《电动汽车双向无线电能传输系统技术规范》

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前言

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。

本文件由中国电源学会提出并归口。

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。

本文件起草单位：重庆大学、广西电网有限责任公司电力科学研究院、重庆长安新能源汽车科技有

限公司、重庆华创智能科技研究院有限公司、国网电力科学研究院有限公司、江苏方天电力技术有限公

司、中国矿业大学、重庆前卫科技集团有限公司、宇通客车股份有限公司、广西交投科技有限公司、上

汽通用五菱汽车股份有限公司、中国电力科学研究院有限公司、广西电网有限责任公司。

本文件主要起草人：王智慧、唐春森、左志平、陈绍南、肖静、韩帅、唐德钱、李小飞、桑林、王

可、王成亮、夏晨阳、廖志娟、赵鱼名、刘威、宁小磊、陶虎、汤佩文、蒋成、奉斌。

本文件首次发布。

II

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电动汽车双向无线电能传输系统技术规范

1范围

本文件规定了电动汽车双向无线电能传输系统的系统总体要求、结构要求和标识和说明要求。

本文件适用于基于磁耦合技术的电动汽车静态双向无线电能传输系统，其地面端供电来自三相电

网，车载端动力电池额定电压最大值为1500V（DC）。

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/T156标准电压

GB1589-2016汽车、挂车及汽车列车外廓尺寸、轴荷及质量限值

GB/T4208外壳防护等级(IP代码)

GB/T7251.1—2013低压成套开关设备和控制设备第1部分：总则

GB/T33594-2017电动汽车充电用电缆

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/T38775.5-2021电动汽车无线充电系统第5部分：电磁兼容性要求和实验方法

GB/T38775.7-2021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

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

地端线圈groundcoil

安装在地面端的能量发射/接收线圈，正向传输时作为能量发射线圈，反向传输时作为能量接收线

圈，与车端线圈耦合，将电能与磁能进行双向转化的装置。

3.2

车端线圈vehiclecoil

安装在电动汽车上的能量发射/接收线圈，正向传输时作为能量接收线圈，反向传输时作为能量发

射线圈，与地端线圈耦合，将电能与磁能进行双向转化的装置。

3.3

离网offgrid

离开电网，与电网断开连接。

1

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3.4

电动汽车双向无线电能传输electricvehiclebidirectionalwirelesspowertransfer

既可以将三相电网交流电经过一系列电能变换，通过无线电能传输技术为电动汽车动力电池充电，

也可对电动汽车动力电池通过无线电能传输技术进行放电，将动力电池的电能回馈到三相电网或者直

接为离网设备供电的技术，实现电能的双向传输。

3.5

反向传输backwardtransfer

电能的传输方向，指电动汽车动力电池的电能通过无线电能传输技术进行放电。

注：反向传输包括电动汽车至电网（vehicletogrid，V2G）、电动汽车至离网设备（vehicletooff-griddevice）等。

3.6

正向传输forwardtransfer

电能的传输方向，指三相电网电能通过无线电能传输技术对电动汽车动力电池进行充电。

注：正向传输也可称为电网至电动汽车（gridtovehicle，G2V）。

3.7

传输距离powertransferdistance

地端线圈上表面与车端线圈下表面的垂直距离。

3.8

双向AC-DC变换器bidirectionalAC-DCconverter

实现工频交流电到直流电双向转换的装置。

3.9

双向DC-DC变换器bidirectionalDC-DCconverter

实现直流调压功能，并允许电能双向流动的装置。

3.10

双向DC-HFAC变换器bidirectionalDC-HFACconverter

实现直流电到高频交流电双向转换的装置。

3.11

地端功率组件groundpowercomponents

安装在地面端，将电网电能与地端线圈磁能进行双向转化所需的功率变换装置。

注：地端功率组件包括双向AC-DC变换器、双向DC-DC变换器、双向DC-HFAC变换器等。

3.12

车端功率组件groundpowercomponents

安装在电动汽车上，将动力电池电能与车端线圈磁能进行双向转化所需的功率变换装置。

注：车端功率组件包括双向DC-HFAC变换器等。

3.13

地端组件groundassembly

电动汽车双向无线电能传输系统的地面端设备统称。

注：地端组件包括双向AC-DC变换器、双向DC-DC变换器、双向DC-HFAC变换器、地端补偿网络、地端线圈、地端控制

器及通信单元等。

3.14

车端组件vehicleassembly

电动汽车双向无线电能传输系统的车载端设备统称。

注：车端组件包括双向DC-HFAC变换器、车端补偿网络、车端线圈、车端控制器及通信单元等。

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3.15

双向系统效率bidirectionalsystemefficiency

包括正向传输效率与反向传输效率；正向传输效率：电动汽车动力电池充电功率与三相电网输入功

率之比，其计算方法如式（1）；反向传输效率：电动汽车动力电池放电功率与三相电网吸收功率之比，

其计算方法如式（2），或电动汽车电池放电功率与网设备吸收功率之比，其计算方法如式（3）。

Pbat

ηGV2=×100%·················································(1)

Pgrid

Pgrid

ηV2G=×100%·················································(2)

Pbat

Poff−grid

ηV2X=×100%···············································(3)

Pbat

式中：

Pbat——电池充电功率或电池放电功率；

Pgrid——三相电网侧输入功率或三相电网侧吸收功率；

Poff-grid——离网设备吸收功率。

4缩略语

下列缩略语适用于本文件。

MF-BWPT：磁耦合双向无线电能传输（MagneticFieldBidirectionalWirelessPowerTransfer）

AC-DC：交流-直流变换（AlternatingCurrent-DirectCurrent）

DC-DC：直流-直流变换（DirectCurrent-DirectCurrent）

HFAC：高频交流电（High-FrequencyAlternatingCurrent）

S-S：串联-串联补偿（Series-Series）

LCC：电感-电容-电容补偿（InductanceCapacitanceCapacitance）

LCL：电感-电容-电感补偿（InductanceCapacitanceInductance）

5系统构成

图1给出了电动汽车双向无线电能传输系统整体示意图。

地面通信地端控制器及

控制单元通信单元c车端控制器及车辆控

通信单元制系统

双向双向

双向双向地端车端线圈车端

DC-DC-车载

PFCDC-DC补偿ab补偿

3~HFACHFAC动力电池

装置装置网络网络

三相电网装置地端线圈装置

离网设备地端组件车端组件

图1电动汽车双向无线电能传输系统整体示意图

电动汽车双向无线电能传输系统主要包括以下设备类型：

a)地端组件：

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1)双向AC-DC装置：实现工频AC-DC的双向电能变换，即既可工作在整流状态的同时实现功

率因数校正，也可工作在逆变状态实现并网逆变与离网逆变；

2)双向DC-DC装置（可选）：实现直流调压功能，且允许电能的双向流动；

3)双向DC-HFAC装置：实现直流电与高频交流电的双向转换，即既可工作在逆变状态，将直

流电逆变成高频交流电注入补偿网络，进一步激发线圈磁场，又可将高频交流电整流成直

流电，供给下一级设备；

4)地端补偿网络：与地端线圈形成谐振关系，补偿无功功率，提升系统效率；

5)地端线圈：实现电能与磁能双向转化的装置，可采用地埋安装与地面安装，通过b能量通

道与车端线圈耦合；

6)地端控制器：用于控制地端功率组件以及控制地端通信单元；

7)地端通信单元：实现地端与车端的通信连接，并与地面通信控制单元进行信息交互，用于

监测信息的传递；与车端通信单元的通信信道包含a能信同传信道，c无线通信信道。

b)车端组件：

1)车端线圈：实现电能与磁能双向转化的装置，通常安装在车辆底盘，通过b.能量通道与

地端线圈耦合，其尺寸与安装与目标车型相关，满足车辆适配性安装原则；

2)车端补偿网络：与车端线圈形成谐振关系，补偿无功功率，提升系统效率；

3)双向DC-HFAC装置：实现直流电与高频交流电的双向转换，即既可工作在逆变状态，将直

流电逆变成高频交流电注入补偿网络，进一步激发线圈磁场，又可将高频交流电整流成直

流电，供给车载电池；

4)车端控制器：用于控制车端功率组件以及控制车端通信单元；

5)车端通信单元：实现车端与地端的通信连接，并与车辆控制系统进行信息交互，用于监测

信息的传递；与地端通信单元的通信信道包含a.能信同传信道，c.无线通信信道（如WIFI、

蓝牙等）。

6分类

6.1分类依据

本部分的电动汽车双向无线电能传输系统的分类依据如下两个因素：

a)功率等级；

b)对称性。

6.2功率等级

电动汽车双向无线电能传输系统的功率等级定义为正向传输时电动汽车动力电池充电功率与反向

传输时流入三相电网或离网设备的功率，功率等级分类见表1。

表1功率等级分类

类别MF-BWPT1MF-BWPT2MF-BWPT3MF-BWPT4MF-BWPT5MF-BWPT6MF-BWPT7

功率范围

P≤3.73.7＜P≤7.77.7＜P≤11.111.1＜P≤2222＜P≤3333＜P≤66P＞66

kW

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6.3对称性

电动汽车双向无线电能传输系统根据地面端与车载端所用补偿网络类型是否一致，可将其分为：

a)对称拓扑结构；

b)非对称拓扑结构。

表2拓扑对称性分类

类别对称拓扑结构非对称拓扑结构

典型拓扑S-S、LCC-LCC、LCL-LCL等LCC-S等

注：地端、车端补偿网络类型不限于以上所列，宜使用LCC-LCC对称拓扑结构。

7系统总体要求

7.1一般要求

电动汽车双向无线电能传输系统的一般要求包括：

a)地面端供电设备的电压等级应符合GB/T156—2017规定的标准标称电压。其中，交流电频率

50Hz±1Hz，对于特殊用途的交流电可以使用其他频率。

b)车载端电能接收线圈与地面端电能发射线圈具有良好的耦合性，从而确保电动汽车双向无线

电能传输系统的运行。

c)电动汽车双向无线电能传输系统的地端组件，应保证在正常使用时性能稳定，并能最大程度地

保证对电动汽车双向无线电能传输系统使用者以及周边环境安全。

d)电动汽车双向无线电能传输系统车载组件应兼容GB/T38775—2020系列标准中的系统一般要

求。

7.2系统保护要求

电动汽车双向无线电能传输系统应具备空载保护、过压保护、欠压保护、过流保护、防孤岛保护、

通信中断保护等措施。

7.3效率要求

在国标GB/T38775.7—2021中5.2.3所规定的离地间隙Z3的条件下，不同功率等级的电动汽车双向无

线电能传输系统在额定工况下及偏移范围内，正向传输效率与反向传输效率的最小值应符合表3与表4

的规定。

表3额定工况下不同功率等级的系统效率

功率等级系统效率/%

MF-BWPT1≥90%

MF-BWPT2≥90%

MF-BWPT3≥90%

MF-BWPT4≥92%

MF-BWPT5≥92%

MF-BWPT6≥94%

MF-BWPT7≥94%

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表4偏移范围内不同功率等级的系统效率

功率等级系统效率/%

MF-BWPT1≥87%

MF-BWPT2≥87%

MF-BWPT3≥87%

MF-BWPT4≥89%

MF-BWPT5≥89%

MF-BWPT6≥91%

MF-BWPT7≥91%

7.4偏移范围

在国标GB/T38775.7-2021中5.2.3所规定的离地间隙Z3的条件下，电动汽车双向无线电能传输系统

的地端线圈与车端组件在表5所示的偏移范围内应满足7.3的要求。

表5偏移范围

等级MF-BWPT1MF-BWPT2MF-BWPT3MF-BWPT4MF-BWPT5MF-BWPT6MF-BWPT7

X方向

±75±75±75A±100AA

mm

Y方向

±100±100±100A±120AA

mm

注：A表示待定，在后续版本中确定。

7.5控制功能要求

电动汽车双向无线电能传输系统应支持在线切换电能传输方向，快速换向，换向时应抑制应力冲击

不超过所选器件的浪涌指标；支持对电池电压、电池容量、充放电电流等电池状态以及电网状态进行监

测、控制。

7.6安装要求

电动汽车双向无线电能传输系统的车载组件集成装置的安装不应对车辆本身的结构强度和车辆安

全性造成影响，不影响车身底部离地距离；若采用破坏性安装方式，应满足《中华人民共和国道路交通

安全法》等相关管理规定，并与相关部门进行协调；此外应对车辆加装电磁屏蔽装置，避免对车内人员、

车辆走线、车载设备等造成影响，宜采用加装铝板以达到电磁屏蔽要求，相关电磁限制应满足国标GB/T

38775.5-2021的相关规定。

加装铝板宜采用尺寸计算方法如式（4）：

Alx=Kmgin*max{Prx,Sex}+2Xmis

··········································(4)

Aly=Kmgin*max{Pry,Sey}+2Ymis

式中：

Alx——加装铝板沿X方向的尺寸；

Aly——加装铝板沿Y方向的尺寸；

Kmgin——裕量系数，取值范围为[1.11.3]；

Prx、Pry、Sex、Sey——地端线圈、车载端集成装置沿X、Y方向的尺寸；

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Xmis——系统沿X方向的偏移指标；

Ymis——系统沿Y方向的偏移指标；

Z：高度

铝板

车端集成装置Aly

地端线圈

X：行驶方向

Sey

Alx

Sex

Prx

O

Y：垂直于

行驶方向

Pry

图2铝板尺寸示意图

8结构要求

8.1车端要求

8.1.1车端线圈要求

电动汽车双向无线电能传输系统车端线圈宜采用平面方形线圈，根据GB/T38775.3—2020中5.2.3

所规定的离地间隙Z1、Z2、Z3，不同功率等级的车端线圈尺寸如表3所示。

表3不同功率等级车端线圈尺寸

离地功率等级

间隙MF-BWPT1MF-BWPT2MF-BWPT3MF-BWPT4MF-BWPT5MF-BWPT6MF-BWPT7

Z1280mm280mm300mmAAAA

Z2350mm350mm350mmAAAA

Z3420mm420mm420mmA730mmAA

注：A表示待定，待后续版本修订或在其他标准中制定。

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图3车端线圈尺寸示意图

同时，车端线圈尺寸宜小于GB1589-2016中规定的车辆宽度的50%，车端线圈、车端功率组件及

车端控制单元宜采用集成一体化设计，整体厚度不超过100mm，集成一体化设计结构参考示意如图4

所示。

封装外壳

电气&通信

车端电路安装层接口

液冷板

隔板

磁芯

线圈

线槽板

图4车端集成化装置示意图

8.1.2车端集成化装置散热要求

为满足车端集成化设计的高功率密度要求和车载设备散热需求，宜采用液冷散热方式。

8.2车载集成化装置接口要求

电动汽车双向无线电能传输系统车载设备应规范统一接口类型，包括机械结构与电气特性。

强电接口要求：主功率DC充电接口，有足够的耐压、水密强度、机械强度，满足GB/T33594—2017

要求；弱电接口要求：弱电接口包含车端集成化装置的辅电接口、通信接口等，满足GB/T38775.2—

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2020的要求；冷却液通道接口要求：满足水密、水压强度要求，并保证插拔时不漏水，方便车端集成化

装置的维护。

8.3车载集成化装置安装要求

车端集成化装置的安装固定装置应满足承重、抗震等相关要求，固定装置应适配不同车型。

9标识和说明要求

无线充电设备应以清晰的方式进行但不限于如下标记：

a)公司名称、简称、商标或用以清晰识别制造商的标识；（必选）

b)设备标号、产品编号；（必选）

c)序列号或生产批次号；（必选）

d)制造日期；（必选）

e)功率等级；（必选）

f)额定输入交流（AC）或直流（DC）；（必选）

g)额定工作频率（kHz）；（必选）

h)额定输出电流（A）、额定输出电压（V）；（必选）

i)是否支持双向无线无线电能传输功能；（必选）

j)地端是否支持并网和离网；（必选）

k)室内使用或室外使用的标识；（必选）

l)输入相数；（可选）

m)IP等级（防护等级）；（可选）

n)所有与类别、特性和产品差异化因素相关的必要信息；（可选）

o)联系信息（电话号码，承包商地址，安装者或者制造商）；（可选）

p)过载能力；（可选）

q)产品符合的本系列标准版本号。（可选）

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电动汽车双向无线电能传输系统技术规范

1范围

本文件规定了电动汽车双向无线电能传输系统的系统总体要求、结构要求和标识和说明要求。

本文件适用于基于磁耦合技术的电动汽车静态双向无线电能传输系统，其地面端供电来自三相电

网，车载端动力电池额定电压最大值为1500V（DC）。

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/T156标准电压

GB1589-2016汽车、挂车及汽车列车外廓尺寸、轴荷及质量限值

GB/T4208外壳防护等级(IP代码)

GB/T7251.1—2013低压成套开关设备和控制设备第1部分：总则

GB/T33594-2017电动汽车充电用电缆

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/T38775.5-2021电动汽车无线充电系统第5部分：电磁兼容性要求和实验方法

GB/T38775.7-2021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

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

地端线圈groundcoil

安装在地面端的能量发射/