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

　　ICS 43 . 040 . 99 CCS T 35

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　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

　　Electric vehicle wireless power transfer—

　　part 8 : Specific requirements of commercial vehicle

　　2023-09-07 发布 2023-09-07 实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 38775 . 8—2023

　　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 符号和缩略语 2

　　4 . 1 符号 2

　　4 . 2 缩略语 2

　　5 总则 2

　　5 . 1 系统架构 2

　　5 . 2 分类 3

　　6 要求 4

　　6 . 1 充电前准备阶段要求 4

　　6 . 2 充电启动阶段要求 4

　　6 . 3 充电传输阶段要求 4

　　6 . 4 充电停止阶段要求 5

　　7 试验准备 5

　　7 . 1 频率设置 5

　　7 . 2 对准容忍区域与中心对准点设置 5

　　7 . 3 输出电压测量点选择 6

　　7 . 4 测试装置布置 7

　　8 测试方法 7

　　8 . 1 充电前准备阶段测试 7

　　8 . 2 充电启动阶段测试 7

　　8 . 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 10

　　A. 1 地面设备机械结构 10

　　A. 2 地面设备电路设计 13

　　附录 B (资料性) 商用车 MF-WPT系统-车载设备 16

　　B. 1 车载设备机械结构 16

　　B. 2 车载设备电路设计 18

　　附录 C (资料性) 系统效率测试记录表 20

　　参考文献 21

　　I

　　GB/T 38775 . 8—2023

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1 . 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/T 38775《电动汽车无线充电系统》的第 8 部分 。GB/T 38775 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 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 、许继电源有限公司 、宇通客车股份有限公司 、一汽解放汽车有限公司 、华为技术有限公司 、上海万暨电子科技有限公司 、中国科学院电工研究所 、东南大学 、国网江苏省电力有限公司苏州供电分公司 、广西电网有限责任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 。

　　本文件主要起草人:魏斌 、兰昊 、胡超 、全生明 、甘海庆 、刘威 、刘振威 、武志贤 、黄晓华 、袁晓冬 、杨国勋 、蒋成 、吴晓康 、钱科军 、阮文骏 、黄学良 、李芳 、张宝强 、杨南 、肖静 、李江 、王哲 。

　　Ⅲ

　　GB/T 38775 . 8—2023

　　Ⅳ

　　引

　　

　　言

　　GB/T 38775 旨在确立电动汽车无线充电系统的要求 、测试方法 、互操作性等 , 拟由十个部分组成 。

　　— 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(C5U)与车载通信控制单元(IVU)之间实现无线充电控制的通信协议 , 也规定了无线充电控制管理系统(WCCM5)参与无线充电控制的通信协议 。

　　— 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 , 电动汽车内 、外的电磁环境限值和测试方法 。

　　— 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求 , 统一测试方法及判定依据 。

　　— 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备 , 以及待测试地面设备为满足互操作性应满足的要求和测试方法 。

　　— 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备 , 以及待测试车载设备为满足互操作性应满足的要求和测试方法 。

　　— 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通信协议的一致性测试要求 、结构和内容 。

　　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

　　1 范围

　　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 22 kW 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 1 500 v(DC) , 额定输出电压最大值为 1 500 v(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/T 19596 电动汽车术语

　　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 . 3—2020

　　电动汽车无线充电系统

　　第 3 部分:特殊要求

　　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

　　GB/T

　　38775 . 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/T

　　38775 . 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/T 19596 、GB/T 38775 . 1—2020 、GB/T 38775 . 3—2020 界定的以及下列术语和定义适用于本文件 。

　　3.1

　　商用车 commercial vehicle

　　在设计和技术特性上用于运送人员和货物的汽车 。

　　注 : 商用车能牵引挂车 , 乘用车不包括在内 。

　　[来源: GB/T 3730 . 1—2001 , 2 . 2 . 2 , 有修改] 3.2

　　离地间隙 ground clearance

　　车载设备下表面与地面之间的最小垂直距离 。

　　3.3

　　系统效率 system efficiency

　　车载设备输出功率与地面设备输入功率的比值 。

　　3.4

　　对准容忍区域 alignment tolerance area

　　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

　　1

　　GB/T 38775 . 8—2023

　　无线电能传输的区域 。

　　[来源: GB/T 38775 . 6—2021 , 3 . 10] 3.5

　　中心对准点 center alignment point

　　对准容忍区域的几何中心点 。

　　[来源: GB/T 38775 . 6—2021 , 3 . 8]

　　4 符号和缩略语

　　4 . 1 符号

　　下列符号适用于本文件 。

　　uout-min :负载需求的最小充电电压 , 即 MF-WPT系统最小输出电压 。

　　uout-max :负载需求的最大充电电压 , 即 MF-WPT系统最大输出电压 。

　　uout-nom :负载需求的额定电压 , 即 MF-WPT系统额定输出电压 。

　　4 . 2 缩略语

　　下列缩略语适用于本文件 。

　　C5U:地面通信控制单元(Communication 5ErvicE Unit)

　　IVU:车载通信控制单元(In-VEHiclE Unit)

　　MF-WPT:以磁场为介质的无线电能传输(WirElESS PoWEr TranSfEr THrougHMagnEtic FiEld)

　　PFC:功率因数校正(PoWEr Factor CorrEction)

　　5 总则

　　5 . 1 系统架构

　　图 1 所示为 MF-WPT系统架构及组件 。

　　2

　　GB/T 38775 . 8—2023

　　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 —C5U;

　　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 —IVU;

　　24 — 车载功率电路 ;

　　25 — 车载设备 ;

　　200 — 电池和/或车载电气设备 ;

　　a — 无线充电功率传输 ;

　　b — 通信 。

　　图 1 MF-WPT 系统架构及组件

　　5 . 2 分类

　　5 . 2 . 1 输入功率等级分类

　　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-WPT5

　　MF-WPT6

　　MF-WPT7

　　功率(P) kW

　　22

　　33

　　P>66

　　5 . 2 . 2 离地间隙分类

　　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

　　3

　　GB/T 38775 . 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)

　　mm

　　H1

　　110≤H≤170

　　H2

　　160≤H≤220

　　H3

　　210≤H≤270

　　H4

　　H >270

　　5 . 2 . 3 地面设备安装方式分类

　　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/T 38775 . 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

　　6 . 1 充电前准备阶段要求

　　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/T 38775 . 4—2020 中第 4 章 、第 5 章以及 GB/T 38775 . 5—2021 中的第 6 章 、第 7 章的相关规定 。

　　6 . 2 充电启动阶段要求

　　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内 ;

　　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/T 38775 . 6—2021 中附录 B 的B. 2~B. 4 。

　　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. 5 kW/S, 不宜高于 5 kW/S;商用车 MF-WPT6 、 MF-WPT7 系统的功率上升速度不应低于 1 kW/S, 不宜高于 10 kW/S。

　　6 . 3 充电传输阶段要求

　　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 的规定 , 其中 , 系统效率测试时 , 地面设备的异物检测 、活体保护功能应处于工作状态 。

　　4

　　GB/T 38775 . 8—2023

　　表 3 系统效率

　　对准情况

　　系统效率

　　中心对准点

　　≥85%

　　对准容忍区域

　　≥80%

　　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) C5U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 5 kW/s;商用车 MF-WPT6 、MF-WPT7 系统 , 传输功率下降速度不应低于 10 kW/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 1 s 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kHz

　　标称频率

　　f 0 (±0 . 05)

　　注 1 : f 0 为固定的标称频率值 。

　　注 2 : ±0 . 05 为允许的偏差值 。

　　f 0 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 。

　　5

　　GB/T 38775 . 8—2023

　　表 5 对准容忍区域设置

　　坐标

　　MF-WPT5

　　MF-WPT6

　　MF-WPT7

　　x/mm

　　—100~100

　　—100~100

　　—100~100

　　Y/mm

　　—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。

　　a) 单磁极原 、副边线圈 b) 单磁极原边 、双磁极副边线圈-左 c) 单磁极原边 、双磁极副边线圈-右

　　d) 双磁极原边 、单磁极副边线圈-左 e) 双磁极原边 、单磁极副边线圈-右 f) 双磁极原 、副边线圈标引序号说明 :

　　1 — 中心对准点 ;

　　2 — 对准容忍区域 ;

　　3 — 车辆行驶方向 。

　　图 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:

　　— 输出电压最小值 u out- min ;

　　— 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 ;

　　— 输出电压最大值 u out- max ;

　　— 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 ;

　　— 额定系统输出电压 u out-nom , 该测试点由设备制造商提供 , 在 u out- min 和 u out- max之间 。

　　6

　　GB/T 38775 . 8—2023

　　7 . 4 测试装置布置

　　测试装置布置应符合 GB/T 38775 . 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空间放置多个设备 , 且应保证多个设备的移动距离一致 。

　　8 测试方法

　　8 . 1 充电前准备阶段测试

　　商用车 MF-WPT 系统的安全测试应按照 GB/T 38775 . 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/T 38775 . 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/T 38775 . 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/T 38775 . 5—2021 中第 6 章 、第 7 章的规定执行 。

　　8 . 2 充电启动阶段测试

　　8 . 2 . 1 异物检测测试

　　异物检测测试方法通则应符合 GB/T 38775 . 6—2021 中 8 . 2 . 1 . 1 的规定 , 异物检测区域应包括GB/T 38775 . 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 。

　　图 3 异物检测测试区域

　　n 和 m 的取值应使每个测试区域“ij ”的面积(sij )满足: 25 cm2 ≤sij ≤45 cm2 , 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/T 38775 . 6—2021 中 8 . 2 . 1 . 3 的规定 。

　　7

　　GB/T 38775 . 8—2023

　　图 4 每个测试区域的测试点设置

　　8 . 2 . 2 活体保护测试

　　活体保护测试方法应符合 GB/T 38775 . 6—2021 中 8 . 2 . 2 的规定 。

　　8 . 3 充电传输阶段测试

　　8 . 3 . 1 测试点选择

　　商用车 MF-WPT 的测试点应以 25 mm作为步长 , 见表 5 , 若设备制造商提供的对准容忍区域的 x轴 、y 轴最大值不是 25 mm 的倍数 , 则 x 轴 、y 轴的最后测试点不必以 25 mm 作为步长 , 应以 x max 、 ymax作为 x 轴 、y 轴的最后测试点 。测试点示意图见图 5 。

　　a) MF-WPT5 b) MF-WPT6/MF-WPT7标引序号说明:

　　yn —y 轴增加的测试点 ,yn =100+n×25[见 a)]或yn =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 ;

　　x m — x 轴增加测试点 , x m =100+m×25 , 其中 m 为正整数 ;

　　x max — 设备制造商提供的对准容忍区域的 x 轴最大值 。

　　图 5 测试点示意图

　　8

　　GB/T 38775 . 8—2023

　　8 . 3 . 2 系统效率测试

　　对于系统输出电压范围为 uout-min ~uout-max、额定输出电压为 uout-nom 的 MF-WPT系统,系统效率的测试步骤应按以下进行 :

　　a) 系统输出电压为 uout-max ,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 uout-nom ,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 uout-min ,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 uout-min 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O

　　系统效率测试记录表见附录 CO

　　9

　　GB/T 38775 . 8—2023

　　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

　　地面参考设备的机械结构采用“镜像矩形绕组”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 。