1、ICS 43.040.10T 35DB44廣東省地方標準DB XX/ XXXXXXXXX電動汽車無線充電系統(tǒng) 第3部分 電磁感應技術Electric vehicle wireless power transfer system Part 3: Requirements for electromagnetic induction for wireless power transfer點擊此處添加與國際標準一致性程度的標識XXXX - XX - XX發(fā)布XXXX - XX - XX實施廣東省質(zhì)量技術監(jiān)督局發(fā)布DBXX/ XXXXXXXXX目次前言II1范圍12規(guī)范性引用文件13術語、定義和縮略語1

2、4概述25分類26互操作性37系統(tǒng)總體要求58通訊79電擊防護710磁場無線充電系統(tǒng)的特殊要求811電力電纜組件要求812結(jié)構(gòu)要求813材料和部件的強度814服務和測試條件815電磁兼容性（EMC）1116標記和說明11附錄A（資料性附錄）磁場無線充電系統(tǒng)A（MF-WPT系統(tǒng)A）12附錄B（資料性附錄）磁場無線充電系統(tǒng)B（MF-WPT系統(tǒng)B）21附錄C（資料性附錄）磁場無線充電系統(tǒng)C（MF-WPT系統(tǒng)C）29附錄D（資料性附錄）參數(shù)定義32附錄E（資料性附錄）WPT系統(tǒng)磁場無線充電系統(tǒng)E（MF-WPT系統(tǒng)E）36附錄F（資料性附錄）控制環(huán)路41前言DB44/T XXXX- 201X電動汽車無線

3、充電系統(tǒng)分為十個部分：第1部分：通用要求；第2部分：通信協(xié)議；第3部分：電磁感應技術；第4部分：接口；第5部分：安全；第6部分：管理系統(tǒng)；第7部分：電能計量；第8部分：地面設施；第9部分：車載設備；第10部分：充電站。本部分為DB44/T XXXX- 201X的第3部分。本部分按照GB/T 1.1-2009給出的規(guī)則起草。本部分由廣東省電動汽車標準化技術委員會提出并歸口。本部分主要起草單位： 本部分主要起草人：41電動汽車無線充電系統(tǒng) 第3部分 電磁感應技術1 范圍本標準規(guī)定了磁場無線充電系統(tǒng)的特點和工作條件，電氣安全要求，功率等級要求，對齊要求，以及電磁兼容性要求。本標準適用于采用磁耦合方式

4、向電動汽車進行無線充電的設備。2 規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB 4208-2008 外殼防護等級(IP代碼)DB44/T XXXX.1-201X 電動汽車無線充電系統(tǒng) 第1部分：通用要求DB44/T XXXX.2-201X 電動汽車無線充電系統(tǒng) 第2部分：通信協(xié)議IEC 62196-1:2014 Plugs, socket-outlets, vehicle couplers and vehicle inlets Conductive charging

5、 of electric vehicles Part 1: General requirementsISO 534:2011 Paper and board Determination of thickness, density and specific volume3 術語、定義和縮略語3.1 術語和定義3.1.1磁場無線充電 Magnetic Field Wireless Power Transfer (MF-WPT)通過磁耦合方式從電源向電力負載進行無線電能傳輸?shù)某潆姺绞健?.1.2原邊線圈 primary coil原邊設備包含一個或多個繞組，該繞組生成感應磁場進行磁場無線輸電。3.1.

6、3副邊線圈 secondary coil副邊設備包含一個或多個繞組，該繞組與原邊線圈生成的磁場進行感應耦合，完成磁場無線輸電。3.1.4工作頻率 system frequency指無線充電系統(tǒng)進行功率傳輸?shù)念l率范圍，其帶寬覆蓋標稱頻率，但帶寬中心不一定為標稱頻率。諧波不包括在工作頻率帶寬內(nèi)。3.1.5標稱頻率 nominal frequency系統(tǒng)設計的最優(yōu)工作頻率。對于可調(diào)頻率系統(tǒng)，當原副邊對齊且所有部件都以設計參數(shù)穩(wěn)定工作時，系統(tǒng)將工作于標稱頻率。3.2 縮略語MF-WPT：磁場無線充電(Magnetic Field Wireless Power Transfer)4 概述本標準描述磁場無

7、線充電系統(tǒng)，基于原邊設備和副邊設備之間的交變磁場進行電源至電動汽車的電能傳輸。附錄A、附錄B、附錄C和附錄E給出了四種不同的磁場無線充電系統(tǒng)設計例子。5 分類5.1 磁極結(jié)構(gòu)MF-WPT系統(tǒng)根據(jù)磁極結(jié)構(gòu)分為如圖1所示的類型。一對一多對多多對一副邊線圈氣隙原邊線圈圖1 磁極結(jié)構(gòu)5.2 諧振電路拓撲MF-WPT諧振電路圖例如圖2所示，原邊、副邊均可采用這些諧振拓撲。諧振拓撲串聯(lián)并聯(lián)并聯(lián)串聯(lián)串并聯(lián)串并聯(lián)副邊繞組氣隙原邊繞組串聯(lián)并聯(lián)串聯(lián)并聯(lián)串并聯(lián)并聯(lián)圖2 諧振電路拓撲結(jié)構(gòu)5.3 傳輸功率等級根據(jù)MF-WPT系統(tǒng)的輸入功率等級，MF-WPT系統(tǒng)按如表1進行分類。電網(wǎng)輸入的功率不應該超過對應功率等級的功率

8、限制。表1 MF-WPT輸入功率等級等級MF-WPT1MF-WPT2MF-WPT3MF-WPT4MF-WPT5MF-WPT6功率/kWP 3.73.7 < P 7.77.7 < P 2222 < P 3030 < P 60P > 60MF-WPT輸入功率等級細分如下：a) MF-WPT1：系統(tǒng)的最大額定功率小于3.7kW；b) MF-WPT2：系統(tǒng)的最大額定功率介于3.7kW至7.7kW之間；c) MF-WPT3：系統(tǒng)的最大額定功率介于7.7kW至22kW之間；d) MF-WPT4：系統(tǒng)的最大額定功率介于22kW至30kW之間；e) MF-WPT5：系統(tǒng)的最大額定

9、功率介于30kW至60kW之間；f) MF-WPT6：系統(tǒng)的最大額定功率大于60kW。6 互操作性6.1 概述僅當?shù)孛嬖O備與電動汽車之間建立了正常的互操作性時，無線充電系統(tǒng)地面設備才能向電動汽車進行安全且高效的能量傳輸。地面設備和電動汽車滿足以下條件時，為可互操作的：a) 功率等級符合表2的要求；b) 相同的工作頻率；c) 磁耦合方式相匹配；d) 電路拓撲結(jié)構(gòu)相兼容；e) 調(diào)諧；f) 合理的系統(tǒng)效率；g) 并且符合：1) EMC要求；2) 地方法規(guī)和標準；3) 防護要求；4) 輸電過程使用兼容的通信方式。6.2 功率等級相同功率等級和不同功率等級之間的互操作性要求，如表2所示。表2 功率等級的

10、互操作性原邊設備副邊設備MF-WPT1234561必需支持建議支持（建議設備商支持）待定待定待定待定2建議支持（建議設備商支持）必需支持待定待定待定待定3待定待定必需支持待定待定待定4待定待定待定必需支持待定待定5待定待定待定待定必需支持待定6待定待定待定待定待定必需支持6.3 標稱頻率可互操作的地面設備和電動汽車應使用相同的標稱頻率。6.4 磁耦合根據(jù)不同的磁通形狀，對MF-WPT系統(tǒng)進行分類。磁通由線圈產(chǎn)生。原邊線圈產(chǎn)生時變磁通，穿過副邊線圈的繞組。從而，相互靠近的兩個或多個線圈能夠進行功率傳輸。無線充電系統(tǒng)的原邊線圈和副邊線圈通過氣隙相互作用。通常以氣隙中間平面為界將氣隙分為兩個區(qū)域，原

11、邊線圈處于其中的一個區(qū)域，而副邊線圈則處于另外一個區(qū)域。根據(jù)磁通形狀的不同，線圈的類型如圖3所示。注： 一種線圈有可能產(chǎn)生多種不同磁通形狀。圖3 磁通形狀示例磁通形狀的詳細說明在本標準的附錄中給出。要互操作工作，原邊設備和副邊設備在磁場特性上應匹配。6.5 諧振電路原邊設備的諧振電路拓撲應與副邊設備相匹配。6.6 調(diào)諧（可選）若有必要，工作頻率應調(diào)諧。調(diào)諧的實質(zhì)是防止系統(tǒng)出現(xiàn)超調(diào)。原副邊錯位，氣隙波動以及元件特性的散射可通過頻率調(diào)整進行校正。6.7 系統(tǒng)效率互操作性需要系統(tǒng)的最低效率滿足7.1條款的規(guī)定。一致性通過使用相應的參考設備進行檢驗。由于原邊設備和副邊設備不可能總是最優(yōu)對齊，WPT系統(tǒng)

12、需要工作在一定的偏移量內(nèi)。偏移量見Error! Reference source not found.以及本標準的附錄部分。7 系統(tǒng)總體要求7.1 系統(tǒng)效率在標稱工作點上，系統(tǒng)效率不應低于90%。在垂直方向和水平方向最大偏移條件下，系統(tǒng)最低效率應不低于85%。效率應在標稱輸入功率下進行測量。某些特定的系統(tǒng)應用場景（比如，高功率等級或者高磁通等）強制需要輔助負載（比如，溫度管理或者異物檢測），輔助負載的功率消耗應包含在系統(tǒng)效率的計算中。某些特定的系統(tǒng)應用場景不強制需要輔助負載，并且不允許部分載荷，在測量程序和類型認證文檔中應有明確的說明進行確認。7.2 原邊設備和副邊設備的結(jié)構(gòu)原邊設備和副邊設備

13、的結(jié)構(gòu)要求在本標準附錄A、附錄B、附錄C和附錄E給出了四種不同的磁場無線充電系統(tǒng)的設計例子。7.3 磁場無線充電系統(tǒng)的功能7.3.1 磁場無線充電系統(tǒng)功能MF-WPT系統(tǒng)應具有下述功能，具體參見DB44/T XXXX.2-201X：a) 待機和喚醒功能；b) 兼容性檢查功能；c) 初始對齊檢查；d) 啟動功率傳輸；e) 定時功率傳輸；f) 執(zhí)行功率傳輸；g) 終止功率傳輸；h) 用戶發(fā)起終止功率傳輸；i) 安全監(jiān)測與診斷，包括：1) 功率傳輸情況的連續(xù)監(jiān)測；2) 指令以及控制通訊的連續(xù)監(jiān)測；3) 安全情況的連續(xù)監(jiān)測。7.3.2 功能詳細介紹7.3.2.1 待機和喚醒功能一種典型情況是，車載設備

14、發(fā)信號喚醒地面設備。7.3.2.2 兼容性檢查功能根據(jù)初始化階段交互的信息，檢查原邊設備和副邊設備之間的兼容性。a) 表2Error! Reference source not found.中列出的功率等級；b) 工作頻率；c) 磁耦合；d) 電路拓撲；e) 調(diào)諧。7.3.2.3 初始對齊檢查MF-WPT系統(tǒng)應確定原邊設備和副邊設備之間是否對齊。7.3.2.4 啟動功率傳輸MF-WPT系統(tǒng)應能夠根據(jù)電動汽車的請求進行從原邊設備到副邊設備的功率傳輸。MF-WPT系統(tǒng)應在指令和控制通訊正確建立并且原邊設備和副邊設備對齊之后，才進行功率傳輸。7.3.2.5 執(zhí)行功率傳輸MF-WPT系統(tǒng)應根據(jù)電動汽車

15、的功率要求進行從原邊設備至副邊設備的功率傳輸。MF-WPT系統(tǒng)地面設備的傳輸功率不能超過最大傳輸功率限值。電動汽車可以改變請求的傳輸功率。7.3.2.6 終止功率傳輸MF-WPT系統(tǒng)應能夠根據(jù)電動汽車的要求，停止從原邊設備向副邊設備的功率傳輸。電動汽車能夠要求停止功率傳輸。7.3.2.7 用戶發(fā)起的終止功率傳輸MF-WPT系統(tǒng)可以提供途徑允許用戶終止功率傳輸，比如通過按停止按鈕。7.3.2.8 安全監(jiān)測與診斷7.3.2.8.1 概述MF-WPT系統(tǒng)應具有安全監(jiān)測與診斷功能，可使用但不限于以下安全措施：a) 功率傳輸監(jiān)測；b) 熱監(jiān)測；c) 活體保護；d) 故障檢測。7.3.2.8.2 熱監(jiān)測W

16、PT系統(tǒng)應符合DB44/T XXXX.1-201X第14.3節(jié)的規(guī)定；否則，應配備金屬物體檢測裝置，一旦檢測出金屬物體，應停止功率傳輸。7.3.2.8.3 活體保護WPT系統(tǒng)可以設計提供活體保護方案。也可以提供活體檢測措施，一旦檢測出活體，可以停止功率傳輸。7.3.2.8.4 故障檢測當?shù)孛嬖O備發(fā)生以下情況，地面設備應停止功率傳輸：a) 短路；b) 接地漏電；c) 過溫；d) 絕緣失效；e) 過流；f) 過載。當電動汽車發(fā)生以下情況，電動汽車應停止功率傳輸：a) 短路；b) 過溫；c) 絕緣失效；d) 過流；e) 過載。7.3.2.8.5 功率傳輸監(jiān)測地面設備應提供方法以監(jiān)測實際輸出功率與預期

17、輸出功率的差異在一定范圍內(nèi)。如果超出了上述范圍，應停止功率傳輸。電動汽車應提供方法以監(jiān)測實際輸入功率與預期輸入功率的差異在一定范圍內(nèi)。如果超出了上述范圍，應停止功率傳輸。7.3.2.9 區(qū)域通風要求的確定若在功率傳輸過程中需要額外的通風裝置，功率傳輸時應自動打開通風裝置，否則不應進行功率傳輸。7.3.3 功率傳輸狀態(tài)MF-WPT系統(tǒng)地面設備和車載設備可通過指令和控制通訊交換各自的控制流程狀態(tài)。8 通訊按DB44/T XXXX.2-201X要求進行。9 電擊防護按DB44/T XXXX.1-201X第9章要求進行。10 磁場無線充電系統(tǒng)的特殊要求人體防護需滿足： 系統(tǒng)應進行EMF人體安全測試；

18、系統(tǒng)可進行EMF輻射測試，其輻射值低于ICNIRP參照水平，或者符合ICNIRP基本限制。11 電力電纜組件要求滿足DB44/T XXXX.1-201X第11章的要求。12 結(jié)構(gòu)要求滿足DB44/T XXXX.1-201X中第12章的要求。13 材料和部件的強度13.1 車輛碾壓測試根據(jù)IEC 62196-1：2014進行車輛碾壓測試。下述的測試方法適用于功率等級MF-WPT1和MF-WPT2。其它功率等級的測試方法待定。帶供電電纜的原邊設備應按照制造商預定的方式安裝在平坦的混凝土底板上。碾壓力為一只輪胎載荷(5000±250)N，采用普通汽車輪胎，P225/75R15或其它類似輪胎

19、，安裝在鋼輪轂上，胎壓(2.2±0.1)。車輪以(8±2)km/h的速度滾過車輛連接器或者插頭。碾壓力應至少施加三次，從設備的一側(cè)開始碾壓，通過中間部分，直至設備的另一側(cè)，這樣，設備的整個表面都受到碾壓測試，同時X方向和Y方向都要進行測試。下一步，碾壓方向調(diào)轉(zhuǎn)45°，進行同樣的測試。第三步，再調(diào)轉(zhuǎn)45°，進行同樣的測試。電纜測試時，電纜要平直，施加碾壓力在電纜上。如果電纜安裝在管道內(nèi)或者類似情況，電纜的碾壓測試不適用。不應有嚴重的破裂、折損或者變形，以致于：a) 帶電部件被符合GB 4208-2008的IPXXC測試探頭接觸到；b) 機殼的完整性被破壞，

20、以至于不能給設備的內(nèi)部部件提供有效的機械保護或環(huán)境保護；c) 干擾設備正常工作，或破壞設備功能；d) 設備或其電纜夾不能為供電電纜提供合適的拉力；e) 帶電部件和可接觸到的不帶電/接地的金屬間的爬電距離和間隙，低于IEC 61980-1:2014條款12.3中的規(guī)定值；f) 其它可能會導致火災或者觸電風險的損害。14 服務和測試條件14.1 測試平臺設置測試平臺可容納： 原邊設備； 副邊設備。它們相對于原點的位置可在本標準規(guī)定的范圍內(nèi)改變。測試性能時，需要連接合適的逆變器或者車載電子設備。功率測量通過模擬負載完成。14.2 異物溫升的測試體14.2.1 概述測試體用于測量處于工作區(qū)域（保護區(qū)域

21、1）內(nèi)的異物，其溫度符合相關的溫度限制。溫度在穩(wěn)態(tài)下測量得到。14.2.2 測試體1表3描述了測試體1的特性，用于測量處于工作區(qū)域（保護區(qū)域1）內(nèi)異物的溫升。表3 測試體1材料磁性鋼 S 235 JR大小100 × 70 × 10 (mm×mm×mm)14.2.3 測試體2在流通中的硬幣包含大量的鋼，最大的為1元硬幣，也作為一個測試體如表4所示。表4 測試體2材料94.35%的鐵，5.65%的銅大小d = 10, t = 1 (mm)14.3 火災風險評估的測試體14.3.1 概述表5描述的測試體，用于檢驗處于工作區(qū)域（區(qū)域1）內(nèi)異物燃燒的抗燃燒要求。測

22、試體按以下方面定義：a) 大小；b) 材料層厚度；c) 材料成分。14.3.2 測試體表5 燃燒測試體材料鋁包膜材料，如：紙大小200 × 200 (mm×mm)材料的厚度在ISO 534:2011中給出。14.4 測試流程14.4.1 概述原邊設備的位置應考慮制造商提供的安裝高度。副邊設備的初始位置是標稱位置。其他位置如表6和圖4所示。根據(jù)測試步驟，副邊設備的位置根據(jù)圖4進行設置，為相對于原點的坐標位置。表6 氣隙和偏移設置位置方向高度位置序號標稱標稱標稱1偏移0最小2偏移0最大3偏移X軸標稱4偏移Y軸標稱5偏移X軸+Y軸標稱6偏移X軸+Y軸最小7偏移X軸+Y軸最大8圖4

23、 副邊設備的測試位置14.4.2 溫升測試測試體位于工作區(qū)域內(nèi)，原邊設備和副邊設備處于標稱位置。達到熱平衡后，通過測量探頭來測量溫升。測試參數(shù)如表7中所示。表7 溫升和燃燒測試參數(shù)測試參數(shù)參數(shù)值備注副邊設備的位置位置2副邊設備在0,0,0平面之上副邊設備的位置位置3副邊設備在0,0,0平面之上功率Pmax（副邊輸出）由制造商提供環(huán)境溫度amb25 14.4.3 燃燒測試測試體位于工作范圍內(nèi)，原邊設備和副邊設備處于標稱位置。根據(jù)制造商提供的最大輸出功率進行測試。測試參數(shù)詳見表7。15 電磁兼容性（EMC）見DB44/T XXXX.1-201X第15章。16 標記和說明見DB44/T XXXX.1

24、-201X第16章。AA附錄A （資料性附錄）磁場無線充電系統(tǒng)A（MF-WPT系統(tǒng)A）A.1 概述附錄A描述了MF-WPT系統(tǒng)A原邊設備的定義。通過應用附錄A對原邊設備的定義，副邊設備的設計幾乎不對任何制造商構(gòu)成約束。A.2 MF-WPT系統(tǒng)A的幾何定義MF-WPT系統(tǒng)A原邊設備的幾何尺寸定義由圖A.1的側(cè)視圖和圖A.2的俯視圖，連同表A.2的尺寸給出。MF-WPT系統(tǒng)A的原邊設備安裝在停車位的中心，如表A.1（根據(jù)標準系列第1部分的條款7.3.3，原邊設備的零點設置為停車位的參考點）。表A.1 原邊設備位置方向距離/mm坐標軸行駛方向零點± 0X垂直于行駛方向零點± 0Y

25、高度方向零點± 0Z“鏡像正方繞組（Mirrored square winding）”結(jié)構(gòu)由兩個對稱線圈組成，即前線圈和后線圈。線圈為矩形的平面線圈，放在高磁導率材料（如鐵氧體）的面板上。原邊設備包含兩個線圈，從車輛的行駛方向上看，為前線圈（x正方向）和后線圈（x負方向）。在某一時刻，通過前線圈的電流是順時針方向，而通過后線圈的電流是逆時針方向，這樣在表面就形成兩個對稱的磁極。這兩個線圈的繞組通過表征電流磁鏈平衡（current linkage balance，見條款A.8）的單匝繞組來描述。只要滿足電流磁鏈平衡，每個線圈繞組的實際數(shù)量和繞組的分布不做限定，由制造商自由定義。條款A.

26、3給出了繞組的一個參考設計供參考。圖A.1 MF-WPT系統(tǒng)A的幾何定義，側(cè)視圖說明：1-原邊設備2-繞組3-磁回路（鐵氧體平面）4-地面5-街道表面圖A.2 鏡像正方繞組和MF-WPT系統(tǒng)A的幾何定義表A.2 MF-WPT系統(tǒng)A的幾何數(shù)值名稱縮寫數(shù)值單位安裝空間的長度IMOUNT1000mm磁回路長度IFE800mm線圈中心距離dCC200mm電流磁鏈平衡內(nèi)距離dICL140mm電流磁鏈平衡外距離dOCL160mm磁芯封裝高度hFEC40mmA.3 MF-WPT系統(tǒng)A的運行定義MF-WPT系統(tǒng)A的原邊設備是電流磁鏈源。正常運行情況下，電流磁鏈OP是常值，與副邊設備的負載無關，其值為額定電流磁

27、鏈N。電流磁鏈定義為穿過A-B線的電流大小，如圖A.1所示。注： 電流磁鏈源等效于給定匝數(shù)繞組的電流源，制造商可以自由設計繞組。如圖A.3，在開機階段，MF-WPT系統(tǒng)A為開環(huán)控制的電流磁鏈源，電流磁鏈的大小以速率rCL提升。圖A.3 電流磁鏈源值的提升在提升階段和運行階段，原邊設備可以調(diào)節(jié)電流磁鏈OP，不同于額定電流磁鏈值，使得從電網(wǎng)側(cè)獲得的傳輸功率與所需電網(wǎng)功率PGN保持一致。表A.3給出了MF-WPT系統(tǒng)A的初始運行參數(shù)。在原邊設備和副邊設備之間存在通信磁路的情況下，初始運行參數(shù)可能會修改成原邊和副邊設備所支持的其他參數(shù)。這就允許系統(tǒng)運行在更高的功率等級，比如MF-WPT2。表A.3 M

28、F-WPT系統(tǒng)A的初始運行參數(shù)名稱縮寫值單位電流磁鏈（額定值）N120150Arms工作頻率fsys140（*）85（*）kHz頻率范圍f± 6± 3kHz所需電網(wǎng)功率PGNPGN3.3（MF-WPT class 1）kW電流磁鏈提升率rCL250Arms/s注： （*）工作頻率為典型值。對于在MF-WPT系統(tǒng)A運行的副邊設備，唯一的設計約束條件就是，當原邊設備提供額定電流磁鏈時，按額定幾何尺寸設計的副邊設備可以獲得所需電網(wǎng)功率。注1： 本附錄沒有給出原邊設備諧振網(wǎng)絡的預定義。原邊設備制造商可以自由選擇，通過無源諧振電路還是有源電流控制的方式產(chǎn)生電流磁鏈源。注2： 建議副邊

29、設備實現(xiàn)的諧振電路，其一階近似為并聯(lián)諧振電路。A.4 MF-WPT系統(tǒng)A原邊設備的參考設計根據(jù)表A.1的尺寸定義，本條目給出原邊設備的一種參考設計。注： 這里的原邊設備參考設計作為一個設計例，不對制造商的其他實現(xiàn)進行限制。對于只提供副邊設備產(chǎn)品的制造商，原邊設備參考設計可以作為對應的原邊設備。如圖A.5原邊設備參考設計的繞組，由兩個三角形電流密度分布的半繞組組成。電流密度分布符合條款A.1中的電流磁鏈平衡定義，用于表A.1的可互操作MF-WPT系統(tǒng)A。相對電流密度j是電流密度j除以半繞組的總電流磁鏈。圖A.4給出的是二乘八匝線圈的電流密度分布，為參考原邊設備繞組的電流密度分布。圖A.4 參考原

30、邊設備的電流密度分布圖A.5 參考原邊設備的繞組幾何尺寸A.5 副邊設備的參考設計例A.5.1 概述下面例子展示的副邊設備設計，符合條款A.1和A.2定義的MF-WPT系統(tǒng)A的互操作要求。相關的技術參數(shù)在條款A.3的MF-WPT系統(tǒng)A的參考設計中給出。本條款的典型設計可以作為參考副邊設備的測試設備，用于可互操作原邊設備的功能評價。因此，設計參數(shù)涵蓋了一系列尺寸參數(shù)，耦合系數(shù)和不同的繞組結(jié)構(gòu)。A.5.2 副邊設備設計A1-中等尺寸螺線型線圈如圖A.6，副邊設備設計A1涵蓋了一個中等尺寸的機械核心。由于采用了鋁屏蔽的螺線型繞組，可以在較大氣隙范圍內(nèi)提供高耦合系數(shù)。表A.4給出了副邊設備設計A1的參

31、數(shù)。表A.4 副邊設備設計A1的參數(shù)參數(shù)名稱參數(shù)值坐標軸行駛方向尺寸330 mmX垂直于行駛方向尺寸330 mmY機械氣隙170 mmZ耦合系數(shù)0.20.4-行駛方向偏移量100 mmX垂直于行駛方向偏移量200 mmY圖A.6 副邊設備設計A.1A.5.3 副邊設備設計A2-小尺寸螺線型線圈如圖A.7，副邊設備設計A1涵蓋了一個小尺寸機械核心。由于采用了鋁屏蔽的螺線型繞組，可以在中等氣隙范圍內(nèi)提供高耦合系數(shù)。表A.5給出了副邊設備設計A2的參數(shù)。表A.5 副邊設備設計A2的參數(shù)參數(shù)名稱參數(shù)值坐標軸行駛方向250 mmX垂直于行駛方向250 mmY機械氣隙100 mmX耦合系數(shù)0.2-行駛方向

32、偏移量100 mmX垂直于行駛方向偏移量200 mmY圖A.7 副邊設備設計A2A.5.4 副邊設備設計B-大尺寸鏡像矩形線圈如圖A.8，副邊設備設計B涵蓋了一個大尺寸的鏡像矩形線圈，可以在較大氣隙范圍內(nèi)提供均勻的低磁通密度分布和高耦合系數(shù)。表A.6給出了副邊設備設計B的參數(shù)。表A.6 副邊設備設計B的參數(shù)參數(shù)名稱參數(shù)值坐標軸行駛方向750 mmX垂直于行駛方向750 mmY機械氣隙250 mmX耦合系數(shù)0.3-行駛方向偏移量100 mmX垂直于行駛方向偏移量100 mmY圖A.8 副邊設備設計BA.5.5 副邊設備設計C-小尺寸矩形平面線圈如圖A.9，副邊設備設計C涵蓋了一個小尺寸的矩形平面

33、線圈，可以在中等氣隙范圍內(nèi)提供高耦合系數(shù)。表A.7給出了副邊設備設計C的參數(shù)。表A.7 副邊設備設計C的參數(shù)參數(shù)名稱參數(shù)值坐標軸行駛方向250 mmX垂直于行駛方向250 mmY機械氣隙110 mmX耦合系數(shù)0.10.25-行駛方向偏移量100 mmX垂直于行駛方向偏移量150 mmY圖A.9 副邊設備設計CA.6 系統(tǒng)效率在額定運行狀態(tài)下，系統(tǒng)效率應至少達到90%。系統(tǒng)效率的測量參考DB44/XXX.1-2015。表A.8 系統(tǒng)效率系統(tǒng)效率/%MF-WPT系統(tǒng)A設計A190MF-WPT系統(tǒng)A設計A290MF-WPT系統(tǒng)A設計B90MF-WPT系統(tǒng)A設計C90A.7 結(jié)構(gòu)要求按第12章要求進行

34、。A.8 通信按第7章和第8章要求進行。A.9 電流磁鏈平衡定義引入電流磁鏈平衡的定義，將分布式圓形或矩形繞組結(jié)構(gòu)的描述，簡化為單匝圓形或方形繞組，其半徑為電流磁鏈平衡半徑，流過的電流為總電流磁鏈。注： 在理想條件下，如果繞組位于兩個具有無限大磁導率材料的層之間，且層間距離很小，分布式繞組和電流磁鏈平衡的單匝繞組會產(chǎn)生相同的磁通量。假設電流密度分布為j的電流分布在一個半徑為r的繞組上（如圖A.10），電流磁鏈平衡定義的單匝繞組的半徑R*可以通過下式計算得到：R*=10r2jrdr其中，總電流磁鏈為，=0jrdr如圖A.10所示的三角形電流密度分布，計算得到其電流磁鏈平衡半徑為，R*=r222+

35、r2r13+r126圖A.10 分布式圓形繞組電流密度分布j示例BB附錄B （資料性附錄）磁場無線充電系統(tǒng)B（MF-WPT系統(tǒng)B）B.1 概述本附錄給出了一個可互操作的MF-WPT系統(tǒng)，相同的參考原邊設備，可以支持至少功率等級MF-WPT1和MF-WPT2，即支持功率等級MF-WPT1和MF-WPT2之間的互操作。在本附錄給出的原邊設備可以支持多種不同的副邊設備。本附錄描述的系統(tǒng)適用于乘用車輛和輕型貨車。本附錄描述的系統(tǒng)使用交流電源輸入，但是不排除直流輸入。B.2 系統(tǒng)描述MF-WPT系統(tǒng)包括原邊設備和副邊設備，進行磁場無線輸電。原邊設備和副邊設備可含有一個或多個線圈。根據(jù)DB44/T XXX

36、X.1-201X，原邊設備可以地埋安裝，也可以地上安裝。B.3 原邊設備原邊設備的最大尺寸在圖B.1以及表B.1中給出，安裝在停車位的中間。本附錄的原邊設備包含兩個相同的線圈，左線圈和右線圈。兩個線圈均為矩形的平面線圈，部分重疊，放在高磁導率材料（如鐵氧體）的面板上。通過兩個線圈的電流可以獨立控制，以產(chǎn)生各種磁通密度特性。每個線圈繞組的匝數(shù)和繞組的分布不做詳細定義，只要滿足總的磁場特性，制造商可以進行自由設計。作為參考，條款B.3給出了原邊設備的一個參考設計。表B.1中給出的值包含了安全操作所需的輔助系統(tǒng)（如活體保護系統(tǒng)、異物檢測系統(tǒng)）。圖B.1 可互操作的原邊設備表B.1 原邊設備的最大機械

37、尺寸功率等級MF-WPT1MF-WPT2MF-WPT3行駛方向尺寸/mm600600900垂直于行駛方向尺寸/mm800800900距離地面高度/mm505055注： 本附錄沒有給出原邊設備諧振網(wǎng)絡的預定義。原邊設備制造商可以自由選擇，通過無源諧振電路還是有源電流控制的方式產(chǎn)生電流磁鏈源。建議副邊設備實現(xiàn)的諧振電路，其一階近似為并聯(lián)諧振電路。B.4 原邊設備的參考設計圖B.2和表B.2給出了原邊設備的一個參考設計，符合本標準條款B.2。該原邊設備的參考設計作為設計例子，不對制造商的其他設計實現(xiàn)構(gòu)成限制。圖B.2 原邊設備的參考設計表B.2 參考原邊設備的規(guī)格參數(shù)值繞組匝數(shù)7利茲線材料銅對于只提

38、供副邊設備產(chǎn)品的制造商，本原邊設備參考設計可以作為對應的原邊設備。本原邊設備參考設計也可用于副邊設備的可互操作兼容測試（見條款B.4）。B.5 兼容副邊設備的典型設計B.5.1 概述下面例子展示的副邊設備設計，是與原邊設備可互操作的副邊設備的設計實例。本條款的設計例子可以作為參考副邊設備的測試設備，用于可互操作原邊設備的功能評價。因此，設計參數(shù)涵蓋了一系列尺寸參數(shù)，耦合系數(shù)和不同的繞組結(jié)構(gòu)。B.5.2 副邊設備設計A-圓形線圈圖B.3和表B.3給出的副邊設備設計A，采用圓形線圈。圖B.3 副邊設備設計A-圓形線圈表B.3 副邊設備設計A-圓形線圈的最大機械尺寸功率等級MF-WPT1MF-WPT

39、2MF-WPT3行駛方向尺寸/mm250400750垂直于行駛方向尺寸/mm250400750距離地面高度/mm202035B.5.3 副邊設備設計B1-鏡像矩形線圈圖B.4和表B.4給出的副邊設備設計B1，采用鏡像矩形線圈。圖B.4 副邊設備設計B1-鏡像矩形線圈表B.4 副邊設備設計B1的最大機械尺寸功率等級MF-WPT1MF-WPT2MF-WPT3行駛方向尺寸/mm250400750垂直于行駛方向尺寸/mm250400750距離地面高度202035B.5.4 副邊設備設計B2-鏡像矩形線圈圖B.5和表B.5給出的副邊設備設計B2，采用鏡像矩形線圈。圖B.5 副邊設備設計B2-鏡像矩形線圈

40、表B.5 副邊設備B2的最大機械尺寸功率等級MF-WPT1MF-WPT2MF-WPT3行駛方向尺寸/mm250340750垂直于行駛方向尺寸/mm190270600距離地面高度/mm202035B.6 效率系統(tǒng)效率按照DB44/T XXXX.1-201X的定義。在垂直方向和水平方向所有要求的偏移情況下，系統(tǒng)效率應至少達到80%。在標稱運行狀態(tài)，系統(tǒng)效率應至少達到85%。系統(tǒng)效率的測量應在額定輸入功率下進行。B.7 額定位置與偏移在實際應用中，副邊設備和原邊設備會有一個相對位置，MF-WPT系統(tǒng)必須要考慮。MF-WPT系統(tǒng)允許的最大位置偏移量由行駛方向（x）和垂直于行駛方向（y）的偏移同時確定。

41、表B.6給出了功率等級MF-WPT1支持的原邊設備和副邊設備之間的最大偏移量，要求系統(tǒng)效率能夠達到本標準的要求。功率等級MF-WPT2支持的最大位置偏移待定。表B.6 要求系統(tǒng)效率下的最大偏移量（MF-WPT1）原邊線圈尺寸(mm)副邊線圈尺寸(mm)偏移(xmax/ymax) z=100mm (mm)所需的最大安匝偏置xmax/ymax/mmz=160mm所需的最大安匝765*575*50設計A: 圓形250*250*2075/10026075/100480設計B1: 鏡像矩形250*250*2075/10018075/100250設計B2: 鏡像矩形250*190*2075/1002507

42、5/100340注1： 原邊設備按條款B.2，副邊設備設計(A, B1, B2)分別按條款B.4.1，B.4.2和B.4.3。“所需的最大安匝”指供給設備所需具有的給原邊設備提供的能力。注2： 表中每行都給出了所支持的最大偏移量，以及相應原邊設備和副邊設備的氣隙。其邊界條件是，所有的安全要求（例如電氣安全，電磁兼容性/電磁輻射安全等）和系統(tǒng)效率要求（見條款B.5）都需要滿足。在所有的偏移范圍內(nèi)，傳輸功率為MF-WPT1的最大功率（即3.7 kW）。B.8 副邊設備的性能對比條款B.4中的有些副邊設備,能夠提供比表B.6更大的位置偏移。對于功率等級MF-WPT1，采用條款B.2的原邊設備，表B.

43、7對副邊設備設計A，B1和B2的最大偏移性能進行了對比。表B.7 副邊設備的性能對比（MF-WPT1）原邊線圈尺寸(mm)副邊線圈尺寸(mm)偏移(xmax/ymax) z=100mm (mm)所需的最大安匝偏置(xmax/ymax) z=160mm (mm)所需的最大安匝765*575*50設計A：圓形250*250*20100/15031075/100480設計B1：鏡像矩形250*250*20100/150220100/150280設計B2：鏡像矩形250*190*2075/12530075/100340B.9 工作頻率供給設備應能夠按表B.8調(diào)整工作頻率。表B.8 工作頻率名稱符號值/

44、kHz標稱位置的工作頻率fsys85頻率范圍f±0.5CC附錄C （資料性附錄）磁場無線充電系統(tǒng)C（MF-WPT系統(tǒng)C）C.1 概述本附錄介紹靜態(tài)MF-WPT系統(tǒng)，功率等級MF-WPT1和MF-WPT2，記為MF-WPT系統(tǒng)C。MF-WPT系統(tǒng)C適用于乘用車輛和輕型貨車。本附錄描述的系統(tǒng)使用交流電源輸入，但是不排除直流輸入。C.2 系統(tǒng)描述MF-WPT系統(tǒng)包括原邊設備和副邊設備，進行磁場無線輸電。原邊設備和副邊設備可含有一個或多個線圈。根據(jù)DB44/T XXXX.1-201X，原邊設備可以地面安裝，也可以地上安裝。C.3 耦合系數(shù)的規(guī)格C.3.1 工作氣隙分類本條款定義了系統(tǒng)工作的最

45、大離地距離。最大離地距離表征了機械氣隙和安裝高度，見DB44/XXXX.1-201X的圖6。表C.1定義了最大離地距離的類別和對應的數(shù)值。表C.1 最大離地距離分類類別工作氣隙 (mm)距離S90-150距離M140-210距離L170-250C.3.2 偏移范圍表C.2給出了偏移范圍。表C.2 MF-WPT系統(tǒng)C的偏移范圍方向偏移量/mm軸行駛方向偏移± 70X垂直于行駛方向偏移± 100YC.3.3 參考副邊磁芯的尺寸本條款定義了參考副邊磁芯的尺寸，磁芯尺寸分類見附錄D。表C.3給出了每種磁芯尺寸類別的尺寸。表C.3 副邊磁芯尺寸類別磁芯尺寸（mm）功率等級MF-WPT

46、 1MF-WPT 2磁芯尺寸S280 x 280180 x 410磁芯尺寸M400 x 400200 x 450磁芯尺寸L450 x 450275 x 500C.3.4 耦合系數(shù)范圍表C.4給出了最大和最小耦合系數(shù)。表C.4還定義了每個副邊磁芯參考尺寸的測量條件。表C.4 耦合系數(shù)的范圍內(nèi)容符號數(shù)值最大耦合系數(shù)Kmax0.25最小耦合系數(shù)Kmin0.09C.4 傳輸功率的規(guī)格原邊設備的輸出功率取決于原邊設備的額定功率，以及副邊設備的輸入阻抗。本節(jié)對這些參數(shù)進行定義，以實現(xiàn)MF-WPT系統(tǒng)原邊設備的通用性。C.4.1 副邊電路規(guī)格附錄D給出了副邊設備輸入阻抗的定義。表C.5和表C.6給出了副邊設

47、備的相關參數(shù)。表C.5 諧振電路的參數(shù)項目符號數(shù)值副邊設備電感L250 - 200 uH副邊設備電容C2s(18-70) * nFC2p(18-70) * (1-) nF表C.6 諧振電路的參數(shù)范圍數(shù)值最大值1最小值0.25C.4.2 副邊設備輸入阻抗的范圍附錄DD給出了副邊設備輸入阻抗的定義。表C.7給出了副邊設備輸入阻抗的范圍。表C.7 副邊電路輸入阻抗輸出功率(kW)阻抗 W標稱值最小值最大值相位0.5187.4109.6272.5± 10 deg1.093.773.0136.3± 10 deg2.046.936.568.1± 10 deg3.031.224

48、.345.4± 10 deg4.023.418.234.1± 10 deg5.018.714.627.3± 10 deg6.015.612.222.7± 10 deg7.013.413.419.5± 10 degC.4.3 原邊電路規(guī)格表C.8給出了原邊諧振電路的電感值和電容值。表C.8 諧振電路的參數(shù)名稱項目符號數(shù)值原邊電路電感L150-100 uH電容C1s35-70 nFC.4.4 工作頻率原邊設備和副邊設備之間氣隙和偏移量的變化，會導致電感值和耦合系數(shù)發(fā)生變化。為達到最低諧振條件，同時實現(xiàn)較高的傳輸效率，供給設備必須能夠跟蹤工作頻率。表

49、C.9給出了實現(xiàn)能量傳輸工作頻率的范圍。表C.9 工作頻率描述符號kHz標稱位置的工作頻率范圍fSYS81.38 90.00允許的頻率變化范圍f±0DD附錄D （資料性附錄）參數(shù)定義D.1 最大的離地距離原副邊設備間的最大離地距離和工作氣隙是WPT系統(tǒng)的關鍵設計參數(shù)。不同的工作氣隙要求有相應的磁芯尺寸。為了適應不同的車輛離地距離以及不同載荷和胎壓帶來的變化，需要定義多個工作氣隙范圍，如表D.1。表D.1 最大離地距離范圍類別描述GAP S較小氣隙范圍GAP M中等氣隙范圍GAP L較大氣隙范圍不同工作氣隙范圍的原邊設備和副邊設備可具有互操作性（前提是所有互操作性要求都滿足）。對于公共

50、充電設施，原邊設備必須與所有不同工作氣隙范圍的副邊設備具有可互操作性。D.2 偏移范圍原邊設備和副邊設備之間的位置偏移（相對于最優(yōu)工作狀態(tài)的對齊位置），可分為X方向和Y方向。通常來講，工作氣隙范圍越大，支持的最大偏移越小。根據(jù)互操作性要求，原副邊設備工作所要求的偏移范圍如表D.2。表D.2 偏移范圍方向描述單位X前到后的偏移mmY右到左的偏移mmD.3 耦合系數(shù)范圍為了實現(xiàn)互操作性，車輛須安裝合適的副邊設備。舉例來說，GAP L的設備不能用在GAP S的場合，同理，GAP S也不能用在GAP L的場合，這是因為這種不匹配的應用會導致耦合系數(shù)不匹配。為了避免這種情況，表D.3給出了具有通用性的耦

51、合系數(shù)范圍定義。表D.3 耦合系數(shù)內(nèi)容符號描述最大耦合系數(shù)Kmax允許的最大耦合系數(shù)（當耦合系數(shù)小于Kmax時可以保證互操作性）最小耦合系數(shù)Kmin允許的最小耦合系數(shù)（當耦合系數(shù)大于Kmin時可以保證互操作性）為了保證互操作性，原副邊設備的耦合系數(shù)必須介于Kmin和Kmax之間。原邊設備的耦合系數(shù)，須通過參考副邊設備確認。副邊參考設備的耦合系數(shù)，其磁芯尺寸是一個非常重要的參數(shù)。D.4 WPT系統(tǒng)的系統(tǒng)配置圖D.1給出了WPT系統(tǒng)的系統(tǒng)配置。供給設備的配置在后續(xù)的章節(jié)中給出。WPT系統(tǒng)控制器控制環(huán)路及參數(shù)定義見附錄F。D.5 副邊設備諧振電路拓撲結(jié)構(gòu)諧振電路的配置見圖D.1。諧振圖示串聯(lián)串并聯(lián)副邊線圈氣隙原邊線圈串聯(lián)串并聯(lián)圖D.1 諧振電路的配置表D.4給出了諧振電路的參數(shù)。表D.4 諧振電路內(nèi)容項目符號描述副邊電路電感L2副邊設備的電感值電容（串聯(lián)）C2S副邊串聯(lián)諧振電容的容值電容（并聯(lián)）C2P副邊并聯(lián)諧振電容的容值D.6 副邊設備的輸入阻抗范圍副邊設備的輸入阻抗必須是一個合適的值，表D.5給出了副邊設備輸入阻抗的定義，其范圍與輸出功率有關。表D.