TCPSS 1010-2024 电动汽车有线无线一体化双模直流充电桩技术规范

T/CPSST/CPSS1010—202422 3.3有线无线一体化双模直流充电桩 wiredandwirelessintegrateddual-modeDCchargingstations具有有线充电和无线充电两种模式的电动汽车充电设备。3.4直流电源模块 DCpowermodule将电网的交流电转换成直流电的功率变换单元，具备调压功能。多个直流电源模块组成直流电源模组。3.5地面功率分配模块 off-boardpowerdivider成，可以根据需求将输入功率分配到不同的输出口上。3.6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及非车载功率组件等。3.7充电插头 plug有线无线一体化双模直流充电桩中和充电电缆连接且可移动的部分。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及车载功率组件等。3.9充电插座 socket-outlet有线充电中和电动汽车充电设备连接在一起且固定安装的部分。3.10车端功率分配模块 vehiclepowerdivider择有线和无线供电模式。3.11机械气隙 mechanicalairgap无线充电中原边设备上表面与副边设备下表面最短的间距。3.12工作气隙 operationalairgap无线充电中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。3.13充电位 chargingspot为电动汽车提供无线充电服务的地面设施统称。注：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。T/CPSST/CPSS1010—2024T/CPSST/CPSS1010—2024PAGEPAGE11PAGEPAGE10总体要求一般要求有线充电桩的一般要求包括：GB/T20234.1GB/T20234.1～5电连接装置的熔融、燃烧等严重事故；充电桩应便于人员操作与使用,方便定期保养和维护，满足电动汽车与充电设备对其的回收、存放等产品使用管理需求。无线充电部分的一般要求包括：无线充电部分的技术要求和试验方法应符合GB/T38775.1的规定。系统构成图1给出了一种典型的双车位有线无线一体化双模直流充电桩结构示意图，一个充电桩为邻近两个车位提供电能，包含两个有线充电接口，两个无线充电接口。图2给出了双车位有线无线一体化双模直端；车端功率分配模块通过选通输入通道，进行不同形式的充电。充电桩充电桩原边设备原边设备图1 双车位的有线无线一体化双模直流充电桩的结构示意图电网电网有线无线双模充电桩电动汽车AC3无线充电DC78AC3有线充电5052通讯61电池1911DCDCDCDC4DCDC4标引序号说明：①——直流电源模组；②——地面功率分配模块；③——非车载功率组件；④——原边设备；⑤——充电插头；⑥——地面通信控制单元（CSU）；⑦——副边设备；⑧——车载功率组件；⑨——充电插座；⑩——车端功率分配模块；⑪——车载通信控制单元（IVU）。图2 有线无线一体化双模直流充电桩的原理示意图直流电源模组有线无线一体化双模直流充电桩的直流电源模组宜采用多个直流电源模块并联模式，方便功率分配。单个模块功率宜为：10kW、15kW、20kW或30kW。地面功率分配模块工况。图3桩包含62（有线充电A和2（无线充电A、无线充电B）。功率分配模块至少包含三类开关来保证系统安全运行，直流输入开关用于系策略合理分配；输出开关用于控制输出端口。三类开关协同工作，实现功率流的控制。同一车位的有线充电模块和无线充电模块应具备互锁功能，在图3中即“无线充电A”与“有线充电A”不能处于同时工作状态。直流电源模组直流电源模组地面功率分配模块有线充电BDCDC有线充电ADCDC无线充电BDC无线充电ADC输出开关选通开关输入开关图3 双车位有线无线一体化双模直流充电桩地面功率分配模块的连线示意图原边设备的安装安装方式原边设备的安装方式有：地埋安装；地上安装；其他安装方式（如汽车顶部上方安装、墙面安装、原边设备升降式安装等）。地埋安装地埋安装如图4所示，原边设备完全埋藏于地下，原边设备的表面存在于Z轴零坐标处。标引序号说明：①——工作气隙；②——机械气隙；③——原边设备封装和保护高度（含盖板）；④——电能接收线圈封装和保护高度；⑤——路面。图4 地埋安装地上安装地上安装如图5所示，原边设备以突出地面一定高度的方式安装。在路面之上的安装高度由制造商的安装指南给定。最大安装高度也应符合国家相关管理条例,如城市道路管理条例。标引序号说明：①——工作气隙；②——机械气隙；③——原边设备封装和保护高度（含盖板）；④——副边线圈下表面到副边设备下表面的高度；⑤——路面；⑥——安装高度。图5 地上安装分类分类依据有线无线一体化双模直流充电桩分类依据如下三个因素：环境状况；系统结构；功率等级。环境状况有线无线一体化双模直流充电桩根据用途和环境状况可分为：室内使用；室外使用。系统结构一个有线无线一体化双模直流充电桩中总车位数不超过4个，按照个数可以分为1车位、2车位、3车位、4车位四类，如图6所示。原边设备应符合GB/T38775.6中地面端相关规定。充电桩充电桩停车位原边设备停车位原边设备停车位原边设备停车位原边设备停车位原边设备停车位原边设备原边设备停车位充电桩停车位原边设备停车位原边设备充电桩 充电桩充电桩充电桩原边设备停车位原边设备停车位原边设备原边设备停车位原边设备停车位原边设备停车位原边设备停车位c) 3车位 d) 4车位图6 有线无线一体化双模直流充电桩结构分类功率等级有线无线一体化双模直流充电桩根据四种不同结构，按照输入功率等级分类如表1。表1 输入功率等级分类结构输入总功率kW1车位60、1202车位120、180、2403车位180、240、300、3604车位240、300、360、420、480功率分配有线无线一体化双模直流充电桩的功率分配如表2所示。表2 功率分配充电车辆数量分类输出功率1车辆充电需求功率≥充电桩额定充电功率充电桩额定充电功率车辆充电需求功率<充电桩额定充电功率车辆充电需求功率＞1车辆充电需求功率总和≥充电桩额定充电功率车辆充电需求功率等比例降额车辆充电需求功率总和<充电桩额定充电功率车辆充电需求功率注：当多辆车辆同时充电且车辆需求功率不一致时，应通过地面功率分配模块匹配适当的输出功率。表3给出了输入总功率120kW，“2车位”的有线无线充电桩单台车辆最大功率分配。表3 单台车辆最大功率分配分类充电车辆数量有线功率kW无线功率kW单独有线112002600单独无线10112022注：本标准不支持同一车辆有线充电和无线充电同时操作。单台车辆最大功率随国标功率增加相应增加。通信要求有线无线一体化双模直流充电桩和车载设备通过信令实现电能传输过程的控制以及相关必要信息的交互，确保电动汽车充电系统的安全、可靠运行，根据充电方式分为两种通信模式：GB/T27930—2015GB/T38775.2—2020化双模直流充电桩充电控制流程图如图7所示。Y通知IVU与车辆BMS进行通信连接，启动充电Y通知IVU与车辆BMS进行通信连接，启动充电Y有线充电通信部分启动，充电准备通过充电枪与车辆BMS进行通信连初始化NN初始化NN启动无线充电？启动有线充电？Y原副边通信正常，且原副边对齐？NNBMS连接正常，车辆反馈允许充电YNBMS连接正常，车辆反馈允许充电？停止充电指令、系统故障或电量充满？Y停止充电指令、物活体、系统故障或电量充满？Y根据车载端反馈充电信息实时调节功率输出启动有线功率传输充电结束系统待机检测无线充电通信部分启动，充电准备N有异Y通知地面端启动充电，地面端启动异物检测，活体保护以及无线功率传输根据车载端反馈充电信息实时调节功率输出图7 有线无线一体化双模直流充电桩充电控制流程图环境测试一般要求况下，且安全特性不降低。有线无线一体化双模直流充电桩的环境测试和相关设计应满足：有线无线一体化双模直流充电桩设计为满足有线无线充电系统正常工作条件下的使用；86kPa106kPa之间的大气压下进行；2000m2000m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；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IP54（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。工作环境温度要求2423.1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：室内安装的环境温度要求：50℃24h35℃；环境温度下限是-5℃。室外安装的环境温度要求：50℃24h35℃；环境温度下限是-20℃。环境湿度测试有线无线一体化双模直流充电桩应设计运行在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：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：624hGB/T2423.4，温度在（40±3）℃95％（Db）；224hGB/T。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：524hGB/T2423.4，温度在（40±3）℃95％（Db）；724hGB/T。干热测试按GB/T7251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。低温测试低温测试应遵循GB/T2423.1中试验Ab：室外使用设备，-20℃±3℃16h；室内使用设备，-5℃±3℃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。安全要求接地措施充电接口的保护接地触头应满足GB/T11918.1-2014中10.1、10.2和10.4的要求。直流充电接口和直接电气连接直流电网的直流充电接口的保护接地触头应满足GB/T11918.1—2014中10.3的要求，或按照7.5.2进行短时耐大电流测试后，保护接地导体的部件不应出现开裂、破损或熔化。注：直流充电连接装置通常不直接电气连接直流电网，但不排除存在直接电气连接直流电网的应用场合。绝缘电阻和介电强度充电连接装置的绝缘电阻和介电强度应满足GB/T11918.1—2014中第19MΩ。限制短路电流耐受性能交流充电连接装置的限制短路电流耐受性能应满足GB/T11918.1-2014中第29章的要求。直流充电连接装置应能耐受至少5000000A2s的短路容量值。注：通常用于不与直流电网直接电气连接的直流充电连接装置。表面温度电缆组件在正常使用时表面温度不应超过规定值，按GB/T20234.1—2023中7.24的方法进行试验，表面温度应满足如下要求：电缆组件的可抓握部位，其允许的最高温度不应超过：1) 金属部件：50℃；2) 非金属部件：60℃。充电电缆允许的最高温度可放宽至70℃适用放宽条件时，应在充GB4943.1电缆组件上可接触的非抓握部位，其允许的最高温度不应超过：1) 金属部件：60℃；2) 非金属部件：85℃。防触电保护充电接口的防触电保护应满足GB/T11918.1—2014中第9章的要求。碾压保护地面原边设备应满足GB/T38775.4—2020中的要求。温升充电接口在正常使用时的温升应满足GB/T20234.1—2023中6.3.13的要求。电力电缆组件要求外观要求充电电缆上应标有制造厂的名称或商标、产品型号、额定电压和防护等级信息。头识别信息。电缆组件的未接线末端应标有导线标识用于连接可拆线端子。充电电缆充电电缆的连接和冷却要求应满足GB/T20234.1—2023中6.2.6和6.4的规定。地面发射端地面发射端的开关及隔离开关应符合GB14048.3—2017的要求或具备对应的证明材料。机械强度电缆组件应满足GB/T11918.1-2014中24.3的水平跌落试验要求及以下要求：可能为带电部分的部件不应外露；电子锁止装置（若有）功能应正常；应能保持原有的防护等级；d) GB/T20234.1—20236.3.10e) 液体介质冷却装置密封部件不应产生导致泄漏的破裂或损坏。不可拆线的电缆组件应满足GB/T11918.1—2014中24.4的弯曲试验要求液体介质冷却装置密封部件不应产生导致泄漏的破裂或损坏。车辆碾压充电插头应按GB/T20234.1-2023中7.13.2的方法进行车辆碾压试验后，应满足GB/T20234.1—2023中6.2.12.1的要求或目视观察发现无法继续使用的损坏或破裂。充电电缆应能经受车辆碾压，按照GB/T20234.1—2023中7.13.3的方法进行车辆碾压试验后，不应出现以下损坏：绝缘层或护套损坏等外观结构破坏；GB/T20234.1—20236.2.5信号线等低压导线的断路或短路；液体介质冷却充电电缆的冷却通道完整性产生导致泄