设备和车载设备的频率检测及频率锁定功能由设备制造商和用户协商确定。
功率上升速度应不低于0.25kW/s,宜不高于2kW/s。
B类MF-WPT系统的功率上升速度至由设备制造商和用户协商确定。
6.3充电传输阶段要求
6.3.1一般要求
地面设备制造商应提供以下信息:
—地面设备的最大输入功率;
—地面设备支持的离地间隙范围(最大值和最小值);
—地面设备可支持的工作频率范围(最大值和最小值)以及是否可支持调频模式,A类地面设
备应提供额定工作频率;
—地面设备可支持的最大偏移范围;
—地面设备的输入电压范围。
对于A类MF-WPT系统,CSU应可接收IVU发送的原边线圈电流传输请求值,电流单位为A,且
地面设备应能够提供请求的原边线圈电流值。如果IVU发送的原边线圈电流请求值大于地面设备的
设计值,则CSU应向IVU返回无法提供原边线圈电流请求值的指令,且地面设备不应按照IVU电流请
求值提供功率传输,并告知CSU可以提供的最大值。
在充电过程中,如果IVU请求改变原边线圈电流传输值,则CSU应在接收指令后的1s内改变地面
设备的原边线圈电流传输值,并返回信息至IVU。
6.3.2功率传输控制回路要求
对于A类地面设备与A类车载设备构成的MF-WPT系统,其功率传输控制回路应采用以下电路。
标引序号说明:
1,控制回路1,地面端PTC的功率控制单元
2,控制回路2,地面端DC-DC功率控制单元,可选
3,控制回路3,地面端PFC功率控制单元
4,控制回路4,车载端功率控制单元
5,Iout-req为负载充电所需电流,由负载向IVU发送请求
6,Ip-req为车载端充电所需原边线圈电流,由车辆端设备向地面端设备发送请求
7,Ip为原边线圈电流
9
GB/TXXXX-XXXX
图2功率传输控制回路
6.3.3输出功率要求
A类地面设备与GB/T38775.7中附录A中车载参考设备构成的MF-WPT系统输出功率测试应按照
8.3节中测试方法进行互操作性测试,测试时车载功率组件应支持地面设备功率以不低于0.25kW/s的
功率启动。
且A类车载设备的输出功率应满足表2的规定,其中:
1)输出功率等级为MF-WPT1的A类车载设备应满足:
地面设备输入功率等级为MF-WPT1、MF-WPT2、MF-WPT3时,输出功率等级为MF-WPT1的车
载设备应可实现设计的最大输出功率。
2)输出功率等级为MF-WPT2的A类车载设备应满足:
—地面设备输入功率等级为MF-WPT2、MF-WPT3时,车载设备应可实现其设计的最大输出功
率,并且
—地面设备输入功率等级为MF-WPT1时,车载设备可实现不低于2.96kW的功率输出。
3)输出功率等级为MF-WPT3的A类车载设备应满足:
—地面设备输入功率等级为MF-WPT3时,车载设备应可实现其设计的最大输出功率,并且
—地面设备输入功率等级为MF-WPT2时,车载设备应可实现不低于6.16kW的功率输出,并且
—地面设备输入功率等级为MF-WPT1时,车载设备可实现不低于2.96kW的功率输出。
B类车载设备的输出功率由设备制造商和用户协商确定。
表2A类车载设备输出功率
地面设备
MF-WPT1234
10≤Pout≤Ps1max0≤Pout≤Ps1max0≤Pout≤Ps1maxTBD
车载设备20≤Pout≤2.96kW2.96kW≤Pout≤Ps2max2.96kW≤Pout≤Ps2maxTBD
32.96kW≤Pout≤Ps2max2.96kW≤Pout≤6.16kW6.16kW≤Pout≤Ps3maxTBD
4TBDTBDTBDTBD
注1:A表示待定,待后续版本修订或在其它标准中制定。
注2:Ps1max表示MF-WPT1的车载设备设计的最大输出功率,且Ps1max<3.7kW。
注3:Ps2max表示MF-WPT2的车载设备设计的最大输出功率,且Ps2max<7.7kW。
注4:Ps3max表示MF-WPT3的车载设备设计的最大输出功率,且Ps3max<11.1kW。
6.3.4系统效率要求
MF-WPT系统效率是指车载设备(图1中模块24)输出功率与地面设备(图1中模块14)输入功
率的比值,其测试点应依据GB/T38755.1-2020中条款5.2的规定选定。
A类地面设备与GB/T38775.7中附录A中车载参考设备构成的MF-WPT系统效率测试应按照8.5
章节中测试方法进行。效率测试时,应测试车辆端需求的电压范围(最低电压至最高电压),且系
统最小效率应满足表3的规定,其中,效率测试时,地面设备的异物检测、活体保护功能应处于工作
状态。
表3最小系统效率
对准情况最小系统效率
中心对准点85%
10
对准容忍区域80%
6.4充电停止阶段要求
以下情况下,地面设备应停止充电:
1)车辆端发出停止充电请求;
2)CSU和IVU之间的通信断开;
3)检测到异物;
4)检测到生物;
5)检测到故障。
注:检测到异物或生物时,也可采取降低传输功率的方式。
地面设备应保留允许用户直接停止充电的方式,如地面设备安装停止充电按钮。
功率下降速度应应不低于2.5kW/s,紧急情况下,系统应在1秒内停止功率传输。
注:紧急情况包括急停、检测到故障、检测到异物、检测到生物。
B类MF-WPT系统的功率下降速度至由设备制造商和用户协商确定
7试验准备
7.1频率设置
地面设备的工作频率应按照表4中规定的标称频率设置。
MF-WPT系统在工作状态时,应采用定频工作模式,系统工作频率应为85.5(±0.05)kHz。
表4频率
频率类型频率值(kHz)
标称频率85.5(±0.05)
注:ITU推荐的MF-WPT系统工作频率可选范围为79-90kHz。
7.2对准容忍区域与对准点设置
A类地面设备的对准容忍区域应由设备制造商提供,且提供的偏移范围应至少满足表5的要求。
表5偏移范围
坐标偏移范围(mm)
x±75
y±100
图2所示为原边线圈和副边线圈的中心对准点示意图。对准点应允许在表6所示的偏移范围内,
对准点允许的区域为对准容忍区域,MF-WPT系统应能够在对准容忍区域内正常工作。
11
GB/TXXXX-XXXX
序号说明:
1,中心对准点
2,对准容忍区域
3,车辆行驶方向
图3对准点示例图
A类地面设备进行互操作性测试时的中心对准点应在设备表面进行标记,在测试时中心对准点
的坐标应为X=0、Y=0。A类地面设备的中心对准点确定方式包括:
1)为副边线圈的几何中心点,或者
2)与GB/T38775.7中附录A的车载参考设备测试进行确定。
3)B类地面设备进行测试时的中心对准点宜在设备表面进行标记。
注:两种中心对准点的确定可能会存在差异,当存在差异时,应以保证在对准容忍区域内MF-WPT系统能够正常工作
为前提,选择合适的中心对准点。
7.3输出电压测量点选择
互操作性测试时,对于充电电压范围为Uout-min—Uout-max的负载(车辆或测试负载),MF-WPT
系统车载设备的输出电压测试点应至少包括:
—车辆/负载充电电压最小值;
—系统满功率输出的最小输出电压测试点,该测试点的输出电压值由设备制造商提供;
—车辆/负载充电电压最大值;
—系统满功率输出的最大输出电压测试点,该测试点的输出电压值由设备制造商提供;
注:附录A中的地面参考设备仅适用于系统输出电压为250—500V的测试,对于超过500V充电电压的车辆/负载,
系统输出电压测试点待定。
7.4测试装置布置
互操作性测试时,需要采用模拟底盘的材料/组件来代替车辆底盘,车载参考设备应安装在模拟
底盘的材料/组件上。模拟底盘的材料/组件包括屏蔽组件、钢板两部分。屏蔽组件可采用图3所示的
屏蔽板,亦可由设备制造商提供;若屏蔽组件由设备制造商提供,应在测试报告中注明,互操作性
测试中,地面设备应包含外壳等所有组件,测试负载宜采用电子负载。
MF-WPT系统互操作性测试的台架布置示意图如图4所示。
12
汽车模拟底板,宜采用16Mn或类似钢材
尺寸:1.5m×1.5m×0.7mm(厚度可增加至1mm)
副边非金属支撑框架
屏蔽层,宜采用6061或类似铝合金副边设备
尺寸:1.1m×1.1m×0.7mm(厚度可增加至1mm)原边设备
10mm
LL:参考CISPR
11的规定
L
XY轴定位装置
地面(混凝土或沥青)
注:车载参考设备、屏蔽层、汽车模拟底板之间应紧密贴合
图4部件级测试
8互操作性测试
8.1充电前准备阶段测试
A类地面设备与GB/T38775.7中附录A的车载参考设备组成MF-WPT系统时,其安全测试应按照
GB/T38775.1-2020中第10章及12.3节的规定执行。
车载设备的IP等级测试应符合GB/T38775.3-2020中8.6.4的规定。
电磁环境安全的测试应符合GB/T38775.4-2020中第6章、第7章的规定。
8.2充电启动阶段测试
8.2.1异物检测测试
8.2.1.1概述
异物检测的测试对象应符合GB/T38775.3-2020中8.8.7中表7的规定。
异物检测的测试对象包括2类:
—第1类为由于温升可能引起的触碰风险物体,应至少包括GB/T38775.3-2020中8.8.3表7中的所
有温升测试物体;
—第2类为由于温升引起的燃火风险的物体,应至少包括GB/T38775.3-2020中8.8.3表7中的所有
灼热测试物体;其中曲别针应附着在A4纸上,曲别针的长为29mm,宽为0.8cm,材料为无涂层钢;
钢丝球应放置在A4纸上。
根据MF-WPT系统功率传输状态,异物检测应测试以下2种情况:
—第1种为MF-WPT未进行功率传输时异物检测功能启动运行,这种情况下MF-WPT系统宜进行
异物检测的测试;
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GB/TXXXX-XXXX
—第2种为MF-WPT进行功率传输时的异物检测功能启动运行,这种情况下MF-WPT系统应进行
异物检测的测试。
异物检测测试过程中,对于相应功率等级的副边设备,应保证原边设备中线圈电流工作在最大
值。一般地,应保证MF-WPT系统工作在最大输出功率等级,原边设备和副边设备应在最大离地间
隙下处于最大偏移状态。
注:在以上情况下,如果原边线圈的电流未达到最大值,则应增加一次原边线圈达到设计的最大电流值的测试。
8.2.1.2检测区域
异物检测区域应包括GB/T38775.3-2020中8.8.3图6所示的区域。
异物检测测试过程中,测试对象应平放在原边设备上表面,对于A类地面设备,车载设备应采
用GB/T38775.7中《互操作性车辆端》附录A中规定的车载参考设备,且车载参考设备可支持地面设
备实现其设计的最大功率传输。对于B类地面设备,可采用设备厂商提供的车载设备。
注1:对于地埋式安装原边设备的异物检测,由于设备上表面与地面存在一定的垂直距离,因此不适用于本文档
规定的异物检测测试方法。地埋式安装的原边设备的异物检测测试方法在后续版本中规定。
注2:测试对象的放置位置可增加额外两处,可放置在原边设备和副边设备之间,亦可放置在副边设备下表面。
对于原边设备表面的异物检测,应分为如图5所示的n×m个区域,其中n和m宜取值为8。
图5异物检测区域
区域“ij”(i≤n、j≤m)内测试点的设置应符合:
2
—当区域“ij”的面积Sij≥25cm时,每个测试区域“ij”应设置5个测试点,测试点分布如图6(a)
所示;
22
—当区域“ij”的面积为9cm≤Sij<25cm时,每个测试区域“ij”应设置3个测试点,测试点分布如
图6(b)所示;
—当区域“ij”的面积<9cm2时,每个测试区域“ij”应设置1个测试点,测试点为区域“ij”的物理中
心点。
测试点的中心点应与被测对象的物理中心点重合。
14
(a)(b)
图6测试点设置示意图
8.2.1.3测试步骤
异物检测测试的步骤应为:
(1)将被测物体1放置于区域“11”内的测试点内,持续测试被测物体1的表面温度,当被测物体
1达到热平衡状态时,同时检测GB/T38775.3-2020中条款8.8.3中图示的温度测试点的温度,当所有测
试点物体的温度符合GB/T38775.1-2020中条款10.4.2规定,或系统显示检测到异物并进行降功率运行,
或MF-WPT系统执行关机,则被测物体1通过区域11内的异物检测,进入步骤(2)。
注:热平衡是指被测物体在30s的连续测试过程中温度变化不超过1℃。
(2)将被测物体1放置于区域12内,重复步骤(1)的内容。
(3)将被测物体1逐步放置n×m个区域内,若被测物体1通过n×m个区域内的异物检测,进入步
骤(4)。
将GB/T38775.3-2020中8.8.3表7以及本文本9列举的所有物体均执行步骤(1)—(3),且所有
被测物体均通过,则判定设备具有异物检测功能。
8.2.2活体保护测试
8.2.2.1概述
活体保护功能测试中,对于相应功率等级的副边设备,应保证原边设备中线圈电流工作在最大
值。一般地,应保证MF-WPT系统工作在最大输出功率等级,原边设备和副边设备应处于最大偏移
状态。
活体保护测试中应采用直径5cm的水球作为被测试对象,水球的外壳宜为ABS或PC塑料材质,
测试时,水球应以不低于1m/s的速度侵入活体保护区域。
8.2.2.2检测区域
活体保护测试区域的划分应符合下图所示区域。
15
GB/TXXXX-XXXX
标引序号说明:
1,区域1表示原边设备线圈的投影面积
2,区域2表示副边设备线圈的投影面积
3,区域3表示MF-WPT系统超过GB/T38775.4-2020的EMF限值要求的区域
4,区域4表示活体保护区域
5,物体5为原边设备示意图
6,物体6为副边设备示意图
7,hLOD为相同侵入方向之间Z轴方向的测试间隔
8,测试点Tθα-h由3部分的变量构成,其中θ为表示侵入方向测试点的变量;α为表示侵入方向确定
后分角度测试点的变量,参见区域7的示意图;h为Z轴方向间隔测试点的变量。
图7活体保护区域
区域3应由满足EMF限值的边界测试点构成,区域4边界与区域3边界的距离应不低于10cm。
以原边设备下表面中心对准点为零点,建立X、Y、Z的三维坐标,其中XY平面应与原边设备的下
表面平行。
测试点Tθα-h中θ为侵入方向测试点的变量,图7列出部分生物侵入方向,测试点Tθα-h与T(θ+1)α-h应以
相同角度θT设置,θ的值应不低于36。
测试点Tθα-h中α为某个侵入方向上不同角度测试点的变量,图7列出了测试点T2α-h中部分角度,测
试点Tθα-h与Tθ(α+1)-h应以相同角度αT设置,α的值应不低于8。
测试点Tθα-h中h为Z轴方向间隔测试点的变量,图7列出了测试点Tθα-h中部分间隔,测试点Tθα-h与
Tθα-(h+1)应以相同间隔hLOD设置,hLOD的值应设置为5cm,若副边设备离地间隙Z/hLOD为非整数,则最后一
组测试点hLOD的值可<5cm。
当测试对象以图7中侵入方向的相反方向离开区域3时,MF-WPT系统宜重新启动功率传输。
16
8.2.2.1
8.2.2.2
8.2.2.3测试步骤
活体保护的测试步骤应为:
(1)以原边设备下表面作为h的测试起点,被测对象水球以测试点T11-1方向侵入区域4,系统能
够检测到入侵,并进行关机或降功率运行或进行其他保证入侵物体的安全的措施,则判定MF-WPT系
统在测试点T11-1活体保护功能有效。
(2)增加α的值,若测试点T1α-1系统均能够检测到入侵,且系统能够进行关机或降功率运行,
则判定MF-WPT系统在测试点T1α-1活体保护功能有效。
(3)增加θ的值,若测试点Tθα-1系统均能够检测到入侵,且系统能够进行关机或降功率运行,
则判定MF-WPT系统在测试点Tθα-1活体保护功能有效。
(4)增加h的值,若测试点Tθα-h系统均能够检测到入侵,且系统能够进行关机或降功率运行,
则判定MF-WPT系统在所有测试点活体保护功能有效。
8.3充电传输阶段测试
8.3.1测试点选择
系统输出功率和系统效率的测试点应至少满足GB/T38755.3-2020中8.2.2的规定。若设备制造商
提供的对准容忍区域的X轴、Y轴的最大值大于GB/T38755.3-2020中8.2.2的规定值,则相应增加测试
点数,增加的测试点如图8所示。
说明:
Yn:新增Y轴测试点,Yn=±(100+n×25)mm,其中n为整数
Ymax:设备制造商提供的对准容忍区域的Y轴最大值,Ymax=±(100+n×25+y)mm,其中n为Yn中
的n值,y<25mm
Xm:新增X轴测试点,Xm=±(75+m×25)mm,其中m为整数
Xmax:设备制造商提供的对准容忍区域的X轴最大值,Xmax=±(75+m×25+x)mm,其中m为Xm中
的m值,x<25mm
图8新增测试点示意图
17
GB/TXXXX-XXXX
新增测试点应以25mm作为步长,若设备制造商提供的对准容忍区域的X、Y轴最大值不是25mm的
倍数,则X、Y轴的最后测试点可不以25mm作为步长,应以Xmax、Ymax最为X、Y轴的最后测试点。
8.3.2系统输出功率和系统效率测试
对于充电电压范围为Uout-min—Uout-max的MF-WPT系统,系统输出功率和系统效率的测试步骤应
按以下进行:
(1)输出电压为Uout-max,测试设备制造商指定的额定离地间隙、最大离地间隙以及最小离地间
隙条件下系统设计的100%输出功率、75%输出功率以及50%输出功率三种状态下所有测试点的系统
输出功率及系统效率。
(2)输出电压为0.75×Uout-max,测试额定离地间隙、最大离地间隙以及最小离地间隙条件下系
统设计的100%输出功率、75%输出功率以及50%输出功率三种状态下所有测试点的系统输出功率及
系统效率。
(3)输出电压为Uout-min,测试额定离地间隙、最大离地间隙以及最小离地间隙条件下系统设计
的100%输出功率、75%输出功率以及50%输出功率三种状态下所有测试点的系统输出功率及系统效
率。
(4)如果Uout-min状态下,MF-WPT系统无法实现设计的100%输出功率,则测试该状态下的系统
最大输出功率;并按照设备制造商提供的最低满功率输出需求的输出电压进行测试,测试额定离地
间隙、最大离地间隙以及最小离地间隙条件下系统满功率、75%输出功率以及50%输出功率三种状态
下所有测试点的系统输出功率及系统效率。
18
附录A
(规范性)
地面参考设备
A.1地面参考设备离地间隙互操作性
对于A类地面参考设备,支持的车载设备离地间隙应满足表A.1的要求。
表A.1离地间隙的互操作性
Z1(车载设备)Z2(车载设备)Z3(车载设备)
Z1(地面设备)YNN
Z2(地面设备)YYN
Z3(地面设备)YYY
注1:Z4等级的离地间隙互操作性不在本版本中规定
注2:Y表示支持,N表示可不支持
A.2地面参考设备的机械结构
地面参考设备的机械结构如图A.1所示。
图A.1地面参考设备结构
19
GB/TXXXX-XXXX
除外壳结构,地面参考设备应至少由3部分组成。最上层部分应为线圈绕组部分,中间层部分应
为铁氧体磁芯,最底层应为铝背板。
地面参考设备的厚度宜为60mm,3个部件的厚度以及间距宜按照图B.2设计,部件厚度及间距的
取值宜按照表A.2所示。
表A.2地面参考设备部件厚度及间距
部件厚度参数值部件间距参数值
绕组5mm绕组和外壳上表面16mm
磁芯5mm绕组和磁芯1mm
铝板3mm磁芯和铝板30mm
地面参考设备的参数应按照表A.3所示参数设置。
表A.3地面参考设备结构参数
参数类型参数值参数类型参数值参数类型参数值
绕组匝数8绕组长度650mm绕组宽度500mm
磁芯长度650mm磁芯宽度510mm磁芯厚度5mm
绕组线径5mm绕线间距6.66mm
A.3地面参考设备的电路设计
地面参考设备的电路应按图A.2所示的拓扑设计。
图A.2地面参考设备的主电路拓扑
图中全桥逆变电路中的开关器件应采用85.5kHz的固定频率驱动。
注:全桥逆变电路中的开关器件类型可选用符合系统工作频率即性能要求的任意高频开关器件类型。
地面参考设备谐振补偿网络的电气参数应按照表A.4设计。
表A.4地面参考设备的电气规格参数
Cp[nF]130.5
Cf1[nF]157.9
Lf1[uH]22
与GB/T38775.7附录A中的车载参考设备构成MF-WPT系统时,地面参考设备的原边线圈自感值
Lp的最大和最小值如表A.5所示。
表A.5地面设备线圈自感值Lp在不同离地间隙、不同功率等级下的范围
20
功率等级离地间隙Lp_min[μH]Lp_max[μH]
Z140.244.6
WPT1Z243.846
Z346.346.5
Z140.244.6
WPT2Z243.846
Z346.346.5
Z139.444.7
WPT3Z243.846
Z346.346.5
地面参考设备各个模块的电气参数范围应满足表A.6的要求。
表A.6地面参考设备中的电气参数范围
电流值
PTC输入电压(Udc)范围300-840V
PTC最大输出电流Iin值45Arms
原边设备线圈最大电流Ip值65Arms
A.4地面参考设备的耦合系数
在与不同的功率等级以及离地间隙的车载参考设备构成MF-WPT系统时,原边线圈与副边线圈
的耦合系数k的最大和最小值如表A.7所示。
表A.7k值范围
功率等级气隙等级k_mink_max
Z10.1220.237
WPT1Z20.1020.246
Z30.10.27
Z10.1220.237
WPT2Z20.1020.246
Z30.10.27
Z10.1340.279
WPT3Z20.1020.246
Z30.10.27
21
GB/TXXXX-XXXX
附录B
(资料性)
测试对象功能及预检
B.1充电启动阶段
B.1.1引导对齐
引导对齐功能的示例图参见图B.1。
说明:
1,供电电源连接线
2,原边设备
3,车载设备
3’,车载设备另外可安装的位置
4,负载
5,地面
l,原边设备上表面磁场中心点与副边设备下表面磁场中心点之间的距离
lxy,l在xy平面的分量
lx,l在x轴方向的分量
ly,l在y轴方向的分量
lz,l在z轴方向的分量
图B.1引导对齐功能示意图
引导对齐功能宜在lx=5m的距离启动。
地面设备和车载设备之间应至少交换的数据包括:l、lx、ly以及l与x轴的角度、l与y轴的角度、
l与z轴的角度。
引导对齐功能的原、副边设备位置检测的精度要求应满足:
—lx>150cm时,原边设备和车载设备之间相对位置的检测精度应满足ACCGA-VA≤7.07%。
注:的精度为值的检测精度,为22的检测精度
ACCGA-VAllx+ly
—lx≤150cm时,原边设备和车载设备之间相对位置的检测精度应满足ACClx≤5cm、
ACCly≤5cm。
22
执行引导对齐功能时,CSU和IVU之间关于引导对齐功能相关的数据交换速度应不大于200ms。
引导对齐功能的具体实现方法宜符合附录A要求。
B.1.2对位检测
A类地面设备宜具备对位检测功能,对位检测功能宜符合GB/T38775.3-2020中5.8.4的规定,初
始对位检测功能的方法宜参照GB/TXXXX(互操作性车辆端)中附录B执行。
B类地面设备的对位检测功能由设备制造商和用户协商确定。
B.1.3配对
A类车载设备宜具备配对功能,以保证CSU和IVU可相互识别地面设备以及停在原边设备上方的
车载设备。
配对宜满足以下特征之一:
1)通过预编程实现配对信号识别(例如,私人车位的地面设备和车载设备能够自动识别信号);
2)车载设备可识别地面设备发出的配对信号;
3)地面设备可识别车载设备发出的配对信号。
配对的实现流程应符合:
1)IVU发送开始配对请求信息,信息包括了车载设备的ID。
2)如果CSU不支持或者无法识别IVU发送的配对信息,则拒绝IVU的配对请求,并反馈拒绝配
对信息;如果CSU支持IVU发送的配对信息,则返回地面设备配对信息,信息包括:
—地面设备ID;
—识别成功信号。
3)IVU接收到CSU发送的地面设备ID,确认配对成功,向CSU返回配对确认信息。
4)CSU接收到IVU的配对确认信息,并返回给IVU最终是否配对成功信息,若配对成功则返回
该ID的地面设备已经与车载设备配对成功;若配对失败,则返回配对失败信息。
B类地面设备的配对由设备制造商和用户协商确定。
B.1.4兼容性检测
对于A类MF-WPT系统,地面设备和车载设备宜具备兼容性检测功能,兼容性检测应包含以下内容:
表B.1兼容性检测内容
序号检测项具备内容及说明
1输入功率等级地面设备设计的输入功率值(单位为W)
2输出功率等级车载设备的最大输出功率值(单位为W)
3输出电压范围车载设备的输出电压范围(单位为V)
4输出电流范围车载设备的输出电流范围(单位为A)
5原边线圈最大电流原边线圈设计的最大电流值(单位为Arms)
副边线圈所需的最大
6副边线圈设计的最大开路电压(单位为Vrms)
开路电压
7最大离地间隙副边设备的最大离地间隙(单位为mm)
8最小离地间隙副边设备的最小离地间隙(单位为mm)
9最大工作频率为可选项,系统设计的最大工作频率值(单位为Hz)
10最小工作频率为可选项,系统设计的最小工作频率值(单位为Hz)
地面设备频率工作方
11频率工作方式为定频工作方式,工作频率为地面设备设计的工作频率点
式、工作频率
车载设备频率工作方
12频率工作方式为定频工作方式,工作频率为车载设备设计的工作频率点
式、工作频率
13线圈类型原边设备、副边设备设计的线圈类型,包括圆形、DD形等线圈类型
23
GB/TXXXX-XXXX
14谐振补偿电路拓扑原边设备、副边设备设计的谐振补偿电路拓扑,包括串联、并联、LCC等
15反射阻抗范围车载设备的反射阻抗范围
原边线圈上表面与地
16固定值(单位为mm),与副边线圈与地面之间的距离构成工作气隙
面之间的距离
副边线圈下表面与地
17范围值(单位为mm),与原边线圈与地面之间的距离构成工作气隙
面之间的距离
18制造商ID号为可选项,代表制造商的唯一ID号
19设备ID号地面设备、车载设备的唯一ID号
在兼容性检测过程中,A类地面设备宜提供表6中序号为1、5、11、13、14、16的内容,宜提供
表6中序号为9、10、18、19的内容。
24
附录C
(资料性)
引导对齐功能的实现方法
C.1概述
引导对齐功能是为了便于用户或者车辆自动泊车系统将车辆驶入可充电区域内。用户驾驶车辆
时,引导对齐功能为可选功能。对于自动驾驶车辆,当自动泊车精度无法满足可充电区域的精度要
求时,引导对齐功能为必选功能,当自动泊车精度满足可充电区域的精度要求时,车辆端的引导对
齐功能为非必选功能。
C.2LF(LowFrequency)方案
MF-WPT系统可采用LF作为实现引导对齐功能,应按照下图所示布置传感器。
说明:
1,LF1、LF2、LF3、LF4为安装在原边设备的天线,具备固定强度的磁场发射功能
2,X1、X2为安装在副边设备的模块,模块中具备磁场接收功能的天线以及位置计算单元
图C.1LF方案硬件布置示意图
原边设备中应布置不少于4个磁场发射天线,发射天线的工作频率应为104kHz、114kHz、145kHz
中的一个,应能够承受最大1A的电流激励。
副边设备中应布置不少于2个磁场接收天线,接收天
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