IEC PAS 61980-52024 电动车辆无线电力传输(WPT)系统 第5部分电动车辆动态无线电力传输(D-WPT)的互操作性和安全性标准立项发展报告

电动车辆无线电力传输（WPT）系统第5部分：电动车辆动态无线电力传输（D-WPT）的互操作性和安全性标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Electricvehiclewirelesspowertransfer(WPT)systems-Part5:Interoperabilityandsafetyofdynamicwirelesspowertransfer(D-WPT)forelectricvehicles摘要随着全球电动汽车产业的迅猛发展，动态无线电力传输技术作为解决电动汽车续航焦虑、减少动力电池装载量的前沿技术路径，正迎来从实验室走向规模化应用的关键阶段。然而，动态无线电力传输系统涉及道路基础设施、车载接收设备、电网交互及多品牌车辆运营等多方主体，互操作性不足与安全评价体系缺失已成为制约其产业化部署的主要瓶颈。本报告以国际电工委员会发布的IECPAS61980-5:2024标准为研究对象，系统梳理了该标准的立项背景、编制历程、核心技术框架及预期应用价值。该标准作为IEC61980系列的第5部分，是全球首项针对动态无线电力传输系统互操作性与安全性的技术规范，其发布填补了该领域国际标准的空白，对于统一各国技术路径、降低产业链协同成本、保障车辆与道路设施运行安全具有重要意义。本报告详细解析了标准涵盖的系统架构、互操作性要求、安全防护机制、测试验证方法等核心内容，并就该标准对国内外产业生态的影响进行了前瞻性分析，提出了我国在动态无线电力传输标准化领域的跟进策略与工作建议。关键词：动态无线电力传输；互操作性；安全性；电动汽车；国际标准；IEC61980Keywords:DynamicWirelessPowerTransfer;Interoperability;Safety;ElectricVehicle;InternationalStandard;IEC61980一、引言1.1研究背景在全球碳中和目标与新能源汽车产业政策双重驱动下，电动汽车已从市场导入期迈入规模化普及期。然而，动力电池的能量密度限制、充电时间成本以及续航里程焦虑，始终是制约电动汽车进一步推广的核心痛点。动态无线电力传输（DynamicWirelessPowerTransfer,D-WPT）技术通过在道路下方铺设发射线圈阵列，使行驶中的车辆能够持续接收电能，从根本性上突破了"停车充电"的传统范式，被视为迈向电气化交通时代的重要技术路线之一。近年来，全球多个国家和地区已启动动态无线充电道路的试点项目与工程验证。美国印第安纳州完成了国内首条无线充电测试道路的建设，瑞典在哥德堡开通了世界首条永久性无线充电电动卡车线路，韩国龟尾市早在数年前便已建成穿梭巴士动态充电示范线路。我国亦在杭州、成都、长株潭等地开展了无线充电公交线路的示范应用。技术可行性的验证已初步完成，但制约该技术从示范走向商用的关键瓶颈，不在于单点传输效率的进一步提升，而在于系统级的互操作性和安全保障能力——即不同品牌的电动车辆能否在不同运营商建设的充电道路上安全、高效地完成能量获取。在此背景下，国际电工委员会（IEC）启动了IEC61980系列标准的系统化编制工作。该系列标准聚焦于电动汽车无线电力传输系统，此前已发布第1部分（通用要求）、第2部分（通信要求）、第3部分（磁场安全要求）等。2024年12月12日，IEC正式发布IECPAS61980-5:2024《电动车辆无线电力传输（WPT）系统第5部分：电动车辆动态无线电力传输（D-WPT）的互操作性和安全性》，标志着动态无线电力传输领域首个国际层面的互操作性与安全技术规范正式问世。1.2标准化需求分析动态无线电力传输系统的标准化需求主要源于以下三个维度：第一，基础设施互联互通的客观需要。动态无线充电道路作为公共基础设施，其建设和运营主体呈现多元化特征——可能是高速公路运营商、城市公共交通企业，也可能是能源服务公司。而行驶于其上的电动车辆品牌各异、功率等级不同、接收端结构有别。若无统一的互操作性规范，势必出现"车辆与道路不匹配、能充但充不好、充了但不安全"的碎片化局面，严重制约基础设施的公共属性发挥。第二，安全风险防控的现实需求。动态无线电力传输系统在高功率工作状态下于公共道路环境中产生高频电磁场，其电磁暴露安全、异物检测、生物体保护、设备热安全等问题比静态无线充电更为复杂，原因在于车辆高速移动条件下的系统状态切换频率显著提高，耦合关系动态变化，安全边界更难界定。第三，国际贸易与技术协同的迫切需要。电动汽车及其充电基础设施均为高度全球化的产业链产物。缺乏统一的国际标准，将导致各国技术路线分叉、市场壁垒增加，推高全产业链的研发与制造成本。IECPAS61980-5:2024的发布，正是国际社会在动态无线电力传输领域寻求技术与市场共识的重要举措。二、标准立项的背景与编制历程2.1标准立项的驱动因素IECPAS61980-5:2024的立项源于多方面的驱动力。从技术演进角度看，动态无线电力传输技术经历了近十年的实验室研究和工程验证，相关技术路线已趋于收敛。磁耦合谐振和感应耦合两种主流技术方案在传输效率、偏移容忍度、电磁兼容等方面各有优劣，需要通过标准手段明确基准要求。从产业准备度看，全球主要汽车制造商——包括宝马、戴姆勒、沃尔沃、丰田等——已在多款车型上布局了无线充电功能，而道路基础设施供应商如ElectReon、MomentumDynamics等已完成多项工程示范，产业各方亟需共通的技术语言。从政策环境看，欧盟在《替代燃料基础设施条例》（AFIR）中将无线充电纳入了未来充电基础设施的规划框架；国际标准化组织（ISO）亦在ISO19363等标准中初步涵盖了无线充电的互操作性要求。IEC作为国际电工领域最具权威的标准化组织，在此背景下启动D-WPT专项标准编制工作，是对全球产业需求的积极回应。2.2标准编制过程IECPAS61980-5:2024的国际标准草案（Draft）编制工作由IEC第69技术委员会（TC69，电动道路车辆和电动工业卡车）下属的WG4工作组具体承担。WG4工作组汇集了来自德国、中国、美国、日本、韩国、瑞典等主要汽车工业国家的标准化专家，以及来自学术界、检测认证机构和产业界的代表。标准编制经历了多轮深入研究与论证。工作组首先对全球已有的动态无线电力传输技术方案进行了系统调研，梳理了不同技术路线的共性与差异；随后围绕互操作性框架、性能评价指标体系、安全边界条件等关键议题展开多轮讨论。经过多轮委员会草案（CD）和最终国际标准草案（FDIS）的审议，最终以PAS（PubliclyAvailableSpecification，公开可用规范）形式发布。选择PAS而非全功能国际标准（IS），体现了IEC对这一快速演进技术领域审慎而务实的态度——既需要及时输出技术规范以引导产业发展，又为后续根据技术和市场发展进行修订完善保留了空间。2.3标准在IEC61980系列中的定位IEC61980系列标准构成了电动汽车无线电力传输领域的核心标准族。其中：-IEC61980-1（通用要求）：规定了WPT系统的基本架构、性能指标和测试方法；-IEC61980-2（通信要求）：明确了车辆与充电设施之间的通信协议和数据交互规范；-IEC61980-3（磁场安全要求）：聚焦于电磁场暴露限值和评价方法；-IECPAS61980-5（动态无线电力传输的互操作性和安全性）：在上述基础标准之上，针对动态应用场景提出了专项技术要求。该标准与IEC61980-1、IEC61980-3等系列标准中的通用要求形成"基础标准+专项标准"的互补关系。在动态充电场景下，通用标准中适用于静态充电的若干技术假设不再成立——例如线圈对位精度、系统启停频率、功率调节速率等——因此需要专项标准予以补充和修订。三、标准核心技术内容解析3.1标准适用范围与体系架构IECPAS61980-5:2024适用于道路基础设施上电动车辆动态无线电力传输系统的互操作性和安全性要求，覆盖从供电端（地面发射侧）到车载端（车辆接收侧）的完整能量传输链路。标准所确立的系统架构模型包括：电网接入单元、地面发射单元（含电能变换与发射线圈阵列）、通信单元、车载接收单元（含接收线圈与电能变换）、车辆电池系统以及运行控制与管理平台。在功能维度上，标准将D-WPT系统的运行过程划分为车辆进入充电区域前的预充电状态、行驶过程中的动态充电状态和车辆驶离充电区域后的充电终止状态三个典型阶段，并针对各阶段提出了差异化的技术要求。3.2互操作性技术要求互操作性技术内容是标准的核心组成部分。针对D-WPT系统的特殊性，标准在互操作性维度重点解决了以下问题：首先，在物理互操作性方面，标准规定了发射端与接收端之间磁耦合机构的基本尺寸、谐振频率范围和耦合系数要求，以保障不同制造商生产的车辆接收端和地面发射端具备物理兼容能力。标准亦对线圈的偏移容许范围提出了明确指标，保障车辆在行驶过程中存在的横向偏移和纵向位置误差情况下仍能维持有效功率传输。其次，在通信互操作性方面，标准规定了对齐导引、功率需求协商、系统状态确认等交互过程的通信协议要求，明确了通信中断或异常时的安全响应机制。第三，在性能互操作性方面，标准建立了涵盖最大传输功率、传输效率、功率波动率等核心参数的性能评价指标体系。针对不同车辆类别（乘用车、商用车）和应用场景（城市道路、高速公路），标准给出了分级的性能要求推荐值。3.3安全性技术规范安全是动态无线电力传输系统能否应用于公共道路环境的决定性因素。IECPAS61980-5:2024从多维度构建了安全技术规范体系：电磁安全维度，标准在IEC61980-3的基础上，针对D-WPT动态运行的特点，规定了车辆行驶状态下的电磁场暴露评价方法，明确了乘客舱内及车辆外部人员可触及区域的电磁暴露限值要求。异物检测与生物体保护维度，标准要求系统配备可靠性经充分验证的异物检测功能，能够在车辆驶入前以及充电过程中持续监测充电区域内是否存在金属异物或生物体，并在检测到异常时及时执行功率降低或系统关断等安全响应。电气安全与热安全维度，标准对高压电气绝缘、接地保护、漏电保护等提出了明确要求。针对动态充电中发射线圈表面可能积聚杂物、覆盖积水等实际情况，标准规定了相应的防护等级要求和热失控防护措施。标准亦引入了故障安全设计理念，要求系统在通信中断、部件失效、异常操作等情形下能够自动进入安全状态，确保任何单一故障都不会直接导致人员伤害或设备损毁。3.4测试与验证方法为保证标准的可实施性和可验证性，IECPAS61980-5:2024配套建立了较为完整的测试验证框架。在实验室测试层面，标准规定了使用标准参考接收装置对地面发射系统进行性能评价的方法，以及使用标准参考发射装置对车载接收系统进行性能评价的方法。在场测层面，标准对测试道路条件、车辆运行工况、测量仪器精度和数据处理方法等提出了系统性要求，确保不同测试场地获得的测试结果具备可比性。四、标准的预期影响与应用前景4.1对国际产业生态的影响分析IECPAS61980-5:2024的发布，预计将对全球动态无线电力传输产业链产生深远的结构性影响。在技术层面，该标准的出台将引导全球研发资源向符合标准要求的技术路线聚焦，减少因技术路线分化造成的研发资源浪费，加速技术的成熟与迭代。在产业层面，互操作性标准的明确将使得不同品牌车辆与不同运营商基础设施之间的"即插即充"（更准确地说，是"即行即充"）成为可能，从根本上释放动态无线充电基础设施的网络效应。值得关注的是，该标准的发布也为检测认证体系提供了技术依据。随着标准落地实施，第三方检测机构将能够据此开展D-WPT系统和组件的符合性测试与认证服务，这将成为行业准入和质量监管的重要工具。4.2对中国的启示与影响当前，我国已在动态无线电力传输技术领域积累了较为丰富的技术储备和工程经验，部分高校和企业在该领域拥有自主知识产权。IECPAS61980-5:2024的发布，对我国既是挑战也是机遇。从挑战来看，若国内技术和产品与该国际标准存在差异，则我国企业面向国际市场的产品出口和海外基础设施建设将面临标准壁垒。从机遇来看，我国拥有全球最大的电动汽车市场和最丰富的基础设施应用场景，在动态无线充电道路的实际部署规模和运营数据积累方面具备显著优势，这些实践经验完全可以为国际标准的后续修订提供有力输入。建议我国相关部门和行业组织：一是尽快组织对IECPAS61980-5:2024的翻译、解读与宣贯工作；二是对照国际标准系统评估国内现有技术方案和已有标准的一致性水平，识别差距并制定针对性提升计划；三是积极参与IECTC69/WG4的后续标准化工作，争取在标准修订中融入中国方案和中国数据；四是依托国内典型应用场景，率先开展动态无线充电示范工程与国际标准符合性验证。五、标准文本的技术特征与使用说明需要说明的是，IECPAS61980-5:2024标准文本以电子版形式发布，格式为加密PDF，需安装FileOpen插件方可阅读，使用时需保持电脑联网状态。该电子版文件设置了使用限制，累计最多允许在3台电脑上安装阅读权限，全部设备合计可打印5次。单份标准的定价为3076.0元人民币（IEC官方定价约合400瑞士法郎，在不同国家和地区的售价根据当地汇率和税费政策有所浮动）。上述版权保护措施旨在保障国际标准的正版权益，建议相关使用单位结合机构内部的标准化资料管理制度统筹采购与共享安排。从标准文本结构来看，该文件以英文撰写，内容涵盖范围、规范性引用文件、术语与定义、符号与缩略语、系统架构、互操作性要求、安全要求、测试方法等章节。六、主要参与单位介绍——IECTC69/WG4工作组IECPAS61980-5:2024的编制工作主要由IEC第69技术委员会（TC69）下属的WG4工作组承担。IECTC69是国际电工委员会负责"电动道路车辆和电动工业卡车"领域标准化的专业技术委员会，其工作范围涵盖电动汽车传导充电系统、电池更换系统、无线电力传输系统以及车辆到电网（V2G）能量交互等领域。TC69在电动汽车国际标准化体系中占据核心地位，其发布的标准被全球各国广泛采用。WG4工作组负责无线电力传输（WPT）领域的标准化工作，涵盖静态和动态无线充电系统的通用要求、通信协议、安全规范及互操作性标准。该工作组汇集了来自全球主要汽车工业国家标准化机构的注册专家，具有广泛的国际代表性和雄厚的技术实力。在IECPAS61980-5:2024的编制过程中，WG4工作组组织了多轮全体会议和专题讨论会，就标准框架、关键技术指标和试验方法进行了深入研讨。工作组与ISOTC22/SC37（负责道路车辆电气电子部件标准化的分技术委员会）保持紧密联络，确保IEC标准与ISO19363等道路车辆层面的标准之间形成有效衔接。各成员国国家委员会在标准审议阶段亦通过正式书面意见渠道参与了技术内容的审查和完善。此外，来自中国、德国、美国、日本等国家的多家研究机构和企业在标准编制过程中提供了重要的技术输入。中国作为IEC的正式成员国家，其专家通过中国国家委员会参与了该标准的制定和投票工作，为标准的完善贡献了中国在无线充电领域的研究成果与工程实践经验。七、结论与展望7.1标准发布的重要意义IECPAS61980-5:2024的发布，是全球电动汽车无线电力传输标准化进程中的一个重要里程碑。作为首项专门针对动态无线电力传输互操作性和安全性的国际技术规范，该标准填补了国际标准在此领域的空白，为全球动态无线充电技术从示范验证走向规模化商用提供了亟需的技术依据和制度保障。该标准的发布传递出一个明确的产业信号：动态无线电力传输不再是实验室中的前沿探索，而是正在步入产业化进程的现实技术。通过统一互操作性要求，标准有效破解了"鸡生蛋、蛋生鸡"的基础设施与车辆协同发展困局，为构建开放、竞争的产业生态奠定了基础。7.2未来标准化工作展望展望未来，IECPAS61980-5:2024所确立的技术框架将经历持续的演进与深化。在标准升级方面，随着动态无线电力传输技术应用规模的扩大和运行数据的积累，PAS文件有望在合适的时机升级为正式国际标准（IS），技术指标也将根据实际运行数据进行修订和优化。在标准体系完善方面，D-WPT的电磁兼容要求、通信安全（网络安全）要求、不同功率等级的系统要求等，预计将成为后续标准化工作的重点方向。在应用场景拓展方面，该标准未来或将延伸覆盖重卡、公交等更多车型类别，并扩展到矿用车辆、港口机械等专用场景。7.3结语动态无线电力传输技术所代表的，不仅是充电方式的变革，更是交通能源补给范式的深层转型。IECPAS61980-5:2024的发布，为这场变革提供了清晰的技术坐标和规则框架。面对这一全球标准化浪潮，中国应当以更加自信和开放的姿态参与其中，将自身在产业规模和应用场景方面的优势转化为标准制定中的话语权，为全球动