本文件规定了中小型客车自动驾驶无线充电的技术要求,包括性能要求、安全要求、互操作性要求以及测试要求,适用于交流输入标称电压最大值为1000V,直流标称电压最大值为1500V的静态磁耦合无线充电设备。
范围与适用性
适用于中小型客车自动驾驶的无线充电技术,涵盖性能、安全、互操作性及测试方法,适用于静态磁耦合无线充电设备。
规范性引用文件
引用了多项国家标准和行业标准,如GB4943.1-2011、GB7251.1-2013、GB/T2423系列、GB/T4208-2017、GB/T12113、GB/T14048.2、GB/T16916.1、GB/T22794、GB/T30789系列、GB/T38775系列、QC/T413等。
术语和定义
定义了静态磁耦合无线充电(MF-WPT)、原边设备、副边设备、电动汽车无线充电、非车载/车载功率器件、地面/车载设备、功率传输控制器(PTC)、功率接收控制器(PPC)、地面/车载通信控制单元(CSU/IVU)、无线充电控制管理系统(WCCMS)、系统频率、标称频率、副边设备离地间隙、自动充电方式等术语。
分类
- 输入功率等级分类:将MF-WPT系统分为7个功率等级(MF-WPT1至MF-WPT7),功率范围从P≤3.7kW至P>66kW,其中MF-WPT3至MF-WPT7系统不适用于单相电输入。
- 设备应用场景分类:分为A类和B类,A类设备需满足与参考设备的互操作性,B类设备可选择性满足。
- 离地间隙分类:分为Z1至Z4四种类型(100~150mm、140~210mm、170~250mm、≥250mm),A类地面设备需支持特定离地间隙范围的副边设备。
一般要求
- 系统架构包括原边设备、副边设备、非车载/车载功率组件、地面/车载通信控制单元(CSU/IVU)、地面/车载功率电路、地面/车载设备等。
- 海拔适用高度为2000m及以下。
- 地面设备正常使用环境条件:工作温度-20°C~50°C,储运温度-25°C~55°C;工作相对湿度≤95%,储运相对湿度≤95%。
- 原边设备安装方式:地上安装上表面离地距离≤7cm,地埋安装上表面离地距离≤5cm,安装位置在停车位后侧。
性能要求
- 工作频率:标称频率79~90kHz,采用定频工作模式。
- 偏移范围:X轴-75~75mm,Y轴-100~100mm,对准容忍区域内需满足功率传输和效率要求。
- 输入/输出功率等级:A类设备需满足特定功率等级的输入/输出要求,B类设备由制造商和用户协商。
- 系统效率:车载设备输出功率与地面设备输入功率的比值,测试点参考GB/T38775.3-2020。
- 输出电压:测试点包括最小/最大充电电压及满功率输出时的电压值。
- 功率因数:额定输入、额定输出条件下不低于0.98。
功能要求
- 具备自动充电方式、待机唤醒功能。
- A类设备需支持兼容性检测,检测项包括输入/输出功率等级、电压范围、电流范围、线圈类型、谐振补偿电路拓扑等。
- 车载设备需具备对位检测、异物检测、生物检测功能。
- 安全联锁:充电状态与车辆行驶模式互锁。
- 人机交互功能:显示系统状态、充电信息、互操作性检测结果等。
- 异常保护:具备过压、过流、空载、过温保护,通信中断时停止充电,地面设备需具备剩余电流保护。
安全要求
- 符合GB/T38775.4中EMF限值要求。
- EMC要求符合GB/T38775.5规定,在最恶劣使用情况下测试。
- 电击防护:危险带电部件不可接触,单一故障条件下实现电击保护,接触电流值不超过规定限值。
- 绝缘电阻:非电气连接的各带电回路之间、与地之间不应小于500Ω/V。
- 绝缘强度:能承受规定历时工频耐压和冲击耐压试验。
- 防护等级:非车载功率组件IP32(室内)/IP54(室外),原边设备IP67(非公共路段)/IP69K或IP67(公共路段),车载设备IP67。
- 过流/短路保护:符合GB/T38775.1-2020要求。
- 温升和过热:符合GB/T38775.1-2020要求。
- 耐碾压:最大总质量5吨以下车辆测试,原边设备需无明显移动和损坏。
- 车载设备结构要求:耐振动、耐温度、耐温湿度变化性能符合QC/T413-2002规定。
- 材料和部件强度要求:防腐蚀保护,外壳检验需符合锈蚀、开裂、密封性等要求。
- 机械事故防护:设备无锐利边缘。
互操作性要求
地面设备和车载设备需满足功率等级、离地间隙、标称频率、电路拓扑、系统效率、功率因数等条件,A类设备需与参考设备进行互操作性测试。
测试方法
- 测试装置布置:整车级测试在实车或模拟底盘环境进行,部件级测试通过台架实现。
- 试验环境条件:温度15°C~35°C,相对湿度45%~75%,大气压力86kPa~106kPa。
- 试验电源条件:频率50Hz±0.5Hz,电压220V/380V±5%,波形近似正弦波,不平衡度不大于5%。
- 试验仪器要求:精度满足不同测量误差等级要求。
- 试验负载:电阻负载或电子负载。
- 输出功率和系统效率:测试点包括不同功率段、气隙、偏移条件下的效率,测试步骤包括不同电压和功率等级下的测试。
- 功率因数:额定输入条件下不同功率段、气隙、偏移条件下的测试。
- 谐波电流:额定输入、额定输出条件下标称气隙、无偏移条件下的谐波电流限值测试。
- 电磁环境限值:参照GB/T38775.4-2020测试。
- 电击防护:通过IPXXB试验和接地电阻测试。
- 防护等级:IP防护等级试验按GB/T4208—2017进行。
- 绝缘电阻/耐压/冲击耐压试验:按GB/T38775.1—2020规定进行。
- 过流/短路保护试验:输出连接负载,缓慢增加功率或短接输出端进行测试。
- 异物检测:测试对象包括触碰风险和燃火风险物体,测试区域和步骤详细规定。
- 生物检测:采用水球测试,测试区域和步骤详细规定。