GB∕T 38775.1-2020 电动汽车无线充电系统 第1部分:通用要求.pdf
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1、书 书 书犐 犆犛 犜 中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准犌犅犜 电动汽车无线充电系统第部分:通用要求犈 犾 犲 犮 狋 狉 犻 犮狏 犲 犺 犻 犮 犾 犲狑 犻 狉 犲 犾 犲 狊 狊狆 狅狑犲 狉狋 狉 犪 狀 狊 犳 犲 狉犘 犪 狉 狋:犌犲 狀 犲 狉 犪 犾狉 犲 狇 狌 犻 狉 犲犿犲 狀 狋 狊 发布 实施国 家 市 场 监 督 管 理 总 局国 家 标 准 化 管 理 委 员 会发 布书 书 书目次前言范围规范性引用文件术语和定义缩略语充电系统总体要求 一般要求 原理图 测量原则 原边设备的安装分类 分类依据 功率等级 环境状况互操作性要求 一般要求 功率等级 额定
2、工作频率 谐振电路 调谐(可选) 系统效率 通信要求 环境测试 一般要求 工作环境温度要求 环境湿度测试 干热测试 低温测试 安全要求 一般要求 电击防护要求 过载保护和短路承受要求 温升和防止过热要求 机械事故的防护要求 保护区域 结构要求 犌犅犜 一般要求 开关设备的分断能力要求 车载设备结构要求 电力电缆组件要求 材料和部件的强度要求 防腐蚀保护 外壳检验 车辆碾压 标识和说明要求 一般要求 设备的标识 附录(资料性附录)电动汽车无线充电系统框图 附录(资料性附录)磁耦合 犌犅犜 前言 电动汽车无线充电系统分为以下部分: 第部分:通用要求; 第部分:车载充电机和无线充电设备之间的通信协议
3、; 第部分:特殊要求; 第部分:电磁环境限值与测试方法。本部分为 的第部分。本部分按照 给出的规则起草。本部分由中华人民共和国工业和信息化部提出。本部分由全国汽车标准化技术委员会( )归口。本部分起草单位:中兴新能源汽车有限责任公司、中兴通讯股份有限公司、中国汽车技术研究中心有限公司、中国电力科学研究院有限公司、浙江万安科技股份有限公司、中惠创智无线供电技术有限公司、重庆长安新能源汽车有限公司、中国第一汽车集团有限公司、北京新能源汽车股份有限公司、上海汽车集团股份有限公司、北京航空航天大学、厦门新页科技有限公司。本部分主要起草人:胡超、赵勇、刘红军、游世林、兰昊、周荣、魏斌、黄晓华、杨国勋、周
4、德勇、唐德钱、袁昌荣、胡越、范春鹏、汪国康、杨世春、闫啸宇、林桂江。犌犅犜 电动汽车无线充电系统第部分:通用要求范围 的本部分规定了电动汽车无线充电系统的总体要求、分类、互操作性要求、通信要求、环境测试、安全要求、结构要求、材料和部件强度要求、标识和说明要求等。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 ()或 () ,额定输出电压最大值为 ()或 () 。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。 标准电压 电工电子产品环境试验第部分:试
5、验方法试验:低温 电工电子产品环境试验第部分:试验方法试验:高温 环境试验第部分:试验方法试验 :恒定湿热试验 电工电子产品环境试验第部分:试验方法试验交变湿热( 循环) 电工电子产品环境试验第部分:试验方法试验:盐雾 环境试验第部分:试验方法试验 :模拟地面上的太阳辐射及其试验导则 外壳防护等级( 代码) 信息技术设备安全第部分:通用要求 低压成套开关设备和控制设备第部分:总则 电气附件家用及类似场所用过电流保护断路器第部分:用于交流的断路器 电气绝缘耐热性和表示方法 电气绝缘材料耐热性第部分:老化程序和试验结果的评定 接触电流和保护导体电流的测量方法 低压开关设备和控制设备第部分:断路器
6、低压开关设备和控制设备第部分:开关、隔离器、隔离开关以及熔断器组合电器 低压开关设备和控制设备第 部分:接触器和电动机起动器机电式接触器和电动机起动器(含电动机保护器) 低压电气装置第 部分:安全防护热效应保护 低压电气装置第 部分:电气设备的选择和安装接地配置和保护导体 低压电气装置第 部分:安全防护过电流保护 低压电气装置第 部分:安全防护电压骚扰和电磁骚扰防护 低压电气装置第 部分:安全防护电击防护犌犅犜 家用和类似用途的不带过电流保护的剩余电流动作断路器()第部分:一般规则 家用和类似用途的带过电流保护的剩余电流动作断路器()第部分:一般规则 低压电气设备的高电压试验技术第一部分:定义
7、和试验要求 电动汽车术语 家用和类似用途的不带和带过电流保护的型和型剩余电流动作断路器 色漆和清漆涂层老化的评价缺陷的数量和大小以及外观均匀变化程度的标识第部分:起泡等级的评定 色漆和清漆涂层老化的评价缺陷的数量和大小以及外观均匀变化程度的标识第部分:生锈等级的评定 色漆和清漆涂层老化的评价缺陷的数量和大小以及外观均匀变化程度的标识第部分:开裂等级的评定 色漆和清漆涂层老化的评价缺陷的数量和大小以及外观均匀变化程度的标识第部分:剥落等级的评定 电动汽车充电用电缆 汽车电气设备基本技术条件 低压电器设备第 部分:电动汽车特殊设备或地点要求( : )术语和定义 界定的以及下列术语和定义适用于本文件
8、。 原边设备狆 狉 犻 犿犪 狉 狔犱 犲 狏 犻 犮 犲能量的发射端,与副边设备耦合,将电能转化成交变电磁场并定向发射的装置。 副边设备狊 犲 犮 狅 狀 犱 犪 狉 狔犱 犲 狏 犻 犮 犲能量的接收端,与原边设备耦合,接收交变电磁场并转化成电能的装置。 无线电能传输狑 犻 狉 犲 犾 犲 狊 狊狆 狅狑 犲 狉狋 狉 犪 狀 狊 犳 犲 狉;犠犘犜一种借助于空间无形软介质(如电场、磁场、微波等)实现将电能由电源端传递至用电设备的一种供电模式。注:无线电能传输技术也可称为非接触电能传输技术( ,) 。 电动汽车无线充电犲 犾 犲 犮 狋 狉 犻 犮狏 犲 犺 犻 犮 犾 犲狑 犻 狉 犲
9、犾 犲 狊 狊狆 狅狑 犲 狉狋 狉 犪 狀 狊 犳 犲 狉将交流或直流电网(电源)通过无线电能传输技术,为电动汽车动力电池提供电能,也可以为车载设备供电。 非车载功率组件狅 犳 犳 犫 狅 犪 狉 犱狆 狅狑 犲 狉犮 狅犿狆 狅 狀 犲 狀 狋 狊将电网的电能转换成原边设备所需电能的功率变换单元。犌犅犜 车载功率组件狅 狀 犫 狅 犪 狉 犱狆 狅狑 犲 狉犮 狅犿狆 狅 狀 犲 狀 狋 狊安装在车辆上,将副边设备接收的电能通过功率变换器转变为直流电,供给电动汽车。 地面设备狅 犳 犳 犫 狅 犪 狉 犱狊 狌 狆 狆 犾 狔犱 犲 狏 犻 犮 犲电动汽车无线充电系统的地面侧设备的统称。注
10、:地面设备包括原边设备、非车载功率组件及通信单元等。 车载设备狅 狀 犫 狅 犪 狉 犱狊 狌 狆 狆 犾 狔犱 犲 狏 犻 犮 犲电动汽车无线充电系统的车载侧设备的统称。注:车载设备包括副边设备、车载功率组件及通信单元等。 无线充电位狑 犻 狉 犲 犾 犲 狊 狊犮 犺 犪 狉 犵 犻 狀 犵狊 狆 狅 狋为一辆电动汽车提供无线充电服务的地面设施统称。注:无线充电位包括停车位、地面设备和其他辅助设施(如容纳原边设备的设备井,地面限位装置,定位辅助设备等) 。 机械气隙犿犲 犮 犺 犪 狀 犻 犮 犪 犾犪 犻 狉犵 犪 狆原边设备上表面与副边设备下表面最短的间距。 工作气隙狅 狆 犲 狉 犪
11、 狋 犻 狅 狀 犪 犾犪 犻 狉犵 犪 狆原边设备磁场发射线圈上表面与副边设备磁场接收线圈下表面之间的距离。 异物犳 狅 狉 犲 犻 犵 狀狅 犫 犼 犲 犮 狋 狊位于原边设备和副边设备之间的任何物体。其既不是电动汽车的一部分,也不是电动汽车无线充电位的一部分。 臂展范围犪 狉犿 狊狉 犲 犪 犮 犺从地面到人指尖的垂直距离,或是任意方向下此距离的三分之一。(见图)说明:犪 表示一个人完全舒展开的距离;犫 表示一个人去够东西的距离。图臂展范围犌犅犜 系统效率狊 狔 狊 狋 犲犿犲 犳 犳 犻 犮 犻 犲 狀 犮 狔电能传输从交流(或直流)电源输入到电动汽车电池车载设备的效率。注:系统效率的
12、测量点见图。 保护区域狆 狉 狅 狋 犲 犮 狋 犻 狅 狀犪 狉 犲 犪 狊电动汽车内及周围具有同种类保护需求的区域。缩略语下列缩略语适用于本文件。:地面通信控制单元( ):断路器( ):电磁兼容性( ):电磁辐射( ):车载通信控制单元( ) :以磁场为介质的无线电能传输( ):带过流保护的剩余电流动作保护器( ):剩余电流动作保护器( )充电系统总体要求 一般要求充电系统的一般要求包括:)非车载供电设备的电压等级应符合 规定的标准标称电压。其中,交流电频率 ,对于特殊用途的交流电可以使用其他频率。)车载设备应与地面设备具有良好的耦合性,从而确保电动汽车无线充电系统的安全运行。)电动汽车无
13、线充电系统的地面设备,应保证在正常使用时性能稳定,并能最大程度的保证对电动汽车无线充电系统使用者以及周边环境安全。 原理图图给出了一种交流输入电动汽车无线充电系统的原理示意图,电动汽车无线充电系统的系统框图参见附录,一种磁耦合的示例参见附录。犌犅犜 图交流输入电动汽车无线充电系统(固定安装设备和便携式设备)图中各个序号代表的含义见表。表电动汽车无线充电系统各部分名称图中序号名称非车载功率组件原边设备副边设备车载功率组件地面设备车载设备地面通信控制单元()车载通信控制单元()地面设备(便携式)或者或者 瑏 瑡效率测试点 瑏 瑢效率测试点 瑏 瑣插头和插座无线电能传输通讯犌犅犜 测量原则 坐标系描
14、述原副边设备的三维坐标系如图所示,犡轴为车辆行驶方向,犡表示车尾方向,犢轴为垂直于行驶方向,犣轴为高度,该坐标系的原点为参考点。图坐标系方向定义 停车方位原边设备安装位置如图所示,参数说明见表。图原边设备位置表原边设备位置方向参数值坐标轴行驶方向狓犡行驶方向的横向狔犢高度方向狕犣犌犅犜 偏移量犡、犢方向上的偏移量为副边中心点与零点之间的偏差,如图所示,其参数说明见表。图犡方向和犢方向的最大偏移表偏移方向偏移距离坐标轴行驶方向狓犡行驶方向的横向狔犢 原边设备尺寸测量原边设备的尺寸测量定义如表。表原边设备方向参数值坐标轴行驶方向狓犡行驶方向的横向狔犢高度方向狕犣 机械气隙测量机械气隙测量如表。犌犅
15、犜 表机械气隙方向参数值坐标轴高度方向狕犣 原边设备的安装 安装方式原边设备的安装方式有:)地埋安装;)地上安装;)其他安装方式(如汽车顶部上方安装、墙面安装、原边设备升降式安装等) 。 地埋安装地埋安装如图所示,原边设备完全埋藏于地下,原边设备的表面存在于犣轴零坐标处。图地埋安装图中各数字表示的含义在表中给出。表地埋安装各部分名称图中序号名称工作气隙机械气隙原边设备封装和保护高度(含盖板)副边设备封装和保护高度路面注:原边设备和副边设备之间的距离大于或等于副边设备到地面的间隙。 地上安装地上安装如图所示,原边设备以突出地面一定高度的方式安装。在路面之上的安装高度由制造商的安装指南给定。最大安
16、装高度也应符合国家相关管理条例,如城市道路管理条例。犌犅犜 图地上安装图中各数字表示的含义在表中给出。表地上安装各部分名称图中序号名称工作气隙机械气隙原边线圈上表面到原边保护盖板上表面的高度副边线圈下表面到副边设备下表面的高度路面安装高度分类 分类依据本部分的磁耦合电动汽车无线充电系统分类依据如下两个因素:)功率等级;)环境状况。 功率等级磁耦合电动汽车无线充电系统的输入功率等级分类见表。表输入功率等级分类类别 功率范围犘 犘 犘 犘 犘 犘 犘 注: 、 、 、 、 系统不适用于单相电输入。 环境状况磁耦合电动汽车无线充电系统的地面设备,根据用途和环境状况可分为:)室内使用;犌犅犜 )室外使
17、用。互操作性要求 一般要求地面设备和车载设备满足以下条件时,为可互操作的,地面设备才能向电动汽车进行无线电能传输。)功率等级符合表的要求;)工作气隙相匹配;)相同的标称工作频率;)电路拓扑结构相兼容;)调谐(可选) ;)合理的系统效率及功率因数;)并且符合:)及要求;)防护要求;)输电过程使用兼容的通信方式。 功率等级相同功率等级和不同功率等级的地面设备和车载设备之间的互操作性要求如表所示。表功率等级的互操作性车载设备地面设备 支持支持支持支持支持支持支持注:表示待定,待后续版本修订或在其他标准中制定。注:表示建议设备商支持。 额定工作频率可互操作的地面设备和车载设备应使用相同的额定工作频率。
18、 谐振电路原边设备的谐振电路拓扑应与副边设备谐振电路拓扑相匹配。 犌犅犜 调谐(可选)电动汽车无线充电系统工作频率宜调谐。注:调谐的目的为防止系统出现超调,当原、副边设备出现错位、气隙波动等情况,可通过频率调谐进行校正。 系统效率互操作性需要系统效率在额定工作点上及偏移条件下应不小于制造商标定的最低限值。电动汽车无线充电系统的额定工作点应满足以下条件:)系统以额定功率输出;)原副边设备应处于对齐状态;)工作气隙为厂商设定或说明的唯一的值。通信要求电动汽车无线充电系统的地面设备和车载设备之间应具备无线通信能力,通过信令实现无线电能传输过程的控制以及相关必要信息的交互,确保电动汽车无线充电系统的安
19、全、可靠运行。环境测试 一般要求在本章要求的测试中,无线充电设备应运行在标称电压、最大输出功率和电流情况下,且安全特性不降低。无线充电系统的环境测试和相关设计应满足:)电动汽车无线充电系统的供电设备设计为满足无线充电系统正常工作条件下的使用。)无线充电设备的测试在 到 之间的大气压下进行。)无线充电设备的测试在 以下海拔进行。对于超过 海拔使用的设备,应考虑介电强度的下降、设备的开关能力、空气的冷却作用以及设备的降额运行。)用于室外和室内安装的封闭的设备和组件,若在高湿度和温度变化范围大的环境下使用,应采取措施防止设备内产生有害的冷凝现象。可使用如通风和或内部加热、排水孔等措施,但是应同时保证
20、 和 中要求的防护等级。)如果组件(例如继电器、电子设备)不适用于本章规定的工作条件,则采取适当的手段来确保其可正常工作。注:特殊安装环境下的测试需要对性能进行确认。 工作环境温度要求无线充电设备应在规定的环境温度、最高温、最低温条件下测试。设备应通过高低温条件下的功能测试,包括符合 要求的最低温测试(试验)和符合 要求的最高温测试(试验) 。在不同的安装环境下设备对环境温度要求的应满足:)室内安装的环境温度要求:)环境温度上限 ,且 平均温度不超过 。)环境温度下限是。)室外安装的环境温度要求:)环境温度上限 ,且 平均温度不超过 。)环境温度下限是 。 犌犅犜 环境湿度测试无线充电设备应设
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