GB/T 38775.1-2020英文版翻译 电动汽车无线充电系统通用要求

ChinaAutoRegs|GB/T 38775.1-2020 英文版翻译/English/电动汽车无线充电系统 第1部分：通用要求
Electric Vehicle Wireless Power Transfer – Part 1: General Requirements

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现行GB/T 38775《电动汽车无线充电系统》系列标准：

GB/T 38775.1-2020英文版 电动汽车无线充电系统 第1部分：通用要求
Electric vehicle wireless power transfer—Part 1: General requirements
GB/T 38775.2-2020英文版 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
Electric vehicle wireless power transfer—Part 2: Communication protocols between on-board charger and wireless power transfer device
GB/T 38775.3-2020英文版 电动汽车无线充电系统 第3部分：特殊要求
Electric vehicle wireless power transfer—Part 3: Specific requirements
GB/T 38775.4-2020英文版 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
Electric vehicle wireless power transfer—Part 4: Limits and test methods of electromagnetic environment
GB/T 38775.5-2021英文版 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
Electric Vehicle Wireless Power Transfer — Part 5: Electromagnetic Compatibility Requirements and Test Methods
GB/T 38775.6-2021英文版 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
Electric Vehicle Wireless Power Transfer — Part 6: Interoperability Requirements and Testing — Ground Side
GB/T 38775.7-2021英文版 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
Electric Vehicle Wireless Power Transfer — Part 7: Interoperability Requirements and Testing —Vehicle Side
CONTENTS
ForewordII
1Scope1
2Normative References1
3Terms and Definitions2
4Abbreviations3
5Overall Requirements for Power Transfer System4
5.1General Requirements4
5.2Schematic Diagram4
5.3Measurement Convention5
5.4Primary Device Mounting6
6Classification8
6.1Classification Basis8
6.2Power Classes8
6.3Environmental Conditions8
7Interoperability Requirements8
7.1General Requirements8
7.2Power Classes8
7.3Rated Operating Frequency9
7.4Resonance Circuit9
7.5Tuning (Optional) 9
7.6System Efficiency9
8Communication Requirements9
9Environmental Testing9
9.1General Requirements10
9.2Requirement for Operating Ambient Temperature10
9.3Ambient Humidity Testing10
9.4Dry Heat Testing10
9.5Low Temperature Testing10
10Safety Requirements11
10.1 General Requirements11
10.2 Requirements for Protection against Electric Shock 11
10.3 Requirements for Overload Protection and Short Circuit Withstand13
10.4 Requirements for Temperature Rise and Overheating Prevention13
10.5 Requirements for Protection against Mechanical Incident15
10.6 Protection Areas15
11Constructional Requirements16
11.1 General Requirements16
11.2 Requirements for Breaking Capacity of Switching Devices16
11.3 Constructional Requirements for On-Board Supply Device16
11.4 Requirements for Power Cable Assembly16
12Requirements for Strength of Materials and Parts16
12.1 Protection against Corrosion16
12.2 Enclosure Inspection16
12.3 Vehicle Drive-Over17
13Requirements for Marking and Instructions 17
13.1 General Requirements17
13.2 Marking of Device17
Annex A (Informative) Diagram Showing the Electric Vehicle Wireless Power Transfer System19
Annex B (Informative) Magnetic coupling20
1 范围
GB/T38775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 1000V(AC)或
1500V(DC),额定输出电压最大值为1000V(AC)或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
GB/T2423.1 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验 A:低温
GB/T2423.2 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验 B:高温
GB/T2423.3 环境试验 第2部分:试验方法 试验 Cab:恒定湿热试验
GB/T2423.4 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(12h+12h循 环)
GB/T2423.17 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验 Ka:盐雾
GB/T2423.24 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/T4208 外壳防护等级(IP 代码)
GB4943.1—2011 信息技术设备安全第1部分:通用要求
GB/T7251.1—2013 低压成套开关设备和控制设备第1部分:总则
GB/T10963.1—2005 电气附件家用及类似场所用过电流保护断路器第 1 部分:用 于交流的 断路器
GB/T11021—2014 电气绝缘耐热性和表示方法
GB/T11026.1—2016 电气绝缘材料耐热性第1部分:老化程序和试验结果的评定
GB/T12113—2003 接触电流和保护导体电流的测量方法
GB/T14048.2—2008 低压开关设备和控制设备第2部分:断路器
GB/T14048.3—2017 低压开关设备和控制设备第3部分:开关、隔离器、隔离开关以及熔断器 组合电器
GB/T14048.4—2010 低压开关设备和控制设备第 4-1 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)
GB/T16895.2 低压电气装置第4-42部分:安全防护热效应保护
GB/T16895.3 低压电气装置第5-54部分:电气设备的选择和安装接地配置和保护导体
GB/T16895.5—2012 低压电气装置第4-43部分:安全防护过电流保护
GB/T16895.10—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/T16895.21—2011 低压电气装置第4-41部分:安全防护电击防护
GB/T16916.1—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/T16917.1—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/T17627.1—1998 低压电气设备的高电压试验技术第一部分:定义和试验要求
GB/T19596电动汽车术语
GB/T22794—2017 家用和类似用途的不带和带过电流保护的 F型和 B型剩余电流动作断路器
GB/T30789.2 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2部分:起泡等级的评定
GB/T30789.3 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3部分:生锈等级的评定
GB/T30789.4 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4部分:开裂等级的评定
GB/T30789.5 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5部分:剥落等级的评定
GB/T33594—2017 电动汽车充电用电缆
QC/T413—2002 汽车电气设备基本技术条件
IEC60364-7-722—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
3 术语和定义
GB/T19596界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
原边设备primarydevice
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。
3.2
副边设备secondarydevice
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。
3.3
无线电能传输wirelesspowertransfer;WPT
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(contactlesspowertransfer,CPT)。
3.4
电动汽车无线充电electricvehiclewirelesspowertransfer
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。
3.5
非车载功率组件off-boardpowercomponents
将电网的电能转换成原边设备所需电能的功率变换单元。
3.6
车载功率组件on-boardpowercomponents
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。
3.7
地面设备off-boardsupplydevice 电动汽车无线充电系统的地面侧设备的统称。
注:地面设备包括原边设备 、非 车载功率组件及通信单元等。
3.8
车载设备on-boardsupplydevice 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。
3.9
无线充电位wirelesschargingspot
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)。
3.10
机械气隙mechanicalairgap
原边设备上表面与副边设备下表面最短的间距。
3.11
工作气隙operationalairgap
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。
3.12
异物foreignobjects
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。
3.13
臂展范围arm'sreach
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1)
3.14
系统效率systemefficiency
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:系统效率的测量点见图 2。
3.15
保护区域protectionareas
电动汽车内及周围具有同种类保护需求的区域。
4 缩略语
下列缩略语适用于本文件。
CSU:地面通信控制单元(CommunicationServiceUnit)
CB:断路器(CircuitBreaker)
EMC:电磁兼容性(ElectromagneticCompatibility)
EMF:电磁辐射(ElectromagneticFields)
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(WirelessPowerTransferThrough MagneticField)
RCBO:带 过 流 保 护 的 剩 余 电 流 动 作 保 护 器 (ResidualCurrentCircuitBreakerwith Overcurrent
Protection)
RCD:剩余电流动作保护器(ResidualCurrentDevice)
5 充电系统总体要求
5.1 一般要求
充电系统的一般要求包括:
a) 非车载供电设备的电压等级应符合 GB/T156规定的标准标称电压。其中,交流电频率50Hz±1 Hz,对于特殊用途的交流电可以使用其他频率。
b) 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。
c) 电动汽车无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。
5.2 原理图
图2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 A,一种磁耦合的示例参见附录 B。
7.3 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。
7.4 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。
7.5 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。
7.6 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:
a) 系统以额定功率输出;
b) 原副边设备应处于对齐状态;
c) 工作气隙为厂商设定或说明的唯一的值。
8 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全、可靠运行。
9 环境测试
9.1 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:
a) 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。
b) 无线充电设备的测试在86kPa到106kPa之间的大气压下进行。
c) 无线充电设备的测试在2000 m 以下海拔进行。 对于超过 2000 m 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。
d) 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10.2.5.3和10.2.5.4中要求的防护等级。
e) 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。
9.2 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 GB/T2423.1要求的最低温测试(试验 Ab)和符合 GB/T2423.2要求的最高温测试(试 验 Bb)。在不同的安装环境下设备对环境温度要求的应满足:
a) 室内安装的环境温度要求:
1) 环境温度上限50 ℃,且24h平均温度不超过35 ℃。
2) 环境温度下限是-5 ℃。 b) 室外安装的环境温度要求:
1) 环境温度上限50 ℃,且24h平均温度不超过35 ℃。
2) 环境温度下限是-20 ℃。
9.3 环境湿度测试
无线充电设备应设计运行在5%和95%之间的相 对湿度。 根据不同的安装环境,应 选择如下两个 试验之一进行测试:
a) 室内安装的湿度测试
温度为50 ℃时空气相对湿度不超过50%。应通过下面的测试:
1) 6 个 周 期 为 24h 的 湿 热 循 环 试 验:符 合 GB/T2423.4,温 度 在 (40±3)℃、相 对 湿 度 为95%(试验 Db);
2) 2个周期为24h的盐雾试验:符合 GB/T2423.17,温度为(35±2)℃(测试 Ka:盐雾)。
b) 室外安装的湿度测试
温度为25 ℃时的最高相对湿度可为100%。
应通过下面的测试条件:
1) 5个周期为24h的湿热循环试验:符合 GB/T2423.4—2008,温度在(40±3)℃、相对湿度 为95%(试验 Db);
2) 7个周期为24h的盐雾试验:符合 GB/T2423.17,温度为(35±2)℃(测试 Ka:盐雾)。
9.4 干热测试
按 GB/T7251.1—2013中10.2.3.1要求进行干热 试验。 该试验应符合 GB/T2423.24 中试验 Sa, 过程 B的要求。
注:干热试验可结合外壳的热稳定性试验。
9.5 低温测试
低温测试应遵循 GB/T2423.1中试验 Ab: a) 室外使用设备,-20 ℃±3 ℃运行16h; b) 室内使用设备,-5 ℃±3 ℃运行16h。
当 设 备 运 行 的 环 境 比 以 上 规 定 温 度 更 低 时,根 据 需 要 针 对 极 端 寒 冷 气 候 的 低 温 试 验 按 照
GB/T2423.1进行(测试 Ab)测试,以制造商定义的额定最低温运行16h。
10 安全要求
10.1 一般要求
在本章测试中,涉及电动汽车无线充电系统运行 状态下试验,系 统应运行在额定电压下,输 出最大 功率和电流。如果设备设 计 成 可 在 多 个 不 同 额 定 电 压 下 运 行,测 试 时 应 运 行 在 所 支 持 的 最 大 额 定 电 压下。
10.2 电击防护要求
10.2.1 一般要求
电击防护的一般要求包括:
a) 危险带电部件应不可被接触。
b) 单一故障条件下应实现电击保护措施。
c) 对于固定安装的电动汽车地面设备,其要求详见IEC60364-7-722—2015。
d) 对于可以同时使用的连接点,每个连接点应使用独立的保护手段(过流保护和故障电流保护)。
10.2.2 接触电流要求
本条款试验时,系统处于运行状态,且无线充电系统供电电压应为标称额定电压的1.1倍。 接触电流应在地面设备连接至交流电网的情况下,按照 GB/T12113—2003进行测试。 交流电极和可接触金属零件的接触电流应依照 GB4943.1—2011 进行测试,接 触电流值不应超过
表10给出的数值。
接触电 流 试 验 是 在 完 成 湿 热 交 变 测 试 Db 后 的 1h 之 内 进 行 测 试,其 中 湿 热 交 变 测 试 应 按 GB/T2423.4要求进行;或者是在完成湿热 稳态测试 Ca后 的 1h之内进行测试,其 中湿热稳态测试应 在40 ℃±2 ℃、93%的相对湿度环境下进行,测试时间为4d,应按 GB/T2423.3要求进行测试。
无线充电系统由隔离变压器供电,或以与地隔离的方式安装。通过固定电阻连接的电路,或者参考 接地的电路,在测试前应断开。
10.2.3 绝缘电阻要求
用开路电压为表11中规定电压等级的测试仪器测量,电动汽车无线充电系统非电气连接的各带电 回路之间、各独立带电回路与地(金属外壳)之间绝缘电阻不应小于500Ω/V。
10.2.4 绝缘强度要求
10.2.4.1 绝缘耐压强度
电动汽车无线充电系统非电气连接的各带电回路之间、各独立带电回路与地(金属外壳)之间,按其 工作电压应能承受表11所规定历时1 min的工频耐压试验,试验过程中应无绝缘击穿和飞弧现象。
10.2.4.2 冲击耐压
电动汽车无线充电系统各带电回路之间、各带电回路与地(金属外壳)之间,按其工作电压应能承受 所规定标准雷击波的短时冲击电压试验,冲击电压试验电压等级见表11。
在无线充电系统的控制柜非电气连接的各带电回路之间、各 独立带电回路与地 (金 属外壳)之 间按 表11规定施加3次正极性和3次负极性标准雷电波的短时冲击电压,每次间隙不小于5s,试验时其他 回路和外露的导电部分接地,试验过程中,试验部位 不应出现击穿放电,允 许出现不导致损坏绝缘的闪 络。如果出现闪络,则应复查介电强度,介电强度试验电压为规定值的75%。
10.2.5 直接接触防护
10.2.5.1 可接触危险部分的防护等级
外壳的IP 等级至少为IPXXC。
10.2.5.2 外壳的IP 等级
非车载功率组件外壳的最小IP 等级应满足: a) 室内使用:IP32;
b) 室外使用:IP54。 使用手册中应说明使用环境。
10.2.5.3 原边设备的IP 等级
地埋安装和地面安装的原边设备IP 等级应遵循: a) 非公共路段安装的最小的IP 等级应为:IP67;
b) 在公共路段安装的最小IP 等级应为:IP69K、IP67。
10.2.5.4 车载设备的IP 等级
车载设备IP 等级应遵循,最小IP 等级:IP67。
原边设备和非车载功率组件为一体化设计、副 边设备和车载设备为一体化设计时,则 只做 1 次IP 等级测试,且应遵循两者中较高的IP 等级。
10.2.6 能量存储—电容放电
对于便携式无线充电系统,标准插头从标准插座断开后1s内,标准 插头任何可触及的导电部分和 保护导体之间的电压应不大于60V (DC)或者等效存储电荷应小于或等于0.2J。
10.2.7 故障保护
故障保护模式应按 GB/T16895.21—2011进行。
10.2.8 保护接地导体
对于电动汽车无线充电系统非车载部分,应由保护 导体在主供电的接地端子和外接的裸露可导电部分之间建立等电位连接,该保护接地导体应满足 GB/T16895.3的要求。
10.2.9 补充措施
10.2.9.1 附加保护
为避免在基本保护或故障保护失效或用户误操作的情况下引起触电,应附加保护。 除使用电隔离保护措施的电路,地面设备应采用 A 型或者 B型剩余电流保护器(RCD),RCD 应符
合 GB/T14048.2—2008、GB/T16917.1—2014、GB/T16916.1—2014 和 GB/T22794—2017 的 相 关
要求。
10.2.9.2 手动/自动复位要求
电路断路器,RCD 和其他提供人身保护防止电击的设备不应自动复位。
10.2.10 远程通信网络要求
如 果 在 电 动 汽 车 无 线 充 电 系 统 中 存 在 任 何 远 程 通 信 网 络 或 者 电 信 端 口,对 其 测 试 应 符 合GB4943.1—2011第6章的连接远程通信网络的要求。
10.3 过载保护和短路承受要求
10.3.1 一般要求
过载保护和短路承受要求包括:
a) 测试应按 GB/T17627.1—1998的要求进行。
b) 过流过压的保 护 措 施 应 与 GB/T16895.5—2012、GB/T16895.10—2010、IEC60364-7-722—2015的要求相符。
c) 短路保护和承受能力应与 GB/T7251.1—2013的要求一致。
d) 本条款试验时,系统应处于运行状态。
10.3.2 接地电阻和连续性测试
接地电阻和连续性测试应符合 GB/T7251.1—2013的要求。
10.3.3 接地路径测试
设备的接地路径(保护电路)应符合 GB/T7251.1—2013的要求。
10.3.4 短路耐受强度
短路耐受强度的要求应符合 GB/T7251.1—2013的要求。
10.4 温升和防止过热要求
10.4.1 概述
温升和防止过热的要求有以下原因:
a) 无线充电系统可接触部件超过一定温度,造成皮肤烧伤。具体见10.4.2。
b) 无线充电系统的部件、零件、绝缘材料和塑料 材料超过一定温度,在 设备预期使用年限的正常 使用中,可能降低无线充电系统的电气、机械或其他特性。具体见10.4.3。
c) 原边设备和副边设备之间的异物超过一定温度,成为具有接触危险的物体。具体见10.4.4。
10.4.2 可触及零部件的表面温度要求
在臂展范围内可触及的零部件不应达到可能导致人体烧伤的温度,其 中臂展范围测量值见表 12, 最高表面温度不应 超 过 表 13 中 规 定 的 值。 对 于 室 内 测 试,测 试 结 果 应 校 正 到 环 境 温 度 为 20 ℃ 至 25 ℃。对于室外安装设备或电动车载设备,测试结果应校正到环境温度为40 ℃±2 ℃。
对于可能被偶然接触的无线充电设备表面,若采用 适当的警告标签进行清楚地标示且设备指导书 中有适当的警告,则设备表面最高温度可超过表13规定值。