IEC PAS 61980-62025 电动汽车无线功率传输(WPT)系统 第6部分磁场动态功率传输(MF-D-WPT)系统通信和活动的特定要求标准立项发展报告

电动汽车无线功率传输（WPT）系统第6部分：磁场动态功率传输（MF-D-WPT）系统通信和活动的特定要求标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:ElectricVehicleWirelessPowerTransfer(WPT)Systems–Part6:SpecificRequirementsforMagneticFieldDynamicPowerTransfer(MF-D-WPT)SystemCommunicationandActivities摘要随着全球电动汽车产业的迅猛发展，无线功率传输（WirelessPowerTransfer,WPT）技术作为替代传统有线充电的关键解决方案，正从静态充电阶段加速迈向动态无线充电（DynamicWirelessPowerTransfer,DWPT）的商业化应用前沿。在此背景下，国际电工委员会（IEC）于2025年3月31日正式发布IECPAS61980-6:2025《电动汽车无线功率传输（WPT）系统第6部分：磁场动态功率传输（MF-D-WPT）系统通信和活动的特定要求》，为磁场动态功率传输系统的通信协议与运行活动提供了首个国际层面的规范化技术框架。本报告系统梳理了该标准的立项背景、技术内容、核心架构及行业影响，分析了其在车辆-基础设施协同通信、电磁安全、互操作性及多线圈阵列切换控制等关键技术环节的规范要求，阐述了标准对推动电动汽车动态无线充电产业化部署的重要支撑作用。报告同时介绍了标准主要起草单位在技术研发与标准制定中的贡献，并对标准发布后在全球范围内的应用前景与技术演进方向进行了展望。关键词：电动汽车；无线功率传输；磁场动态功率传输；IEC标准；通信协议；互操作性；动态无线充电AbstractWiththerapiddevelopmentoftheglobalelectricvehicleindustry,wirelesspowertransfer(WPT)technology,asakeyalternativetoconventionalplug-incharging,isacceleratingitstransitionfromstaticchargingtothecommercialapplicationofdynamicwirelesscharging.Againstthisbackdrop,theInternationalElectrotechnicalCommission(IEC)officiallyreleasedIECPAS61980-6:2025*"Electricvehiclewirelesspowertransfer(WPT)systems–Part6:Specificrequirementsformagneticfielddynamicpowertransfer(MF-D-WPT)systemcommunicationandactivities"*onMarch31,2025,establishingthefirstinternationallyrecognizedtechnicalframeworkforcommunicationprotocolsandoperationalactivitiesofmagneticfielddynamicpowertransfersystems.Thisreportsystematicallyreviewsthestandard'sbackground,technicalcontents,corearchitecture,andindustrialimplications,analyzesitsnormativerequirementsinkeyareasincludingvehicle-to-infrastructurecooperativecommunication,electromagneticsafety,interoperability,andmulti-coilarrayswitchingcontrol,andelaboratesonthestandard'ssignificantroleinsupportingtheindustrialdeploymentofdynamicwirelesschargingforelectricvehicles.Thereportalsointroducesthecontributionsofmajorparticipatingorganizationsintechnicalresearchandstandarddevelopment,andprovidesanoutlookontheglobalapplicationprospectsandfuturetechnicalevolutionfollowingthestandard'spublication.Keywords:ElectricVehicles;WirelessPowerTransfer;MagneticFieldDynamicPowerTransfer;IECStandard;CommunicationProtocol;Interoperability;DynamicWirelessCharging一、引言1.1研究背景全球交通运输领域正经历以电动化、智能化、网联化为核心的深刻变革。国际能源署（IEA）发布的《GlobalEVOutlook2024》数据显示，2023年全球电动汽车销量已突破1,400万辆，保有量超过4,000万辆。随着电动汽车保有量的持续攀升，充电基础设施的便捷性、安全性和使用体验已成为制约产业进一步发展的关键瓶颈。传统的传导式充电（ConductiveCharging）虽技术成熟，但在用户操作便利性、自动化程度、恶劣环境适应性等方面仍存在固有局限。无线功率传输技术通过电磁场耦合实现电能的无接触传输，具有即停即充、无需人工插拔、安全防护等级高等显著优势，被普遍视为下一代电动汽车充电技术的重要方向。其中，磁场动态功率传输（MagneticFieldDynamicPowerTransfer,MF-D-WPT）技术能够在车辆行驶过程中通过埋设于路面下的发射线圈阵列向车载接收线圈持续供电，从根本上解决电动汽车的里程焦虑问题，并大幅缩减动力电池容量需求，具有极为广阔的应用前景。1.2标准立项的必要性然而，MF-D-WPT系统相较于静态WPT系统，其技术复杂度呈指数级提升。在动态场景下，系统需要解决以下关键技术挑战：-高速通信需求：车辆以较高速度通过发射线圈阵列时，地面装置与车载装置之间需要在极短时间内完成线圈识别、功率协商、状态同步等双向信息交互，通信时延需控制在毫秒级；-多线圈协同管理：动态充电涉及多个地面发射线圈的时序切换和功率分配，需要统一的通信协议实现协调控制；-安全与互操作：在动态场景下，电磁暴露安全、异物检测、生物体保护等问题更加复杂，需要明确统一的规范约束；-跨厂商互操作：不同制造商提供的车辆端和地面端设备必须能够实现即插即用式的兼容互操作，这对通信协议和数据格式的标准化提出了迫切需求。在国际电工委员会（IEC）第69联合技术委员会（JTC69）的组织框架下，IEC61980系列标准此前已涵盖了通用要求（Part1）、通信要求和活动（Part2）以及磁场静态功率传输的特定要求（Part3）等内容。但针对动态功率传输场景的通信和活动的特定要求尚属空白，亟需制定专门的标准予以规范和指导。在此背景下，IEC于2025年3月31日正式发布了IECPAS61980-6:2025，作为IEC61980系列标准的有力补充，填补了磁场动态功率传输系统通信与活动方面国际标准的空白。二、标准基本信息2.1标准概况IECPAS61980-6:2025《电动汽车无线功率传输（WPT）系统第6部分：磁场动态功率传输（MF-D-WPT）系统通信和活动的特定要求》是由国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission,IEC）制定并发布的公开可用规范（PubliclyAvailableSpecification,PAS）。|项目|内容||------|------||标准编号|IECPAS61980-6:2025||英文名称|Electricvehiclewirelesspowertransfer(WPT)systems–Part6:Specificrequirementsformagneticfielddynamicpowertransfer(MF-D-WPT)systemcommunicationandactivities||标准状态|现行||发布机构|国际电工委员会（IEC）||发布日期|2025年3月31日||发布年份|2025年||国别|国际组织||语言|英语||分类号|其他有关输电网和配电网的设备||标准性质|公开可用规范（PAS）|2.2标准定位作为IEC61980系列标准的重要组成部分，IECPAS61980-6:2025在系列标准中处于"特定应用场景补充规范"的层级定位。其与系列中其他部分的关系如下：-IEC61980-1：电动汽车无线功率传输（WPT）系统第1部分：通用要求（Generalrequirements）-IEC61980-2：电动汽车无线功率传输（WPT）系统第2部分：通信要求和活动（Communicationrequirementsandactivities）-IEC61980-3：电动汽车无线功率传输（WPT）系统第3部分：磁场静态功率传输（MF-WPT）系统的特定要求-IECPAS61980-6：电动汽车无线功率传输（WPT）系统第6部分：磁场动态功率传输（MF-D-WPT）系统通信和活动的特定要求该标准以IEC61980-1的通用要求和IEC61980-2的通信基础要求为基准，针对磁场动态功率传输的特殊场景，对通信协议、活动流程和系统行为提出了更为具体和严格的技术规范。2.3标准发布格式说明该标准以电子版加密PDF格式发布，文件大小约1分钟可完成下载。文件带有水印保护，需安装FileOpen插件进行访问，电脑需保持联网状态以验证许可。授权限制为累计3台电脑、共打印5次。该标准定价为3,076.0元人民币（或相应的国际定价），体现了IEC标准文件的知识产权价值和维护成本。三、标准技术内容解析3.1标准适用范围IECPAS61980-6:2025适用于磁场动态功率传输（MF-D-WPT）系统，即电动汽车在行驶过程中，通过路面下埋设的初级发射线圈（地面侧）与车辆底部安装的次级接收线圈（车载侧）之间的磁场耦合实现电能持续传输的系统。标准重点关注此类系统中地面端与车载端之间的通信交互行为及与之相关的系统活动流程。标准具体适用于以下场景：-车辆在专用动态充电车道（DynamicChargingLane）上行驶过程中的持续功率传输；-车辆低速起步、正常行驶和减速停车过程中的无线充电通信；-多段连续发射线圈阵列之间的无缝切换通信；-与道路基础设施（如交通信号、车辆管理系统）之间的信息交互。3.2通信架构与协议要求IECPAS61980-6:2025在IEC61980-2的基础上，针对动态场景定义了更具实时性和可靠性要求的通信架构。标准对物理层、数据链路层和应用层三个层级的通信协议进行了差异化规范：物理层与数据链路层：标准针对动态场景中通信链路易受电磁干扰、多普勒频移、快速切换等特殊挑战，规定了通信的时延上限、数据包传输的可靠性指标、通信链路的建立与重建时间要求。在动态行驶速度范围内，系统需保证通信链路的持续性和稳定性。应用层协议：标准明确定义了动态功率传输过程中的应用层消息类型和交互时序，包括充电会话的建立、功率传输控制、线圈切换协调、故障处理与安全保护等关键流程的消息定义和时序要求。3.3活动流程规范标准对不同行驶阶段下的系统活动进行了系统性规范，主要包括：-驶入阶段（ApproachPhase）：车辆接近充电区域时，车载端与地面端之间建立初始通信，完成身份认证、能力协商和充电参数配置；-耦合建立阶段（CouplingEstablishmentPhase）：车辆进入充电区域，双方确认线圈对准状态，启动功率发射准备；-动态功率传输阶段（DynamicPowerTransferPhase）：车辆持续行驶，系统动态调节功率传输参数，执行发射线圈间的无缝切换；-驶离阶段（DeparturePhase）：车辆驶出充电区域，系统有序降低功率、终止通信会话，记录充电数据。3.4关键技术要求标准对影响动态无线充电性能和安全的几项关键技术指标做出了明确规定：-异物检测与活体保护：动态充电场景中，路面发射线圈可能面临金属异物、动物误入等安全威胁。标准规定了异物检测（ForeignObjectDetection,FOD）与活体保护（LivingObjectProtection,LOP）系统在动态场景下的功能要求和响应时间；-线圈切换管理：标准规范了多发射线圈阵列中相邻线圈间切换的通信协调协议，明确了切换过程的最长允许中断时间和功率恢复时间；-电磁兼容与安全：标准对动态充电系统的电磁辐射限值、电磁兼容（EMC）性能以及与其他无线通信系统共存性提出了明确要求；-互操作性：标准强调不同制造商的车载设备和地面设备之间的互操作性能，明确了互操作性的等级和测试评估方法。3.5与相关标准的技术衔接该标准在编制过程中充分考虑了与其他国际标准体系的协调一致，包括但不限于：-ISO15118（车辆到电网通信接口）系列标准中关于无线充电通信的接口定义；-SAEJ2954（无线功率传输轻量级与重型车辆定位与通信）中关于通信接口和性能要求的规范；-IEC61980-1和IEC61980-2的通用要求和基础通信架构。四、标准制定参与单位介绍IECPAS61980-6:2025的制定汇聚了全球范围内在电动汽车无线充电技术领域具有深厚积累的权威机构和领先企业。高通技术公司（QualcommTechnologies,Inc.）高通技术公司是IECPAS61980-6:2025制定工作的主要贡献单位之一。作为全球无线通信技术的领导者，高通在无线充电技术领域拥有超过二十年的研发积累。高通自2007年起即开始布局电动汽车无线充电技术的研发，其Halo™无线充电解决方案是行业内最早实现动态无线充电技术验证的系统之一。在IECPAS61980-6:2025的制定过程中，高通技术公司主要贡献了以下关键技术成果：-通信协议的实时性设计：高通基于其在无线通信领域的技术积累和专利布局，为动态无线充电场景中通信链路在高速移动、强电磁干扰环境下的可靠性设计贡献了核心技术方案，包括通信时延优化、切换机制设计以及抗干扰编码方案；-系统级验证经验：高通在全球范围内开展的多个动态无线充电道路测试项目为该标准的制定提供了宝贵的实测数据和工程经验，尤其是在不同车速下（从30km/h至120km/h）的通信稳定性和功率传输连续性方面积累了丰富的验证数据；-互操作性测试方法：高通倡导并实践了跨厂商设备的互操作性测试方法论，为标准中互操作性要求的制定提供了方法论基础。除了高通技术公司外，该标准的制定还汇集了来自欧洲、亚洲和北美的主要汽车制造商、电力设备供应商、科研机构和标准化机构的专家共同参与。来自德国、中国、日本、韩国、美国等国家的专家在标准讨论中充分反映了各自在动态无线充电技术路线、产业需求和安全监管方面的不同视角和关切，经过多轮技术论证和协商，最终形成了平衡各方利益、兼顾先进性与可行性的技术规范。五、标准的意义与影响5.1填补国际标准空白IECPAS61980-6:2025的发布填补了国际标准体系中关于磁场动态功率传输系统通信与活动规范的关键空白。此前，虽然部分国家和地区已在开展动态无线充电的技术试点和示范工程，但缺乏统一的国际标准进行技术引领和行为规范，制约了技术的规模化推广和跨区域部署。该标准的出台为全球动态无线充电技术的研发、测试、部署和运营提供了统一的技术语言和规范依据。5.2促进产业生态构建标准的发布有助于打通动态无线充电产业链上下游之间的技术壁垒，促进车辆制造商、道路基础设施运营商、电力设备供应商、通信方案提供商等不同环节之间的协同合作。通过统一通信协议和接口规范，大幅降低了系统的集成复杂度和互操作风险，为动态无线充电产业的规模化发展奠定了坚实基础。5.3支撑智能网联交通发展动态无线充电技术是智能网联交通和智慧公路的重要组成部分。IECPAS61980-6:2025所规范的通信架构和活动流程与智能交通系统（ITS）的信息交互架构具有良好的兼容性，为未来动态无线充电系统与车路协同（V2X）、自动驾驶等技术的融合应用预留了接口和扩展空间。5.4推动能源互联网建设动态无线充电系统的规模化应用将为交通能源互联网的建设提供重要的技术支撑。通过标准的统一规范，动态无线充电系统能够更好地融入智能电网的调度管理体系，实现车辆与电网之间的双向能量互动（V2G），提升可再生能源的消纳能力和能源系统的整体效率。六、结论与展望IECPAS61980-6:2025《电动汽车无线功率传输（WPT）系统第6部分：磁场动态功率传输（MF-D-WPT）系统通信和活动的特定要求》的发布，是电动汽车无线充电技术标准化进程中的重要里程碑。该标准系统性地规范了磁场动态功率传输场景下的通信协议和活动流程，攻克了动态无线充电产业化的关键标准瓶颈，填补了IEC61980系列在动态场景方面的标准空白。从技术发展趋势看，动态无线充电技术正处于从技术验证向工程示范和商业化部署过渡的关键阶段。全球多个国家和地区已启动动态无线充电高速公路的规划建设，行业普遍预计未来五至十年内将迎来规模化应用的重要窗口期。在此过程中，IECPAS61980-6:2025作为公开可用规范（PAS），将持续收集实际应用反馈和产业实践数据，为后续升级为完整的国际标准（IS）积累技术依据和修订基础。展望未来，随着动态无线充电技术的持续演进和部署规模的扩大，相关标准体系也将不断完善和细化。可以预期，IEC61980系列标准将在以下方向持续深化：更高功率等级下的通信可靠性要求、多车并发充电场景下的通信协调机制、与自动驾驶系统的深度融合规范以及面向不同道路类型的分级技术要求等。标准化工作将持续发挥技术引领和规则保障的双重作用，为全球电动汽车产业的可持续发展和交通系统的绿色转型提供坚实支撑。参考文献[1]IECPAS61980-6:2025,Electricvehiclewirelesspowertransfer(WPT)systems–Part6:Specificrequirementsformagneticfielddynamicpowertransfer(MF-D-WPT)systemcommunicationandactivities,Internationa