DB44 T 2099.3-2018 电动汽车无线充电系统 第3部分：磁耦合.pdf

1、ICS 43.040.10 T 35 备案号： 59235-2018 DB44 广东 省 地方标准 DB44/T 2099.3 2018 电动汽车无线充电系统 第 3 部分： 磁耦合 Electric vehicle wireless power transfer system Part 3: Magnetic filed wireless power transfer 2018 - 01 - 02 发布 2018 - 04 - 02 实施 广东 省质量技术监督局 发布 DB44/T 2099.3-2018 I 目 次 前言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定

2、义 . 1 4 分类 . 2 5 互操作性 . 2 6 系统总体要求 . 4 7 通讯 . 5 8 电击防护 . 5 9 人体防护 . 6 10 结构要求 . 6 11 材料和部件的 强度 . 6 12 测试条件要求 . 6 13 电磁兼容性（ EMC） . 8 14 标记和说明 . 8 附 录 A （资料性附录） 磁场无线充电系统 A（ WT-WPT系统 A） . 9 附 录 B （资料性附录） 磁场无线充电系统 B（ MF-WPT系统 B） . 18 附 录 C （资料性附录） 磁场无线充电系统 C（ MF-WPT系统 C） . 26 附 录 D （资料性附录） 磁场无线充电系统 D（ M

3、F-WPT系统 D） . 29 附 录 E （资料性附录） 参数定义 . 33 附 录 F （资料性附录） 控制环路 . 37 DB44/T 2099.3 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； 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 3部分。 本部分按照 GB/T 1.1 2009给出的规则起

4、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、深圳市科陆电子科技股份有限公司、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、 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。 本部分主要起草人： 胡超、刘红军、李海东、王益群、李涵、 赵勇、章登清、焦永杰、李志刚、梁 丰收、牛凯华、赵小坤、肖隆兴、叶俊文、樊哲、邵浙海、卢嘉敏、王龙、高士艳、林娴。 DB44/T 2099.3 2018 1 电动汽

5、车 无线 充电 系 统 第 3 部分： 磁耦合 1 范 围 本 部分规定了磁场无线充电系统的 特点和工作条件 ， 电气安全要求 ，功率等级要求， 对齐 要 求 ，以 及电磁兼容性要 求 。 本部分 适用于采用磁耦合 方式 向电动 汽车进行无线充电的设备。 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 4208-2008 外壳防护等级 (IP代码 ) DB44/T 2099.1-2018 电动汽车无线充电系统 第 1 部分：通用要求 DB44/T 2099.

6、2-2018 电动汽车无线充电系统 第 2 部分：通信协议 DB44/T 2099.5-2018 电动汽车无线充电系统 第 5 部分：安全 ISO 534:2011 纸与纸板 -厚度、密度和比 容积的规定（ Paper and board Determination of thickness, density and specific volume） IEC 61980-1-2014 电动汽车无线充电系统 第 1 部分 通用要求（ Electric vehicle wireless power transfer (WPT) systems - Part 1: General requireme

7、nts） ICNIRP 2010 ICNIRP 时变磁场的电磁场曝露限值导则 (ICNIRP Guidelines for limiting exposure to time varying electric and magnetic fields (1Hz 100kHz) 3 术语和定义 DB44/T 2099.1-2018界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 磁场无线充电 magnetic field wireless power transfer (MF-WPT) 通过 磁 耦合方式 从电源向电力负载进行无线电能传输 的充电方式 。 3.2 原边线 圈 primary coil

8、 原边设备 包含一个或多个绕组 ，该绕组产生感应磁场进行磁场无线输电 。 3.3 副边线圈 secondary coil 副边 设备包含 一个或多个绕组 ，该绕组与原边线圈产生的磁场进行耦合，完成磁场无线输电 。 DB44/T 2099.3 2018 2 3.4 工作 频 率 system frequency 指无线充电系统进行功率传输的频率范围，其带宽覆盖标称 频率 ，但带宽中心不一定为标称 频率 。 谐波不包括在 工作 频率 带宽 内。 3.5 标称 频 率 nominal frequency 系统 设计 的最 优 工作频率。对于 可调频率 系统，当原副边 对齐 且 所有部件都以设计参数稳

9、定工作时， 系统将工作于标称频率。 3.6 标称位置 nominal location 原副边设备中心点为对齐状态，即偏移量为零；且无线传能距离为制造商标定的最佳传能距离。 4 分类 4.1 磁极结构 MF-WPT系统根据磁极结构分为 如图 1所示的类型。 一对一 多对多 多对一 副边 线圈 气隙 原边 线圈 图 1 磁极结构 4.2 谐振电路拓扑 MF-WPT谐振电路图例 见 B.3。 4.3 传输功率等级 根据 MF-WPT系统的 最大 输入功率等级， MF-WPT系统 按 如 表 1进行分类 。电网输入的功率 不应超过 对应功率等级的功率限制。 表 1 MF-WPT 输入功率等级 等级

10、MF-WPT1 MF-WPT2 MF-WPT3 MF-WPT4 MF-WPT5 MF-WPT6 额定输入 功率 /kW P 3.7 3.7 P 7.7 7.7 P 22 22 P 33 33 66 5 互操作性 5.1 概述 DB44/T 2099.3 2018 3 仅当 地面设备与电动汽车之间建立了正常的 互操作性时， 无线充电系统地面设备才能向电动汽车进 行 安全且高效 的能量传输 。 地面设 备 和 电动汽车 满足 DB44/T 2099.1-2018中第 6章的要求时 ， 是具备 可互操作 的。 5.2 功率等级 不同功率等级原、副边设备互操作性应满足表 2要求。 表 2 功率等级的互

11、操作性 原边设备 副边设备 功率等级 MF-WPT1 MF-WPT2 MF-WPT3 MF-WPT4 MF-WPT5 MF-WPT6 MF-WPT1 必 须支持 建议支持 MF-WPT2 建议支持 必 须支持 MF-WPT3 必须支持 MF-WPT4 必 须支持 MF-WPT5 必须支持 MF-WPT6 必须支持 5.3 标称 频率 可互操作的 地面设备和电动汽车应 使用 相同 的 标称 频率。 5.4 磁耦合 MF-WPT系统 根据磁通形状分类。 磁通形状不同，线圈类型不同，如图 2所示；一种线圈也有可能产生多种不同磁通形状，详细说明 见附录 A。 原边线圈产生时变 磁 通 ， 穿过 副边线

12、圈 的绕组 。 从而，相互靠近的 两个或多个线圈 能够进行功率传 输。 无线 充电 系统的原边线圈和副边线圈通过 气隙 相互作用。通常以气隙中间 平面 为界 将气隙 分为两个 区域，原边线圈处于其中的一个区域， 而 副边线圈 则 处于另 外一个 区域。 要互操作工作，原边设备和副边设备在磁场特性上应匹配。 副 边 线 圈 原 边 线 圈 平 面 线 圈 螺 线 型 线 圈 图 2 磁通形状示例 5.5 谐振电路 DB44/T 2099.3 2018 4 原边设备的谐振电路 拓扑 应与副边设备相匹配。 5.6 调谐 （ 可选 ） 若有必要，工作频率应调谐。调谐的实质是防止系统出现超调。 原副边

13、错位，气隙波动以及元件特性 的散射可通过频率 调整进行 校正。 5.7 系统效率 互操作性需要系统 的 最低效率满足 6.1 条款的规定。 一致性 通过使用相应的参考 设备进行 检验。 由于原边设备和副边设备不可能 总是 最 优对齐 ， WPT 系统需要工作在一定的偏移 量 内。偏移 量符合 DB44/T 2099.4-2018中 4.4 条款的要求。 6 系统 总体 要求 6.1 系统效率 在 标称位置 上，系统效率不应低于 90 %。 在垂直方向和水平方向 最大 偏移条件下，系统最低效率不应低于 85 %。 效率应在 额定 输入功率下进行测量 ，且测试负载为阻性负载 。 某些 特定的系统应

14、用 场景（比如， 高功率等级或者高磁通等 ） 强制需要辅助 负载（比如， 温度管理 或者异物检测 ） ， 辅助负载 的功率消耗应 包含在 系统效率 的 计算中。 某些 特定的系统应用 场景 不强制需要辅助 负载 ， 并 且 不允许 部分 载荷 ， 在 测量程序和类型认证文档 中应 有 明确的说明 进行确认。 6.2 原 、 副边设备 结构 原 、 副边设备 结构 要求在本 标准附录 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 系统的设计例子 。 6.3 磁场无线充电 系统的功能 6.3.1 待机和唤醒功能 系统应具有待机和唤醒功能 6.3.2 兼容性检查功能 根 据 初始

15、化 阶段 交互的信息， 检查原边设备和副边设备之间的兼容性 ： a) 功率等级间的互操作性应符合表 2的要求 ； b) 工作频率 ； c) 磁耦合； d) 电路拓扑； e) 调谐 （可选） 。 6.3.3 初始 对齐 检查 MF-WPT系统 应能 确定原边设备和副边设备之间是否 对齐 。 6.3.4 启动功率传输 DB44/T 2099.3 2018 5 MF-WPT 系统应在指令和控制通讯正确建立 并且原边设备和 副边设备 对齐之后 ，能够根据 电动汽车 的 请求进行 从原边设备到副边设备的 功率传输 。 6.3.5 执行功率传输 MF-WPT系统应根据 电动汽车 的功率 要求进行 从原边设

16、备至副边设备 的功率传输 。 MF-WPT系统 地面设备 的传输功率不能超过最大 传 输功率限值 。 电动汽车 可以改变 请求 的传输功率。 6.3.6 终止功率传输 MF-WPT系统应能够 根据电动汽车 的要求，停止从原边设备向副边设备 的 功率传输。 电动汽车 能够要求停止功率传输。 6.3.7 用户 发起的 终止功率传输 MF-WPT系统应提供途径允许 用户终止功率传输，如通过按停止按钮。 6.3.8 安全监测与诊断 MF-WPT 系统应 具有 安全监测与诊断 功能，可使用功率传输监测、热监测、活体保护、故障检测等 安全 措施 ： a) 功率传输监 测 ； 应提供方法监测地面设备的实际输

17、出与预期输出功率，电动汽车实际输入功率与预期输入功 率的差异，当差异超过允许的范围时 ，应停止功率传输。 b) 热 监测； WPT系统应 符合 DB44/T 2099.1-2018第 11.6节的规定 ； 应配备金属 物体 检测装置， 当检测出 金属 物体时应 停止功率传输。 c) 活体保护； WPT系统 宜具备活体保护功能； 可提供 活体 检测措施 ， 当检测出 活体 时，可停止 功率传输。 d) 故障检测 。当发生以下故障时，设备应停车功率传输： 地面设备：短路、接地漏电、过温、绝缘失效、过流、过载等； 车载设备：短路、过温、绝缘失效、过流、过载等。 6.3.9 区域通风 要求 的 确定

18、若在功率传输过程中需要额外的通风装置，功率传输时应 自动 打开通风装置，否则不 应 进行功率传 输。 6.3.10 功率传输状态 MF-WPT系统地面设备 和 车载设备 可通过指令和控制通讯交换各自的控制 流 程状态。 7 通讯 应满足 DB44/T 2099.2-2018的相关要求。 8 电击防护 DB44/T 2099.3 2018 6 应满足 DB44/T 2099.1-2018 第 9章的相关要求。 9 人体防护 应对系统 进行 EMF电磁曝露 测试 ，其 辐射值 低 于 ICNIRP 2010参照水平 。 具体限值和测试方法见 DB44/T 2099.5-2018第 9章节规定。 1

19、0 结构 要求 应满足 DB44/T 2099.1-2018 中第 12章的要求。 11 材料和部件 的强度 11.1 车辆碾压测试 下述的测试方法适用于功率等级 MF-WPT1和 MF-WPT2， 其 它 功率等级的测试方法 待定 。 带供电电缆的原边设备应按照制造商预定的方式安装在平坦的混凝土底板上。 碾压力应为载荷 (5000250 ) N 的普通汽车轮胎（ P225/75R15 或其 它 类似轮胎 ），且 安装在钢轮毂 上 ，胎压应为 (2201 0) kPa。车轮 应 以 (82 ) km/h的速度滚过 测试设备 。 碾 压力应至少施加三次，从 设备 的一侧开始 碾压 ，通过中间 部

20、分，直至设备的另一侧，应使设备的 整个表面都 受到碾压测试，同时 X 方向和 Y 方向 都应进行 测试 。下一 步 ， 碾压方向 调转 45 ， 进行 同 样的 测试。第三 步 ，再调转 45 角 ，进行同样的测试 。 电缆测试 时 ， 电缆要平直， 施加 碾压力 在电缆上。 如果 电缆安装在管道内或者类似情况， 电缆的碾 压测试 不适用。 试验后 不 应有 严重 的 破裂、 折 损或者变形 ， 以致 于 ： a) 带电部件被 符合 GB 4208-2008的 IPXXC测试探头接触到； b) 机壳的完整性被破坏，以至于 不能给设备的内部部件提供有效的 机械 保护 或环境 保护 ； c) 干扰

21、 设备正常 工作 ， 或 破坏设备功能 ； d) 设备 或其电缆夹不能 为 供电电缆提供 合适 的拉力； e) 带电部件 和可接触到的不带电 /接地的金属间 的 爬电距离和间隙 ，低于 IEC 61980-1-2014条款 12.3中的规定值； f) 其 它 可能会导致火灾或者触电风险的损害。 12 测 试 条件要求 12.1 测试平台设置 测试平台 应容纳原、副边设备。 原、副边设备相对于原点的位置改变应符合本标准规定的范围。 测试性能时， 需要 连接合适的逆变器或者车载电子 设备 。功率测量通过 纯阻性 负载完成。 12.2 异物温升 的 测试体 异物温升测试体 用于 模拟 测量处于工作区

22、域（ 保护 区域 1）内异物 引起的温升。 其温升符合 DB44/T 2099.5-2018第 11.6章节规定的 温 升要求 。 DB44/T 2099.3 2018 7 异物温升测试体可分为测试体 1和 测试体 2： 测试体 1的材料及大小应符合 表 3的规定； 测试体 2应为一元人民币硬币。 表 3 测试体 1 材料 磁刚性 S 235 JR 大小 100 70 10 (mm mm mm) 12.3 火灾 风险评估 的测试 体 燃烧测试体 用于 模拟 检验处于工作区域（ 保护 区域 1）内异物抗燃烧 的性能。 测试休的材料成分、大小应符 合表 4的规定，厚度应符合 ISO 534-201

23、1的规定。 表 4 燃烧测试体 材料 铝包膜材料，如，纸 大小 200 200 (mm mm) 12.4 测试流程 12.4.1 概述 原边设备 的位置 应考虑制造商 提供 的安装高度。副 边 设备 的初始位置是标称位置。 其他位置 如 表 5 和图 3所示。 根据 测试步骤，副边设备 的位置根据图 3进行 设置 ， 为相对于原点的 坐标 位置 。 表 5 气隙和 偏移 设置 位置 方向 高度 位置序号 标称 标称 标称 1 偏移 0 最小 2 偏移 0 最大 3 偏移 X轴 标称 4 偏移 Y轴 标称 5 偏移 X轴 +Y轴 标称 6 偏移 X轴 +Y轴 最小 7 偏移 X轴 +Y轴 最大

24、8 DB44/T 2099.3 2018 8 零 点 0 , 0 , 0 位 置 1 位 置 3 位 置 2 位 置 4 位 置 5 位 置 6 位 置 7 位 置 8 X 轴 Y 轴 Z 轴 图 3 副边设备的 测试位置 12.4.2 温升 测试 测试体位于工作区域内 ， 原边设备和副边设备 处 于 标称位置。达到热平衡 后 ，通过测量探头来测量 温升。 温度应在稳态下测量。 测试参数 如 表 6中所示 。 表 6 温升 和燃烧测试参数 测试参数 参数值 备注 副边设备的位置 位置 2 副边设备在 0,0,0平面 之 上 副边设备的位置 位置 3 副边设备在 0,0,0平面 之 上 功率 P

25、max（副边输出） 由制造商提供 环境温度 T 25 12.4.3 燃烧测试 测试体位于工作范围内 ， 原边设备和副边设备 处于 标称位置。 根据 制造商提供的最大输出功率 进行 测试 。 测试参数详见 表 6。 13 电磁兼容性（ EMC） 应满足 DB44/T 2099.1-2018 第 15 章的要求 。 14 标记 和说明 应满足 DB44/T 2099.1-2018 第 16 章的要求 。 DB44/T 2099.3 2018 9 A A 附 录 A （资料性附录） 磁场无线充电系统 A（ WT-WPT 系统 A） A.1 概述 附录 A描述了 MF-WPT系统 A原边 设备的定义。

26、 A.2 MF-WPT系统 A的几何定义 “镜像正方绕组（ Mirrored square winding）” 结构由两个对称线圈 组成，即前线圈和后线圈。线 圈为 矩形 的 平面线圈， 放在 高磁导率 材料（ 如铁氧体 ）的面板上 。 原边设备包含两个线圈，从车辆的行 驶方向上看，为前线圈（ x正方向）和后线圈（ x负方向）。在某一时刻， 通过前 线圈的电流是顺时针方 向 ， 而通过后线圈的电流是逆时针方向， 这样在表面就 形成 两个 对称的磁极。 这 两个线圈的绕组 通过表征 电流磁链平衡 （ current linkage balance，见条款 A.8） 的单匝绕组 来描述。 只要满足

27、电流磁链平衡，每个线圈绕组的实际数量和绕组的分布 不做限定，由制造商自由定义。 条款 A.3 给出了绕组 的 一个参考 设计供参考 。 MF-WPT系统 A的原边设备 安装在停车位 的中心 ，如 表 A.1。 表 A.1 原边设备位置 方向 原边设备零点坐标 mm 坐标轴 行驶方向零点 0 X 垂直于 行驶方向 零点 0 Y 高度 方向零点 0 Z 注： 原边设备的零点为停车位的参考点，见 DB44/T XXXX.1-XXXX中条款 8.3.2的说明。 MF-WPT系统 A原边 设备的几何尺寸定义由 图 A.1的侧视图和俯 视图 ， 连同表 A.2 的尺寸给出。 MF-WPT系统 A的几何定义

28、，侧视图 DB44/T 2099.3 2018 10 MF-WPT系统 A的几何定义， 俯视 图 说明： 1 原边设备； 2 绕组； 3 磁回路（铁氧体 平 面） ； 4 道路； 5 路边表面。 图 A.1 镜像正方绕组 和 MF-WPT 系统 A 的几何定义 表 A.2 MF-WPT 系统 A 的几何数值 名称 缩写 数值 单位 安装空间 的长度 1000 mm 磁回路长度 800 mm 线圈中心距离 200 mm DB44/T 2099.3 2018 11 名称 缩写 数值 单位 电流 磁链平衡 内 距离 140 mm 电流 磁链平衡 外 距离 160 mm 磁芯封装高度 40 mm A.

29、3 MF-WPT系统 A的运行定义 MF-WPT系统 A的原边设备是 电流 磁链源。正常运行 情况 下， 电流 磁链 是 常值，与 副边设备 的 负 载 无关 ， 其值为 额定 电流 磁链 。 电流 磁链 定义为 穿过 A-B线 的电流大小， 如 图 A.2所示 。 注： 电流 磁链源等效于给定匝数绕组的电流源 ， 制造商 可以 自由 设计绕组 。 如 图 A.2， 在开 机 阶段， MF-WPT系统 A为 开环控制 的电流磁链源 ， 电流 磁链的 大小 以 速率 提升 。 图 A.2 电流 磁链源值的 提升 在 提升阶段 和运行阶段，原边设备可以调节 电流 磁链 ，不同于 额定 电流磁链 值

30、 ，使得从 电网侧 获得的 传输功率 与 所需 电网 功率 PGN保持一致 。 表 A.3给出了 MF-WPT系统 A的初始运行参数。 在原边设备和副边设备 之间存在通信磁路的情况下，初始运行参数可能会 修改成原边和副边 设备所 支持的 其他 参数。这 就允许系统 运行在更高的功率等级 ，比如 MF-WPT2。 表 A.3 MF-WPT 系统 A 的初始运行参数 名称 缩写 值 单位 电流 磁链（额定 值 ） 120 150 工作 频率 140（ *） 85（ *） 频率范围 6 3 所需电网功率 PGN 3.3（ MF-WPT class 1） 电流 磁链 提升 率 250 注： （ *）

31、工作 频率 为 典型值 。 对于 在 MF-WPT系统 A 运行的 副边设备 ， 唯一的设计约束条 件就是， 当 原边设备提供额定 电流 磁链 DB44/T 2099.3 2018 12 时， 按 额定几何尺寸 设计 的副边设备可以获得所需电网功率。 建议副边设备实现的谐振电路，其一阶近似为并联谐振电路。 注： 本附录没有给 出 原边设备谐振网络 的 预定义。原边设备制造商可以自由 选择，通过 无源谐振 电路 还是有源电流 控制的方式产生 电流磁链源。 A.4 MF-WPT系统 A原边设备的参考设计 根据 表 A.1的尺寸定义，本条目给出原边设备的一 种 参考设计。 对于只提供副边设备产品的制

32、造商， 原边设备参考设计可以作为 对应的 原边设备。 如 图 A.3原边设备参考设计 的绕组，由 两个三角形电流密度分布的半绕组组成 。电流密度分布 符合 条款 A.1中的 电流 磁链平衡定义 ，用于 表 A.1的 可 互操作 MF-WPT系统 A。 相对电流密度 j 是电流密度 j除以半绕组 的总电流 磁 链 。 图 A.4给出的 是 二乘 八 匝线圈 的 电流密度 分布，为 参考原边设备绕组的电流密度 分布 。 图 A.3 参考 原边 设备的绕组 几何 尺寸 图 A.4 参考原边设备 的 电流密度分布 DB44/T 2099.3 2018 13 A.5 副边设备的参考设计 例 A.5.1

33、概述 下面例子 展示 的 副边设备设计 ，符合 条款 A.1和 A.2 定义的 MF-WPT系统 A的互操作要求。 相关的 技术参数在条款 A.3 的 MF-WPT系统 A的参考设计中给出 。 本条款的典型设计可以作为参考副边设备 的 测试 设备 ， 用于 可 互操作 原边设备的功能评价。因此， 设计参数涵盖了一系列尺寸参数，耦合系数和不同 的 绕组结构。 A.5.2 副边设备设计 A1-中等尺寸螺线 型线圈 如 图 A.5，副边设备设计 A1 涵盖了一个中等尺寸的机械核心 。由于 采用 了 铝屏蔽的螺线 型 绕组 ， 可以 在 较大气隙 范围内 提供高耦合系数。 表 A.4给出了 副边设备设

34、计 A1的 参数 。 表 A.4 副边设备设计 A1 的 参数 参数 名称 参数值 坐标轴 行驶方向 尺寸 330 mm X 垂直 于行驶方向 尺寸 330 mm Y 机械气隙 170 mm Z 耦合系数 0.2 0.4 - 行驶方向 偏移 量 100 mm X 垂直于 行驶方向 偏移量 200 mm Y 图 A.5 副边设备设计 A1 A.5.3 副边设备设计 A2-小尺寸螺线 型线圈 如 图 A.6，副边设备设计 A1 涵盖了一个小尺寸机械核心。 由于 采用 了 铝屏蔽的螺线 型 绕组 ， 可以 DB44/T 2099.3 2018 14 在 中等气隙 范围内 提供高耦合系数。 表 A.5

35、给出 了 副边设备 设计 A2的 参数 。 图 A.6 副边设备 设计 A2 表 A.5 副边设备设计 A2 的 参数 参数 名称 参数值 坐标轴 行驶方向 250 mm X 垂直 于行驶方向 250 mm Y 机械 气隙 100 mm X 耦合系数 0.2 - 行驶方向 偏移量 100 mm X 垂直 于行驶方向 偏移量 200 mm Y A.5.4 副边设备设计 B-大尺寸镜像矩形线圈 如 图 A.7，副边设备设计 B涵盖了一个大尺寸的镜像矩形线圈 ， 可以 在较大 气隙 范围内 提供均匀的 低磁通密度分布和高耦合系数。 表 A.6给出 了 副边设备 设计 B的 参数 。 DB44/T 2

36、099.3 2018 15 图 A.7 副边设备设计 B 表 A.6 副边设备设计 B 的 参数 参数 名称 参数值 坐标轴 行驶方向 750 mm X 垂直 于行驶方向 750 mm Y 机械 气隙 250 mm X 耦合系数 0.3 - 行驶方向 偏移量 100 mm X 垂直于 行驶方向 偏移量 100 mm Y A.5.5 副 边设备设计 C-小尺寸矩形平面线圈 如 图 A.8，副边设备设计 C涵盖了一个小尺寸的矩形平面线圈 ， 可以 在 中等 气 隙 范围内 提供高耦合 系数。 表 A.7给出 了 副边设备 设计 C的 参数。 图 A.8 副边设备设计 C DB44/T 2099.3

37、 2018 16 表 A.7 副边设备设计 C 的 参数 参数 名称 参数值 坐标轴 行驶方向 250 mm X 垂直 于行驶方向 250 mm Y 机械 气隙 110 mm X 耦合系数 0.1 0.25 - 行驶方向 偏移量 100 mm X 垂直 于行驶方向 偏移量 150 mm Y A.6 系统效率 在额定运行状态下 ， 系统效率 应至少 达到 90 %，见表 A.8。系统效率的测量 参考 DB44/XXX.1。 表 A.8 系统效率 系统 效率 （ %） MF-WPT 系统 A 设计 A1 90 MF-WPT 系统 A 设计 A2 90 MF-WPT 系统 A 设计 B 90 MF-

38、WPT 系统 A 设计 C 90 A.7 结构要求 按第 12 章要求进行 。 A.8 通信 按第 7章 和 第 8章要求进行 。 A.9 电流磁链 平衡定义 引入 电流磁链平衡的定义 ，将 分布 式 圆形或矩形绕组结构 的描述，简化为单匝 圆形或方形绕组 ，其 半径为 电流磁链平衡半径 ，流过的电流为总 电流磁链 。 注： 在理想条件下， 如果 绕组 位于 两个具有无限大磁导率 材料的层之间 ， 且层间 距离 很小， 分 布 式 绕组和电流磁链 平衡的单匝绕组 会产生 相同 的磁通 量 。 假 设 电流密度 分布 为 j 的电流分布在一个半径为 r 的绕组 上 （如图 A.9） ， 电流磁链

39、平衡 定义的 单 匝 绕组的 半径 可以通过 公式（ A.1）和（ A.2） 计算得到： 0 2* )(1 drrjrR （ A.1） 0 )( drrj （ A.2） 式中： DB44/T 2099.3 2018 17 *R 单匝绕组半径； 总电流磁链； r 绕组半径； j 电流密度分布。 如 图 A.9所示的 三角形 电流密度 分布， 使用公式（ A.3）计算得到其 电流磁链平衡半径为 ， 632 211222* rrrrR （ A.3） 图 A.9 分布 式 圆形绕组电流密度 分布 j DB44/T 2099.3 2018 18 B B 附 录 B （资料性附录） 磁场无线 充电系统 B

40、（ MF-WPT 系统 B） B.1 概述 本附录 给出了 一个可 互操作 的 MF-WPT系统 ，相同的参考原边设备，可以 支持至少 功率等级 MF-WPT1 和 MF-WPT2，即 支持 功率等级 MF-WPT1和 MF-WPT2之间的 互操作 。在本附录 给出 的原边设备可以支持多 种 不同的 副边设备。 本附录描述的系统适用于 乘用 车辆和 轻型货车 。 本附录描述的系统 使用 交流电 源输入 ，但是 不排除 直流输入。 B.2 系统描述 MF-WPT 系统包括原边设备和副边设备 ，进行磁场无线输电 。原边设备和副边设备 可含有 一个或多 个线圈。 根据 DB44/T 2099.1，

41、原边 设备可以 地埋安装，也可以地上安装 。 B.3 谐振拓扑 MF-WPT谐振电路图例如 图 B.1所示 ， 原边、副边可采用 这些 谐振拓扑。 谐振拓扑 串联 并联 并联 串联 串并联 串并联 副边绕组 气隙 原边绕组 串联 并联 串联 并联 串并联 并联 注： 谐振电路拓扑不限于以上列举内容。 图 B.1 谐振 电路 拓扑 结构 B.4 原边设备 原边设备的最大尺寸在图 B.2以及 表 B.1中给出，安装在停车位的中间 。 本附录的原边设备 包含 两个相同的线圈 ， 左线圈和右线圈。两个线圈 均为 矩形 的 平面线圈，部分重 叠 ，放在 高磁导率 材料（ 如铁氧体 ）的面板上 。通过 两

42、个 线圈的电流可以独立控制，以产生各种磁通密 度特性。每个线圈绕组的 匝数 和绕组的分布 不做 详细定义 ， 只 要 满足总的 磁场 特性，制造 商可以进行自 由设计。作 为参考，条款 B.4给出了原边设备 的一个 参考 设计 。 DB44/T 2099.3 2018 19 表 B.1中 给出 的值 包含了 安全操作所需的辅助系统（如 活体保护系统、异物检测系统 ）。 图 B.2 可 互操作 的原边设备 表 B.1 原边设备 的 最大 机械 尺寸 功率等级 MF-WPT1 MF-WPT2 MF-WPT3 行驶方向 尺寸 /mm 600 600 900 垂直于 行驶方向 尺寸 /mm 800 8

43、00 900 距离地面 高度 /mm 50 50 55 注 1： 本附录没有给 出 原边设备谐振 网络的 预定义。原边设备制造商可以自由 选择，通过 无源谐振 电路 还是有源电 流控制的方式产生 电流磁链源。 注 2： 建议 副边设 备实现的谐振电路，其一阶近似为 并联谐振电路 。 DB44/T 2099.3 2018 20 B.5 原边设备的 参考 设计 图 B.3和 表 B.2给出 了原边设备的 一个 参考设计 ，符合本标准 条款 B.2。 该 原边设备 的参考 设计作 为设计 例子 ，不 对制造商的其他设计实现构成 限制。 图 B.3 原边设备 的 参考设计 表 B.2 参考原边设备的 规格 参数 值 绕组匝数 7 利兹 线材料 铜 对于只提供副边设备产品的制造商，本 原边设备参考设计可以作为 对应的 原边设备。 本 原边设备 参 考 设计 也 可 用于 副边设备 的可互操作兼容 测试 （ 见条款 B.6） 。 DB44/T 2099.3 2018 21 B.6 兼容副边设备的典型设计 B.6.1 概述 下面例子 展示 的 副边设备设计 ，是 与原边设备 可互操作 的副边设备的设计实例。 本条款的设计 例子 可以作为参考副边设备 的 测试 设备 ， 用于 可 互操作 原边设备的功能评价。因此， 设计参数涵盖了一系列尺寸参数，耦合系数和