江苏省纯电动重型卡车换电电池包系统技术规范(T-JSQX 0011—2022).pdf

T/JSQX 00112022T/JSQX江 苏 省 汽 车 行 业 协 会 团 体 标 准T/JSQX 00112022江苏省纯电动重型卡车换电电池包系统技术规范Technical specification of Jiangsu province for heavy-duty electricvehicle swappable battery system20220822 发布20220901 实施江苏省汽车行业协会发 布ICS 43.080CCS T40/49T/JSQX 00112022目次前言.II1 范围.12 规范性引用文件.13 术语和定义.24 要求.35 标志、运输、贮存.7附录 A 换电电池包系统结构外形图.9附录 B 换电电池包系统换电接口结构外形图.12附录 C 换电流程.17IT/JSQX 00112022前言本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由江苏省汽车行业协会提出并归口。本文件起草单位：江苏电投易充新能源科技有限公司、中国质量认证中心南京分中心、国网江苏电动汽车服务有限公司、开沃新能源汽车集团有限公司、徐州徐工汽车制造有限公司、南京恒天领锐汽车有限公司、金龙联合汽车工业（苏州）有限公司、郑州宇通集团有限公司、宁德时代新能源科技股份有限公司、协鑫能源科技股份有限公司、中创新航科技股份有限公司、国网电力科学研究院有限公司实验验证中心、国网南京电动汽车服务有限公司、宁普易充新能源科技（江苏）有限公司、中国电动汽车充电基础设施促进联盟、江苏省汽车行业协会、江苏省动力及储能电池产业创新联盟、中汽研汽车检验中心（常州）有限公司、南京康尼新能源汽车零部件有限公司、菲尼克斯（南京）新能源汽车技术有限公司、江苏华友能源科技有限公司、国创未来检测技术（江苏）有限公司、江苏金融租赁股份有限公司。本文件主要起草人：李鑫、彭爱军、杨睿、张平、刘磊、杨凯、史小平、熊金峰、冯佳佳、宋远军、何剑、谢勇、何逸、张永龙、桑林、张晓伟、王纪福、仝宗旗、段术林、庄明兴、李荣、李康、沈亮、刘风磊、张金伟、张珂、陈鹏程、徐亮亮、李建明、王赛、马志鹏、许浩、李洪键。IIT/JSQX 001120221江苏省纯电动重型卡车换电电池包系统技术规范1范围本文件规定了江苏省纯电动重型卡车换电电池包系统的要求、标志、运输和贮存。本文件适用于可进行换电的纯电动重型卡车及换电电池包系统。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T 42082017 外壳防护等级（IP代码）GB 183842020 电动汽车安全要求GB/T 18487.12015 电动汽车传导充电系统第1部分：通用要求GB/T 19596 电动汽车术语GB/T 196662019 阻燃和耐火电线电缆或光缆通则GB/T 20234.32015 电动汽车传导充电用连接装置第3部分：直流充电接口GB/T 29317 电动汽车充换电设施术语GB/T 279302015 电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议GB/T 31467.12015 电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第1部分：高功率应用测试规程GB/T 31467.22015 电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第2部分：高能量应用测试规程GB/T 31467.32015 电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第3部分：安全性要求与测试方法GB/T 314852015 电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法GB/T 314862015 电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法GB/T 328792016电动汽车更换用电池包连接器通用技术要求GB/T 32960.32016 电动汽车远程服务与管理技术规范第3部分:通信协议及数据格式GB/T 33341 电动汽车换电电池包架通用技术要求GB/T 340132017 电动汽车用动力蓄电池产品规格尺寸GB 380312020 电动汽车用动力蓄电池安全要求GB/T 400322021 电动汽车换电安全要求GB 15892016 汽车、挂车及汽车列车外廓尺寸、轴荷及质量限值QC/T 4132002 汽车电气设备基本技术条件QC/T 6322000 汽车用翘板式开关技术条件QC/T 1067.12017 汽车电线束和电气设备用连接器第1部分：定义、试验方法和一般性能要求QGDW 686-2011 纯电动客车快换电池箱通用技术要求苏工信规【2022】2号 江苏省新能源汽车充（换）电设施建设运营管理办法T/JSQX 0011202223术语和定义GB/T 19596、GB/T 29317和GB/T 33341界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1纯电动重型卡车 battery electric heavy-duty vehicle驱动能量完全由电能提供的、由电机驱动的重型卡车。电机的驱动电能来源于车载可充（换）电储能系统或其他能量储存装置。最大允许总质量限值在18吨及以上。来源：GB/T 195962017，3.1.1.1，有修改；GB 15892016，4.3，有修改；3.2换电 battery swap通过专用装置或人工辅助快速更换动力蓄电池实现电能补充的过程。来源：GB/T 400322021，3.13.3换电电池包系统 swappable battery pack system服务于换电操作或换电功能相关的部件所组成的系统，包括换电电池包、托架机构、换电接口、位置监测等功能的辅助电气装置以及与车身或换电站相连接的部分。换电电池包系统示意图见图1。来源：GB 400322021，3.5图1：换电电池包系统示意图3.4换电电池包 swappable battery pack电动汽车换电用动力蓄电池包。注：简称电池包。可在非车载状态下进行充放电。来源：GB 400322021，3.2T/JSQX 001120223托架机构 bracket mechanism用于结合和分离换电电池包与车身的机械装置。有车载（适用车辆安装）和站载（适用换电站安装）之分。注：可具有引导、定位、限位、保持、紧固和锁止等功能。来源：GB 400322021，3.43.5换电接口 battery swap interface coupler用于连接换电电池包与车身,传输电能量、电信号及冷却冷媒的专用电连接器，由换电接口插头和换电接口插座组成。来源：GB/T 400322021，3.33.5.1换电接口插头 battery swap connector换电接口中和换电电池包连接在一起的部分。来源：GB/T 328792016，3.23.5.2换电接口插座 battery swap socket-inlet换电接口中和托架机构连接在一起且固定安装的部分。来源：GB/T 328792016，3.33.6换电电池包终端 swappable battery pack terminal(PBOX)安装在换电电池包内，采集及保存电池包的关键状态参数并发送到平台的装置或系统。4要求4.1车辆总体要求4.1.1一般安全要求4.1.1.1纯电动重型卡车安全要求应符合 GB 183842020 的有关规定。4.1.1.2纯电动重型卡车换电安全要求应符合 GB/T 400322021 的有关规定。4.1.2通信协议4.1.2.1换电用整车通信4.1.2.1.1换电用整车通信要求如下：通信标准：CAN2.0B；?通信速率：250kbit/s；换电电池包终端与整车控制器（VCU）通过 CAN 总线直连；?换电电池包终端报文上送周期 100ms；T/JSQX 0011202244.1.2.2换电电池包充电通信协议4.1.2.2.1换电电池包充电系统通信协议应符合 GB/T 279302015 有关规定。4.1.2.2.2换电电池包充电系统应符合 GB/T 18487.12015 有关规定；根据换电电池包系统追溯管理和使用大数据统计需要，充电完成后应上传 BMS 生产编码。充电流程中故障码和处理流程按 GB/T 279302015 的规定进行处理。4.2换电电池包系统4.2.1基本构成4.2.1.1纯电动重型卡车换电电池包系统为上下分体式结构，它的机械总成由换电电池包和固定部分托架机构两部分组成。其中固定部分的托架机构有站载和车载之分。4.2.1.2换电电池包为机箱结构，由动力蓄电池、电池管理系统、换电接口插头、热管理系统、车辆直流插座、换电电池包终端等相关电气附件，以及箱体、导向与定位装置、锁止机构等相关结构附件组成。4.2.1.3固定部分的托架机构为框架结构，由承载换电电池包的导向与定位装置、锁止机构等相关结构附件，以及换电接口插座等相关电气附件组成。4.2.1.4换电电池包内的动力蓄电池和电池管理系统通过换电电池包内换电接口提供与车辆控制器或换电站充电设备的电气接口。4.2.1.5换电电池包上安装两路直流车辆插座，符合 GB/T 20234.3-2015 要求。4.2.2技术要求4.2.2.1公差要求公差应满足GB/T 340132017中4.2的要求。4.2.2.2外形尺寸要求换电电池包及托架机构尺寸应符合江苏省新能源汽车充（换）电设施建设运营管理办法（苏工信规【2022】2号）附件3要求，换电电池包系统的结构外形为长方体，以装载在车辆上的第一视面为基准，左右定义为长、上下定义为高、前后定义为宽，见附录A。纯电动重型卡车的换电电池包系统外形尺寸应采用表1的数值。表1 换电电池包系统尺寸机械总成长度 mm高度 mm宽度 mm换电电池包23202211628002托架机构23242415210742换电电池包系统（装配后）232822225210742注 1：车载托架外形尺寸为最大值。4.2.2.3容量规格要求换电电池包系统容量应不小于260kwh，推荐260kwh、280kwh、350kwh、380kwh。4.2.2.4电压规格要求T/JSQX 001120225换电电池包系统电压应大于540V，低于700V，推荐 550V、580V、620V、650V。4.2.2.5换电接口换电接口应符合GB/T 328792016的有关规定，在换电电池包部分称为换电接口插头，在车载和站载部分称为换电接口插座。4.2.2.5.1换电接口结构要求换电接口的结构应符合如下要求：a）换电接口应采用强电触头与弱电触头分离的结构，并具有防误插的功能；b）强电触头应包含高压正极、高压负极和保护接地端子，弱电触头应包含低压辅助电源、通信信号及控制端子；c）在连接的过程中，应保证触头耦合的顺序为：保护接地，高压正极、高压负极，低压辅助电源、通信、信号及控制端子，在脱开的过程中则顺序相反；d）换电接口应具备对准导入机构，在插入接口时能自动修正位置偏移，以保证准确对接；轴向垂直面方向能修正不小于 5mm位置偏差，轴向能修正不小于1角度偏差；e）换电接口应具备浮动跟随机构，在车辆行驶造成的频繁振动、蠕动下能自动跟随触头位移变化，以保证可靠连接，轴向及轴向垂直面方向能跟随不小于 5mm 位置偏移；f）换电接口部件（如端子、插销、壳体等）应可靠固定，保证振动、蠕动影响下不会松脱；g）换电接口的触头及接线端子应具有隔离防护措施，以保证正常使用时不会触及带电部位，满足IPXXB防护等级要求。h）换电接口处应具备温度检测功能，在使用过程中实时监测换电接口的温度。4.2.2.5.2换电接口性能要求换电接口的性能应符合如下要求：a）对准导入机构：轴向垂直面方向能修正不小于5mm位置偏差，轴向能修正不小于1角度偏差；b）浮动跟随机构：轴向及轴向垂直面方向能跟随不小于 5mm 位置偏移；c）插拔力：400N；d）插拔寿命：10000次；e）防护等级：不低于IP67（插头与插座耦合）。f）动力电路额定电流：400A4.2.2.6锁止机构4.2.2.6.1车载托架机构的锁止机构要求车载托架机构锁止机构结构应符合如下要求：a）锁止机构应能在X/Y/Z三个方向上将换电电池包紧固在托架机构上；b）应具有手动解锁功能，在异常情况下能实现快速解锁换电电池包；c）锁止机构应能承受纯电动重卡振动和冲击的影响；d）锁止机构可以通过信号控制锁体锁闭和解锁；e）锁止机构的锁闭和解锁动作必须有明确信号反馈到整车控制器和换电电池包终端。4.2.2.6.2站载托架机构的锁止机构结构要求T/JSQX 001120226站载托架机构不配置锁止机构。4.2.2.6.3锁止机构要求a）锁止机构的机械寿命：10000次。b）锁止机构安全要求应符合GB/T 400322021中4.2.1有关规定。4.2.2.7导向和定位装置导向和定位装置应符合下述要求：a）导向装置应能准确修正换电电池包在托架机构上的升降运动路径；b）定位装置应能可靠限制换电电池包在托架机构上的位置；c）导向和定位装置应能承受纯电动重卡振动和冲击的影响。4.2.2.8热管理系统换电电池包系统应选择用于冷却或加热蓄电池模块的方法，推荐使用液体冷却加热系统，以达到以下电池热管理要求：a）应保证动力蓄电池在-1055下正常工作；b）应保证换电电池包系统内温度场的均匀，且换电电池包系统内空间温度差不应大于5。4.2.2.9换电电池包终端4.2.2.9.1换电电池包系统需配置换电电池包终端，用于监测换电电池包系统实时工作状态，并把相关数据发送到整车控制器和换电站管理系统，满足整车控制器和换电站管理系统安全和应用需求。4.2.2.9.2换电电池包终端应具备对换电电池包系统总电压、电池温度、换电接口强电触头温度及锁止机构工作状态、换电电池包系统位置信息等数据的采集、检测功能；4.2.2.9.3换电电池包终端应具备 CAN 通信接口，实现与其它车辆控制器或非车载充电机的数据通信。4.2.2.9.4换电电池包终端应具备对换电电池包系统充电安全等远程管理功能。4.2.2.10性能要求4.2.2.10.1换电方式要求换电电池包通过吊装式换电机构与车载、站载托架机构连接，吊装式换电机构应符合GB/T 400322021的要求。4.2.2.10.2尺寸要求吊装式换电机构与换电电池包连接部分尺寸应符合附录A要求，吊装式换电机构要满足以下要求：a）吊装式换电机构承载不小于4t；b）吊装式换电机构具备紧急情况下手动操作的功能；c）吊装式换电机构应具备必要的位置修正功能，以确保能准确可靠抓取换电电池包；d）在吊装式换电机构吊装换电电池包的过程中，应具有防止机械手意外脱开的功能。4.2.2.10.3机械强度要求T/JSQX 001120227换电电池包系统应符合GB 380312020中8.2.1 和 8.2.2 振动与机械冲击、碰撞的机械强度要求。4.2.2.11结构及工艺要求4.2.2.11.1表面涂敷层换电电池包系统金属外壳、框架和零部件的涂镀层和化学处理层，以及表面油漆层应符合QC/T 4132002 中 3.15 的规定。4.2.2.11.2非电气辅件换电电池包系统的非电气辅件，如电池成组的骨架、隔板和保温材料，线束保护的波纹管和扎带等，应具有足够的耐温、耐磨、防水、耐腐蚀、抗氧化、阻燃等特性。4.2.2.11.3线束要求换电电池包系统用的线束应具有耐温、耐磨、防水、耐腐蚀、抗氧化、阻燃等特性，其阻燃和耐火性能应满足 GB/T 196662019 的要求，插接器压接和抗拉力应符合 QC/T 1067.12017 的要求。4.2.2.11.4装配要求装配应符合如下要求：a）蓄电池模块的正负极柱应清晰标识，并具有相应的防护措施；b）蓄电池模块的布置方式应利于散热，并具备保持温度场均匀的对流风道；c）蓄电池模块的固定应采用足够耐久性的夹紧固位件，并具有防止震动和低频率噪音的措施；d）电池保险的安装应具有隔离防护措施，并利于通风散热和方便维护更换；e）电子控制单元的安装应与蓄电池模块隔离，且宜布置在电池箱的正面，方便观察与维护；f）动力线和控制线应独立捆扎，走线平顺，并具有防止震动和摩擦的措施；g）各种机械和电连接点应保持足够的预紧力，必要时应采用适宜的防松措施。对于无基本绝缘的h）电连接点应采用加强绝缘防护。.4.2.2.12其它要求其它要求如下：a）换电电池包系统应具备通用性和互换性；b）换电电池包系统宜采用二次绝缘安装方式。4.3换电电池包系统安全要求换电电池包系统的安全要求应符合GB 38031-2020中5.2要求。5标志、运输、贮存5.1标志换电电池包系统在明显部位应有清晰永久的标志并包含以下内容：a）产品名称、型号；T/JSQX 001120228b）商标；c）出厂编号；d）出厂日期；e）制造厂名；f）执行标准号。5.2包装换电电池包系统在运输过程中不得受剧烈机械冲撞、暴晒、雨淋，不得倒置。在装卸过程中，应轻搬轻放，严禁摔掷、翻滚和重压。5.3贮存换电电池包系统应贮存在干燥、通风、无阳光直射，距离热源不少于2m和无腐蚀性气体及爆炸性物质的室内，贮存时不应倒置和重压，换电电池包系统的荷电状态3050，贮存的温度为+5+40，产品的贮存时间不应超过90天，当贮存期超过90天时，应对换电电池包系统进行补充充电至50荷电状态。T/JSQX 001120229附录 A换电电池包系统结构外形图换电电池包系统结构外形图如图A.1、A.2、A.3、A.4、A.5和A.6所示。图 A.1换电电池包结构外形图图 A.2托架机构结构外形图T/JSQX 0011202210图 A.3换电电池包系统结构外形图图 A.4换电电池包系统结构外形图T/JSQX 0011202211图 A.5换电电池包系统结构外形图图 A.6换电电池包系统结构外形图T/JSQX 0011202212附录 B换电电池包系统换电接口结构外形图换电接口插头外形尺寸如图B.1所示。图 B.1 换电接口插头外形尺寸换电接口插座外形尺寸如图B.2所示。图 B.2 换电接口插座外形尺寸T/JSQX 0011202213图 B.3 整车端（托架机构端）换电接口插座定义图 B.4 换电电池包端换电接口插头定义表 B.1换电电池包端换电接口插头 1 接口定义端子编号功能代号功能定义1VA44A+信号2CAN1H整车 CANH3CAN1L整车 CANL4CAN1-P整车 CANS5CAN2H充电 CANH6CAN2L充电 CANL7CAN2-P充电 CANS14GYHS1高压互锁 115CC1-1CC1-116CC2-1CC2-122F-B03ON 档信号31F-S04BMS24V+32GC-01GND表 B.2换电电池包端换电接口插头 2 接口定义端子编号功能代号功能定义1F-S05PBOX 电3CC1-2CC1-24CC2-2CC2-2T/JSQX 00112022145B24BMS 快换信号14GYHS1高压互锁 122P-M01BTMS 电31F-S04BMS24V+32GC-01GND图 B.5 换电站换电接口插座定义表 B.3换电站换电接口插座 1 接口定义端子编号功能代号功能定义功能说明1A+A+信号充电唤醒，唤醒 BMS2CAN1H整车 CANH并接两个 120电阻，留插件，用于诊断3CAN1L整车 CANL4CAN1-P整车 CANS5CAN2H充电 CANH充电 CAN,S+,S-6CAN2L充电 CANL7CAN2-P充电 CANS15CC1-1CC1-1CC1 电池框连接确认16CC2-1CC2-1CC2 电池框连接确认31A+24V+BMS 常电32A-24V-BMS、BTMS 地T/JSQX 0011202215表 B.4换电站换电接口插座 2 接口定义端子编号功能代号功能定义功能说明1A+PBOX 电PBOX 常电3CC1-2CC1-2CC1 电池框连接确认4CC2-2CC2-2CC2 电池座连接确认5B24/A+BMS 快换信号/22A+BTMS 电BTMS 常电31A+24V+BMS 常电32A-24V-GND换电接口中功率端子和信号端子如图2、图3所示，其接口定义如表2所示。图 B.6 换电接口中功率端子定义图 B.7 换电接口信号端子定义表 B.5车载托架机构换电接口插座 1 引脚定义类别端子编号功能代号功能定义功能说明功率端子1DC+电源正极电池包电源正极2DC-电源负极电池包电源负极3PE接地线电池包接地信号端子1VA44A+信号/2CAN1H整车 CANH/T/JSQX 00112022163CAN1L整车 CANL/4CAN1-P整车 CANS/5CAN2H充电 CANH接 OBD 诊断口，检测应急充电时电池状态6CAN2L充电 CANL/7CAN2-P充电 CANS/14GYHS1高压互锁 1（短针）/22F-B03ON 档信号/31F-S0424V+从车载蓄电池，串接 10A 保险丝32GC-01GND接车载蓄电池负极表 B.6表 3 车载托架机构换电接口插座 2 引脚定义类别端子编号功能代号功能定义功能说明功率端子1DC+电源正极电池包电源正极2DC-电源负极电池包电源负极3PE接地线电池包接地信号端子1F-S05PBOX 电从车载蓄电池，串接 5A 保险丝5B24BMS 快换信号/14GYHS1高压互锁 1快换插座与快换插头互锁信号22P-M01BTMS 电水冷机组低压供电正极从车载蓄电池，串接 10A 保险丝31F-S04BMS24V+从车载蓄电池，串接 10A 保险丝32GC-01GND接车载蓄电池负极，与插座1 形成两路供电以确保可靠性T/JSQX 0011202217附录 C换电流程图 C 换电流程车辆停稳，位置在规定范围内检测到车辆在换电工位站控获取车辆信息拉手刹，钥匙 LOCK 档，打开换电开关，仪表可显示换电图标及蜂鸣告警启动吊装式换电机构选择闲置仓位放置调取合适电池放入车辆吊装式换电机构动作完成接收到高压部件已停止工作驱动液压锁打开锁止机构监测解锁信号发送给站控等待电池更换完成检测到锁止及高压互锁信号BMS 完成自检仪表无其他故障，关闭换电开关启动车辆，驶出换电站