DB44 T 2099.1-2018 电动汽车无线充电系统 第1部分:通用要求.pdf
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1、ICS 43.040.10 T 35 备案号: 59233-2018 DB44 广东省 地方标准 DB44/T 2099.1 2018 电动汽车无线充电系统 第 1 部分: 通用要求 Electric vehicle wireless power transfer system Part 1: General requirements 2018 - 01 - 02 发布 2018 - 04 - 02 实施 广东 省质量技术监督局 发布 DB44/T 2099.1-2018 I 目 次 前言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 2 4 缩略语 . 5 5
2、一般要求 . 6 6 分类 . 6 7 互操作性 . 6 8 系统总体要求 . 7 10 电击防护要求 . 11 11 安全要求 . 12 12 结构要求 . 16 13 材料和部件的强度 . 17 14 测试条件要求 . 17 15 电磁兼容性 . 18 16 标记和说明 . 23 DB44/T 2099.1 2018 II 前 言 DB44/T 2099 2018电动汽车 无线充电系统分为十个部分: 第 1部分:通用要求; 第 2部分:通信协议; 第 3部分: 磁耦合 ; 第 4部分:接口; 第 5部分:安全; 第 6部分:管理系统; 第 7部分:电能计量 要求 ; 第 8部分:地面设施;
3、 第 9部分:车载设备; 第 10部分:充电站。 本部分为 DB44/T 2099 2018的第 1部分。 本部分按照 GB/T 1.1 2009给出的规则起草。 本部分由 广东省电动汽车标准 化 技术 委员会提出并归口。 本部分起草单位: 中兴通讯股份有限公司、深圳市标准技术研究院、中兴新能源汽车有限责任公司、 深圳奥特迅电力设备股份有限公司、比亚迪汽车工业有限公司、广州汽车集团股份有限公司汽车工程研 究院、华南理工大学、深圳市科陆电子科技股份有限公司、广东省中山市质量技术监督标准与编码所、 普天新能源有限责任公司、广州能源检测研究院、深圳市佳华利道新技术开发有限公司。 本部分主要起草人:
4、刘红军、李海东、王益群、杨桂芬、胡超、操敏、李志刚、梁丰收、牛凯华、 赵小坤、夏铸亮、李 礼夫、张忠波、章登清、焦永杰、谢军、叶俊 文、关少苹、邵浙 海、万勇、刘宜仔、 刘洋成、温建权、李涵、徐珍、罗欣怡。 DB44/T 2099.1 2018 1 电动汽车 无线 充电 系 统 第 1 部分: 通用要求 1 范围 本部分规定了电动汽车无线充电系统的分类、互操作性要求、系统总体要求、通讯要求、电击防护 要求、安全要求、结构要求、材料和部件的强度、测试条件要求、电磁兼容性、标记和说明等。 本 部分 适用于静态磁耦合电动汽车无线充电系统,其供电电源额定电压最大值为 1000 V AC或 1500 V
5、 DC,额定输出电压最大值为 1000 V AC或 1500 V 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/T 156-2007 标准电压 GB/T 2423.1-2008 电工电子产品环境试验 第 2部分:试验方法 试验 A:低温 GB/T 2423.2-2008 电工电子产品环境试验 第 2部分:试验方法 试验 B:高温 GB/T 2423.3-2006 电工电子产品环境试验 第 2部分:试验方法 试验 Cab:恒定湿热试验 GB/T 2
6、423.4-2008 电工电子产品环境试验 第 2部分:试验方法 试验 Db 交变湿热( 12 h 12 h 循环) GB/T 2423.17-2008 电工电子产品环境试验 第 2部分 : 试验方法 试验 Ka:盐雾 GB/T 2423.24-2013 环境试验 第 2部分:试验方法 试验 Sa:模拟地面上的太阳辐射及其试验 导则 GB 4208-2008 外壳防护等级 (IP代码 ) GB 4824-2013 工业、科学和医疗 (ISM)射频设备 骚扰特性 限值和测量方法 GB 4943.1-2011 信息技术设备 安全 第 1部分:通用要求 GB/T 5013-2008 额定电压 450
7、/750 V及以下橡皮绝缘电缆 GB/T 5023-2008 额定电压 450/750 V及以下聚氯乙烯绝缘电缆 GB 7251.1-2013 低压成套开关设备和控制设备 第 1部分 :总则 GB/T 7251.7-2015 低压成套开关设备和控制设备 第 7部分:特定应用的成套设备 -如码头、露 营地、市集广场、电动车辆充电站 GB/T 11021-2014 电气绝缘 耐热性和表示方法 GB/T 11026-2003 电气绝 缘材料 耐热性 GB/T 12113-2003 接触电流和保护导体电流的测量方法 GB 14048.3-2008 低压开关设备和控制设备 第 3 部分 : 开关、隔离器
8、、隔离开关以及熔断器组 合电器 GB 16895.2-2005 建筑物电气装置 第 4-42部分 :安全防护 -热效应保护 GB 16895.3-2004 建筑物电气装置 第 5-54 部分 :电气设备的选择和安装 接地配置、保护导体 和保护联结导体 GB 16895.5-2012 低压电气装置 第 4-43 部分:安全防护 过电流保护 DB44/T 2099.1 2018 2 GB/T 16895.10-2010 低压电气装置 第 4-44 部分:安全防护 电压骚扰和电磁骚扰防护 GB 16895.21-2011 低压电气装置 第 4-41部分 : 安全防护 电击防护 GB 16916.1-
9、2014 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 (RCCB) 第 1 部分 : 一般规则 GB 16917.1-2014 家用和类似用途的带过电流保护的剩余电流动作断路器 (RCBO) 第 1 部分:一 般规则 GB/T 16935.1-2008 低压系统内设备的绝缘配合 第 1 部分: 原理、要求和试验 GB 17625.1-2012 电磁兼容 限值 谐波电流发射限值 (设备每相输入电流 16A) GB/Z 17625.6-2003 电磁兼容 限值 对额定电流大于 16A 的设备在 低压供电系统中产生的谐 波电流的限制 GB/T 17626.2-2006 电磁兼容 试验和测量技
10、术 静电放电抗扰度试验 GB/T 17626.3-2006 电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验 GB/T 17626.4-2008 电磁兼容 试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗 扰度试验 GB/T 17626.5-2008 电磁兼容 试验和测量技术 浪涌 (冲击 )抗扰度试验 GB/T 17626.6-2008 电磁兼容 试验和测量技术 射频场感应的传导骚扰抗扰度 GB/T 17626.8-2006 电磁兼容 试验和测量技术 工频磁场抗扰度试验 GB/T 17626.11-2008 电磁兼容 试验和测量技术 电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验 GB/T 17627.1-1
11、998 低压电气设备的高电压试验技术 第 1部分 : 定义和试验要求 GB 22794-2008 家用和类似用途的不带和带过电流保护的 B型剩余电流动作断路器 (B型 RCCB和 B 型 RCBO) IEC 60364-7-722-2015 低压电器设备 第 7-722部分:电动汽车特殊设备或地点要求 (Low-voltage electrical installations - Part 7-722: Requirements for special installations or locations - Supplies for electric vehicles) IEC CISPR
12、32-2015 多媒体设备电磁兼容性 -发射要求( Electromagnetic compatibility of multimedia equipment Emission requirements) 3 术语 和 定义 3.1 原边设备 primary device 能量的发射端,产生交变磁场与副边设备耦合的设备,包括封装和保护材料。 3.2 副边设备 secondary device 能量的接收端,安装在电动汽车上与原边设备发生耦合的设备,包括封装和保护材料。 3.3 无线电能传输 wireless power transfer (WPT) 调整具有标准电压和频率的交流电源的电流,将电
13、能以交变磁场的方式从原边设备传输至副边设 备。 3.4 电动汽车无线充电 electric vehicle wireless power transfer (WPT) DB44/T 2099.1 2018 3 将交流或直流电网(电源)通过无线电能传输技术,调整为校准的电压 /电流,为电动汽车动力电 池提供电能,也额外的为车载设备供电。 3.5 非车载功率器件 off-board power components 非车载功率器件包括将所需高频电流加载至原边设备两端的高频功率变换单元,包括封装和保护材 料。 3.6 车载功率器件 on-board power components 将副边设备接收的
14、电能通过功率变换器转变为直流电,供给可存储电能系统或车载动力电池,包括 封装和保护材料。 3.7 地面设备 off-board supply equipment 电动汽车无线充电系统的地面侧设备的统称,包括原边设备及非车载功率器件。 3.8 车载设备 on-board supply equipment 电动汽车无线充电系统的车载侧设备的统称,包括副边设备及车载功率器件。 3.9 无线充电位 WPT spot 为一辆电动汽车提供无线充电服务 的地面设施统称,包括停车位、地面设备和其它辅助设施(如容 纳原边设备的设备井,地面限位装置,定位辅助设备等)。 3.10 充电站 charging stat
15、ion 专为电动汽车充电服务而建设的、能够同时为三台以上电动汽车提供充电服务并监控充电过程的场 所。 3.11 功率传输控制器 power transfer controller (PTC) 无线充电系统地面侧功率控制单元,实现 直流到高频交流的逆变,输出满足无线充电系统工作频率 的交流电驱动原边设备工作,并根据 CSU的控制指令, 完成无线充电过程的控制。 3.12 功率接收控制器 power pick-up controller (PPC) 无线充电系统车辆侧功率控制单元,对副边输出的 高频交流进行整流,输出满足电动汽车车载电池 要求的直流电,并根据 BMS 的控制指令, 完成无线充电过程
16、的控制。 3.13 地面通信控制单元 communication service unit (CSU) DB44/T 2099.1 2018 4 无线充电系统地面侧通信控制器,与 IVU通信,协助完成充电过程的控制。并与 WCCMS通信,完成 无线充电系统地面设备的控制管理功能。 3.14 车载通信控制单元 in-vehicle unit (IVU) 无线充电系统车辆 侧通信控制器,与 CSU通信,协助完成充电过程的控制。并与 WCCMS通信,完成 无线充电系统车载设备的控制管理功能。 3.15 无线充电控制管理系统 wireless charging control and manageme
17、nt system (WCCMS) 负责无线充电系统的充电控制、运维监控管理、业务运营管理和系统管理等功能。 3.16 充电柜 charging cabinet 无线充电系统地面设施的物理实体,包含 PFC、 PTC、 CSU等功能模块。 3.17 冷源柜 cooling cabinet 大功率无线充电系统地面设 施的物理实体,用于充电过程中对原边设备进行液体循环冷却。 3.18 机械气隙 mechanical air gap 原边设备表面与副边设备表面最短的间距。 3.19 工作气隙 operational air gap 在双面磁场系统中,原边设备磁场表面与副边磁场表面之间的最短间距。 3
18、.20 最优工作位置 optimum operating position 当系统效率最优时的原副边设备的相对位置。 3.21 待机状态 standby mode 电动汽车无线充电系统准备进行电能传输的状态。 3.22 激活状态 active mode 电动 汽车无线充电系统在给电动汽车充电的状态。 3.23 参考点 reference point 为描述原边设备和副边设备的位置而引入三维坐标系,该坐标系的原点为参考点 。 DB44/T 2099.1 2018 5 注: 见图 2和图 3。 3.24 零点 zero point 安装原边设备的基准点 注: 见图 3。 3.25 异物 forei
19、gn objects 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,也不是无线充电系统的一 部分。 3.26 臂展范围 arms reach 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一,参考 图 7。 4 缩略语 下列缩略语适用于本文 件。 AP:无线接入点( Access Point) CSU: 地面通信控制单元 ( Communication Service Unit) EV: 电动汽车 ( Electric Vehicle) MF-WPT: 磁耦合方式的无线电能传输 ( Magnetic field wireless power transfer) IVU
20、: 车载通信控制单元 ( In-Vehicle Unit) PFC: 功率因数校正 ( Power Factor Correction) PPC: 功率接收控制器 ( Power Pick-up Controller) PTC: 功率传输控制器 ( Power Transfer Controller) RCBO: 带过流保护的剩余电流动作保护器 ( Residual current Circuit Breaker with Overcurrent protection) RCD:漏电 保护器 ( Residual Current Device) WCCMS: 无线充电控制管理系统 ( Wire
21、less Charging Control and Management System) WPT: 无线电能传输 ( Wireless Power Transfer) 5 一般要求 对于磁耦合方式的无线充电系统,该系统的电能传输应通过原边设备和副边设备之间的交变磁场进 行。在 DB44/T 2099.3-2018 附录 A、附录 B、附录 C和附录 D给出了四种不同的磁场无线充电系统设计 例子。 非车载供电设备的电压等级应符合 GB/T 156-2007的规定 , 特殊用途的 设备 可以使用其他频率。 地面设备 的 设计和结构应在正常使用时性能稳定,且应最大程度减小对电动汽车无线充电系统使用
22、者以及周边环境带来的危害。 车载设备生产商需要按照 GB 7251.1-2013规定的接口特性进行说明。 车载 设备需要与地面设备应具备良好的耦合性,确保电动汽车无线充电系统的安全运行。 DB44/T 2099.1 2018 6 6 分类 本标准的磁 耦合式无线充电系统依据 功率等级、使用环境进行分类 : a) 按 功率等级分类如表 1所示; b) 按 使用环境 分类,地面设备可分 为: 室内使用; 室外使用。 表 1 MF-WPT 输入功率等级 等级 MF-WPT1 MF-WPT2 MF-WPT3 MF-WPT4 MF-WPT5 MF-WPT6 MF-WPT7 额定输入功率 /kW P 3.
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