GB/T 38775.8-2023 电动汽车无线充电系统 第8部分：商用车应用特殊要求（正式版）

ICS43.040.99电动汽车无线充电系统第8部分：商用车应用特殊要求国家标准化管理委员会IGB/T38775.8—2023 12规范性引用文件 13术语和定义 14符号和缩略语 24.1符号 24.2缩略语 2 25.1系统架构 2 3 46.1充电前准备阶段要求 46.2充电启动阶段要求 46.3充电传输阶段要求 46.4充电停止阶段要求 5 57.1频率设置 57.2对准容忍区域与中心对准点设置 5 67.4测试装置布置 7 78.1充电前准备阶段测试 78.2充电启动阶段测试 78.3充电传输阶段测试 8附录A(资料性)商用车MF-WPT系统-地面设备 A.1地面设备机械结构 A.2地面设备电路设计 附录B(资料性)商用车MF-WPT系统-车载设备 B.1车载设备机械结构 B.2车载设备电路设计 附录C(资料性)系统效率测试记录表 ⅢGB/T38775.8—2023本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件是GB/T38775《电动汽车无线充电系统》的第8部分。GB/T38775已经发布了以下部分：--—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4部分：电磁环境限值与测试方法；—-—第6部分：互操作性要求及测试地面端；——第7部分：互操作性要求及测试车辆端；——第8部分：商用车应用特殊要求。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国电力企业联合会提出并归口。本文件起草单位：中国电力科学研究院有限公司、国家电网有限公司、中兴新能源科技有限公司、中国汽车技术研究中心有限公司、国网智慧车联网技术有限公司、国网江苏省电力有限公司、许继电源公司电力科学研究院、厦门新页科技有限公司、合肥有感科技有限责任公司。GB/T38775.8—2023——第1部分：通用要求。目的在于规定电动汽车无线充电系统的总体要求。——第2部分：车载充电机和无线充电设备之间的通信协议。目的在于规定电动汽车无线充电系统地面通信控制单元(CSU)与车载通信控制单元(IVU)之间实现无线充电控制的通信协—-—第3部分：特殊要求。目的在于规定电动汽车无线充电系统所特有的安全要求及测试方法。——第4部分：电磁环境限值与测试方法。目的在于规定电动汽车无线充电系统在充电时，电动汽———第5部分：电磁兼容性要求和试验方法。目的在于规定电动汽车无线充电系统电磁兼容性要——第6部分：互操作性要求及测试地面端。目的在于规定电动汽车无线充电系统地面参考设—-——第7部分：互操作性要求及测试车辆端。目的在于规定电动汽车无线充电系统车载参考设——第8部分：商用车应用特殊要求。目的在于规定电动汽车无线充电系统商用车应用所特有的要求及测试方法。——第9部分：车载充电机和无线充电设备之间的通信协议(应用层及数据链路层)。目的在于规定电动汽车无线充电系统实现无线充电控制的通信协议数据链路层及应用层的定义。——第10部分：通信协议一致性测试。目的在于规定电动汽车无线充电系统实现无线充电控制的1GB/T38775.8—2023电动汽车无线充电系统第8部分：商用车应用特殊要求本文件规定了电动汽车无线充电系统商用车应用特殊要求。本文件适用于功率等级超过22kW的电动商用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1500V(DC),额定输出电压最大值为1500V(DC),其他额定输出电压参考执行。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，注日期的引用文本文件。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/T38775.3—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—2021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/T38775.6—2021电动汽车无线充电系统第6部分：互操作性要求及测试地面端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。在设计和技术特性上用于运送人员和货物的汽车。车载设备下表面与地面之间的最小垂直距离。车载设备输出功率与地面设备输入功率的比值。3.4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2GB/T38775.8—2023无线电能传输的区域。中心对准点centeralignmentpoint对准容忍区域的几何中心点。Uotom:负载需求的额定电压，即MF-下列缩略语适用于本文件。CSU:地面通信控制单元(CommunicationServiceUnit)IVU:车载通信控制单元(In-VehicleUnit)MF-WPT:以磁场为介质的无线电能传输(WirelessPowerTransferThroughMagneticField)PFC:功率因数校正(PowerFactorCorrection)图1所示为MF-WPT系统架构及组件。3GB/T38775.8—2023ba22200标引序号说明：1———MF-WPT系统；12——非车载功率组件；24—--车载功率电路；a——无线充电功率传输；b——通信。图1MF-WPT系统架构及组件5.2分类商用车MF-WPT系统输入功率等级分类见表1。表1输入功率等级分类类别MF-WPT5MF-WPT6MF-WPT7功率(P)22<P≤3333<P≤66P>66商用车MF-WPT系统车载设备的离地间隙分类见表2。车载设备的额定离地间隙由设备制造商4GB/T38775.8—2023指定，且在该分类级别中的最大离地间隙和最小离地间隙之间。表2离地间隙分类离地间隙分类支持的副边设备离地间隙(H)商用车地面设备可采用地埋安装或地上安装方式，安装方式应符合GB/T38775.1—2020中5.4的规定。在一个车位内，商用车MF-WPT系统地面设备安装数量可为多个，且车载设备安装位置应与地面设备的中心对准点对齐。6要求商用车MF-WPT系统的安全测试结果应符合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章的相商用车MF-WPT系统应满足以下条件才可进入充电状态：a)初始对位预检完成，原边设备和副边设备在可充电区域b)配对预检通过；c)兼容性检测预检通过；d)通过异物检测、活体保护功能的测试。初始对位预检、配对预检、兼容性检测预检的要求及测试方法见GB/T38775.6—2021异物检测、活体保护测试方法应符合8.2的规定。商用车MF-WPT5系统的功率上升速度不应低于0.5kW/s,不宜高于5kW/s;商用车MF-WPT6、MF-WPT7系统的功率上升速度不应低于1kW/s,不宜高于10kW/s。商用车MF-WPT系统效率测试应按照8.3.2规定的测试方法进行。系统效率应满足表3的规5GB/T38775.8—2023对准情况系统效率中心对准点对准容忍区域6.4充电停止阶段要求以下情况下，商用车MF-WPT系统地面设备应停止充电：a)车载设备发出停止充电请求；b)地面设备发出停止充电请求；c)无线充电控制管理系统发出停止充电请求；d)CSU和IVU之间的通信断开；e)地面设备检测到异物；f)地面设备检测到活体；g)检测到故障。商用车MF-WPT5系统，传输功率下降速度不应低于5kW/s;商用车MF-WPT6、MF-WPT7系统，传输功率下降速度不应低于10kW/s。地面设备应具备执行急停的功能，如安装停止充电按钮，执行急停功能时，地面设备应在1s内停止功率传输。7试验准备7.1频率设置商用车MF-WPT系统在工作状态时，应采用定频工作模式，工作频率应按照表4中规定的标称频率设置。表4频率频率类型频率值标称频率fo(±0.05)注1:fo为固定的标称频率值。注2:±0.05为允许的偏差值。fo的值见《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。7.2对准容忍区域与中心对准点设置商用车MF-WPT系统原边设备和副边设备的对准容忍区域的X轴、Y轴至少满足表5的要求。6GB/T38775.8—2023表5对准容忍区域设置坐标MF-WPT5MF-WPT6MF-WPT7—100～100—100～100—100～100—100～100—150～150—150～150图2所示为原边线圈和副边线圈的中心对准点示意图。地面设备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。商用车MF-WPT系统的地面设备和车载设备设计见附录A和附录B。原边线圈原边线圈原边线圈原边线圈原边线圈1——中心对准点；原边线圈图2中心对准点示意图7.3输出电压测量点选择商用车MF-WPT系统车载设备的输出电压测试点至少包括：---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；-——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；7GB/T38775.8—2023测试装置布置应符合GB/T38775.6—2021中7.4的规定。商用车MF-WPT系统的地面设备和车载设备可能由多个设备并联构成，测试台架应具备足够的8测试方法商用车MF-WPT系统的安全测试应按照GB/T38775.1—2020中第10章及12.3的规定执行，地面设备的IP等级应按照GB/T38775.3—2020中8.6.2及8.6.3规定执行，电磁环境限值的测试应按照GB/T38775.4—2020中第6章、第7章的规定执行，电磁兼容性的测试应按照GB/T38775.5—2021中第6章、第7章的规定执行。异物检测测试方法通则应符合GB/T38775.6—2021中8.2.1.1的规定，异物检测区域应包括GB/T38775.3—2020中图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的上表面，对于测试对象平放在原边设备上表面的异物检测测试，应分为如图3所示的n×m个区域。?n和m的取值应使每个测试区域“ij”的面积(S;;)满足：25cm²≤S,;≤45cm²,每个测试区域应设置5个测试点，见图4,测试对象的物理中心点应于测试点的中心点重合，异物检测测试方法的测试步骤应符合GB/T38775.6—2021中8.2.1.3的规定。8GB/T38775.8—2023图4每个测试区域的测试点设置活体保护测试方法应符合GB/T38775.6—2021中8.2.2的规定。商用车MF-WPT的测试点应以25mm作为步长，见表5,若设备制造商提供的对准容忍区域的XY/Y/mmX/mm25Y。——Y轴增加的测试点，Y₀=100+n×25(见a)]或Y。=150+n×25(见b)],其中n为正整数；Ymax——设备制造商提供的对准容忍区域的Y轴最大值；Xm——X轴增加测试点，Xm=100+m×25,其中m为正整数；Xmax——设备制造商提供的对准容忍区域的X轴最大值。9GB/T38775.8—2023测试步骤应按以下进行：a)系统输出电压为Uoutmax,测试MF-WPT系统在额定离地间隙、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在无偏转及有偏转角度下的系统效率；b)系统输出电压为Uoutnom,测试MF-WPT系统在额定离地间隙、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在无偏转及有偏转角度下的系统效率；c)系统输出电压为Uoutmin,测试MF-WPT系统在额定离地间隙、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在无偏转及有偏转角度下的系统效率；d)系统输出电压为Uoutmin且MF-WPT系统无法实现设计的100%输出功率时，则按照设备制造商提供的可实现系统设计的100%输出功率的最低输出电压进行测试，测试MF-WPT系统在额定离地间隙、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在无偏转及有偏转角度下的系统效率。系统效率测试记录表见附录C。GB/T38775.8—2023(资料性)商用车MF-WPT系统-地面设备A.1地面设备机械结构由两个对称线圈组成，即前线圈A和后线圈B,如图A.1所示。线圈为矩形平面线圈，绕组均匀分布，绕组放在高磁导率材料(如铁氧体)的磁芯面板上，磁芯采用边沿扩展型结构。在任一时刻，通过前线圈A的电流和通过后线圈B的电流应是反向的(一个顺时针，另一个逆时针)。功率等级MF-WPT6由多个功率等级MF-WPT5的模块并联构成，如图A.2所示，两个功率等级较小的原边线圈前后并联构成功率等级更大的原边线圈。a)俯视图b)侧视图图A.1原边线圈结构GB/T38775.8—2023H——铝板厚度；dxi——前线圈A中心至内匝线圈X轴方向距离；dx₂——前线圈A中心至外匝线圈X轴方向距离；dx₃——磁芯面板O中心至铝板X轴方向边界距离；dxFEi——前线圈A中心至铁氧体X轴方向边界距离；dxFE₂——磁芯面板O中心至铁氧体X轴方向边界距离；d——前线圈A中心至磁芯面板O中心距离；dyi——前线圈A中心至内匝线圈Y轴方向距离；dy₂——前线圈A中心至外匝线圈Y轴方向距离；dy3——磁芯面板O中心至铝板Y轴方向边界距离；dyFE1—-—前线圈A中心至铁氧体Y轴方向边界距离；dYFE2——磁芯面板O中心至铁氧体Y轴方向边界距离。图A.1原边线圈结构(续)GB/T38775.8—2023图A.2多个线圈并联结构(两个线圈前后并联)GB/T38775.8—2023标引序号说明：A--—前线圈中心点；O原边线圈中心点；B--—后线圈中心点；X——车辆行驶平行方向；dxi——前线圈A中心至内匝线圈X轴方向距离；dx₂——前线圈A中心至外匝线圈X轴方向距离；dx₃——磁芯面板O中心至铝板X轴方向边界距离；d---—前线圈A中心至磁芯面板O中心距离；dyi——前线圈A中心至内匝线圈Y轴方向距离；dy₂——前线圈A中心至外匝线圈Y轴方向距离；dy₃——磁芯面板O中心至铝板Y轴方向边界距离；dYFE₁——前线圈A中心至铁氧体Y轴方向边界距离；dYFE2——磁芯面板O中心至铁氧体Y轴方向边界距离。图A.2多个线圈并联结构(两个线圈前后并联)(续)对于单个原边线圈的物理参数本文件不做规范；对于MF-WPT5功率等级的原边线圈，采用表A.1表A.1原边线圈参数参数取值参数取值绕线规格φ0.1mm×2800匝绕线匝数12匝绕线方式单股铁氧体磁芯厚度铝板厚度A.2地面设备电路设计谐振补偿电路以及原边线圈。GB/T38775.8—2023标引序号说明：1—--三相输入电源；4——谐振补偿电路及原边线圈；C₁——原边线圈谐振电容；L₁——原边线圈谐振电感。图A.3地面设备电路地面设备电路并联使用采用图A.4所示进行设计。GB/T38775.8—20232——三相PFC电路；4——谐振补偿电路及原边线圈。图A.4地面设备并联电路地面设备与车载设备构成MF-WPT系统时，在工作间隙为200mm典型值下，地面设备的电气规格参数按表A.2设计。参数取值参数取值互感/μH耦合系数GB/T38775.8—2023(资料性)B.1车载设备机械结构车载设备副边线圈的机械结构见图B.1。O——副边线圈中心点；dx₂——线圈外匝X轴方向长度；dyi——单块磁芯面板Y轴方向长度；dy₂——线圈外匝Y轴方向长度；8γtx₂0O——副边线圈中心点；X——车辆行驶平行方向；Y——车辆行驶垂直方向；dx₁——单块磁芯面板X轴方向长度；dx₂——线圈外匝X轴方向长度；dx3——铝板X轴方向长度；dxi——两块磁芯面板X轴方向最小间距；dyi——单块磁芯面板Y轴方向长度；图B.2副边多个线圈并联结构(两个线圈前后并联)GB/T38775.8—2023车载设备副边线圈参数按照表B.1所示设计。表B.1车载设备副边线圈参数参数取值参数取值铝板厚度磁芯厚度绕线规格φ0.1mm×900匝绕线匝数2匝绕线方式16股并绕B.2车载设备电路设计车载设备的谐振电路架构按照图B.3所示电路进行设计。副边采用P(并联)结构的谐振补偿电路，采用Boost升压电路进行副边的电压调节。结合附录A的原边电路，该副边电路用于单个副边线圈进行无线充电的场景。图B.3车载设备电路车端设备与地面设备构成MF-WPT