QCT1201.1-2023純電動商用車車載換電系統(tǒng)互換性 第 1 部分：換電電氣接口

純電動商用車車載換電系統(tǒng)互換性第1部分：換電電氣接口2023-12-20發(fā)布2023-12-20實施前言 Ⅲ V1范圍 1 13術語和定義 1 2 3 7 9附錄A(規(guī)范性)換電連接器尺寸參數(shù) 附錄B(規(guī)范性)換電連接器安裝尺寸 附錄C(規(guī)范性)換電接口連接要求 附錄D(資料性)四個連接器方案 附錄E(資料性)兩個連接器方案 參考文獻 Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件是QC/T1201《純電動商用車車載換電系統(tǒng)互換性》系列標準中的第1部分：換電電氣接口，其他部分如下： 第2部分：換電冷卻接口： 第3部分：換電機構：——第4部分：換電電池系統(tǒng)； 第5部分：車輛與電池系統(tǒng)的通信。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由全國汽車標準化技術委員會(SAC/TC114)提出并歸口。本文件起草單位：北汽福田汽車股份有限公司、中國汽車技術研究中心有限公司、蘇州瑞可連接系統(tǒng)股份有限公司、四川新能源汽車創(chuàng)新中心有限公司、河南天海電器有限公司、上汽紅巖汽車有限公司、中航光電科技股份有限公司、協(xié)鑫能源科技股份有限公司、上海玖行能源科技有限公司、上海啟源芯動力科技有限公司、中汽研新能源汽車檢驗中心(天津)有限公司、寧德時代新能源科技股份有限公司、西安領充創(chuàng)享新能源科技有限公司、江蘇電投易充新能源科技有限公司、南京康尼新能源汽車零部件有限公司、安費諾(常州)電子有限公司、徐州徐工新能源汽車有限公司、一汽解放汽車有限公司、東風商用車有限公司、漢馬科技集團股份有限公司、金茂智慧交通科技(廈門)有限公司、浙江吉利遠程新能源商用車集團有限公司、鄭州宇通集團有限公司、許繼集團有限公司、四川智鋰智慧能源科技有限公司、菲尼克斯(南京)新能源汽車技術有限公司、蘇州智綠科技股份有限公司、奧動新能源汽車科技有限公司。本文件主要起草人：邵長宏、劉桂彬、楊國華、李立國、曹冬冬、王國堂、陳彥雷、郭輝、李楊、王康玉、李玉軍、來瑞俊、徐梟、張彬、李鑫、張金偉、馬海兵、秦志東、萬夕武、王賽、周站福、宋宏貴、?？?、汪玉峰、劉濤、徐嘉、趙綠化、洪木南、劉威、劉向立、井禮春、張亮、換電是純電動商用車的重要補能方式之一，QC/T1201《純電動商用車車載換電系統(tǒng)互換性》系列標準旨在規(guī)范純電動商用車車載換電系統(tǒng)的互換性從而實現(xiàn)車輛、換電電池系統(tǒng)和換電站之間的互換。該系列標準由5個部分組成： 第1部分：換電電氣接口。目的在于規(guī)范換電系統(tǒng)電氣接口，包括換電電氣連接基本要求、信號定義、觸電耦合順序、連接界面、端子排布和尺寸參數(shù)。 第2部分：換電冷卻接口。目的在于規(guī)范換電冷卻接口，包括冷卻接口基本性能要求，冷卻接口總成、電池端以及車端的結構和尺寸。 第3部分：換電機構。目的在于規(guī)范換電電池系統(tǒng)的抓取接口、承載面、導向定位、鎖止等機械接口形式及尺寸，以及電氣接口和冷卻接口安裝位置，保證換電電池系統(tǒng)抓取性能、導向定位能力和鎖緊能力，實現(xiàn)換電電池系統(tǒng)在結構形式上的互換。 第4部分：換電電池系統(tǒng)。目的在于規(guī)范換電電池系統(tǒng)，包括換電電池系統(tǒng)的一般要求 第5部分：車輛與電池系統(tǒng)的通信。目的在于通過規(guī)定高壓架構、上下電邏輯及交互信號等，實現(xiàn)不同廠家車輛與不同廠家的電池互換后無障礙通信。本文件的發(fā)布機構提請注意，聲明符合本文件時，可能涉及附錄A、附錄D、附錄E與其對應內(nèi)容相關的專利的使用。本文件的發(fā)布機構對于該專利的真實性、有效性和范圍無任何立場。該專利持有人已向本文件的發(fā)布機構承諾，并愿意同任何申請人在合理且無歧視的條款和條件下，免費許可任何組織或者個人在實施該標準時實施專利。該專利持有人的聲明已在本文件的發(fā)布機構備案。相關信息可以通過以下聯(lián)系方式獲得：專利1持有人：蘇州瑞可達連接系統(tǒng)股份有限公司地址：江蘇省蘇州市吳中區(qū)淞葭路998號專利2持有人：上海玖行能源科技有限公司地址：上海市嘉定區(qū)福海路1168號專利3持有人：南京普斯迪爾電子科技有限公司地址：江蘇省南京市雨花臺區(qū)軟件大道1-21號丁墻社區(qū)北4樓 請注意除上述專利外，本文件的某些內(nèi)容仍可能涉及專利。本文件的別專利的責任。純電動商用車車載換電系統(tǒng)互換性第1部分：換電電氣接口本文件規(guī)定了后背式換電的純電動商用車車載換電系統(tǒng)電氣接口的基本要求、信號定義、觸電耦合順序、連接界面、端子排布和尺寸參數(shù)。本文件適用于后背式電池系統(tǒng)整體換電的N?和N?類純電動車輛，其他形式換電車輛可參考使用。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T19596電動汽車術語GB/T37133—2018電動汽車用高壓大電流線束和連接器技術要求GB/T40032—2021電動汽車換電安全要求QC/T1201.3純電動商用車車載換電系統(tǒng)互換性第3部分：換電機構3術語和定義GB/T19596界定的以及下列術語和定義適用于本文件。通過專用裝置或人工輔助快速更換動力蓄電池系統(tǒng)實現(xiàn)電動汽車電能補充的過程。[來源：GB/T40032—2021,3.1,有修改]通過整體更換安裝于駕駛室后方的電池系統(tǒng)，實現(xiàn)車輛能源補給的方式。車輛在換電過程中整體更換的動力電池系統(tǒng)，一般包括：動力蓄電池、電池管理系統(tǒng)、電池支架、換電電氣接口和換電機械接口等，可在非車載狀態(tài)下進行充放電。換電機構batteryswapmechanism用于結合、分離換電電池系統(tǒng)與車輛的機械裝置。2[來源：GB/T40032—2021,3.4,有修改]換電連接器batteryswapconnector用于在換電電池系統(tǒng)與車輛或換電站之間建立電氣連接的裝置，用于傳輸電能量、電信號的連接裝置，一般具有導向和浮動機構。換電連接器插頭batteryswapconnectorplug安裝在換電電池系統(tǒng)中，用于與車輛電氣接口連接在一起的部分。換電連接器插座batteryswapconnectorsocket-outlet安裝在車輛換電底托中，用于與換電電池系統(tǒng)連接在一起的部分。鎖止機構lockingmechanism用于將換電電池系統(tǒng)與車輛或車輛上的底托緊固連接，避免其松脫的裝置。浮動機構floatingmechanism在換電連接器中，用于吸收換電電池系統(tǒng)與車輛之間的相對位移、保持插合的預緊力而設置的機構，一般由浮動支架、浮動板、定位桿、定位套和支撐彈簧等組成。4換電系統(tǒng)電氣連接基本要求4.1換電系統(tǒng)的電氣連接應滿足功率傳輸、信息交互和安全防護的基本功能需求。4.2電氣連接的主功率端子，額定工作電壓應不低于1500V,單端子持續(xù)最大電流應不低于400A。4.3換電電氣接口應具有保護接地，且不小于主功率端子截面積的1/2。4.4高壓電氣連接應具有360°環(huán)形屏蔽層，減少電氣接口處電磁發(fā)射，增強電磁抗干擾能力。4.5換電電氣接口應具有低壓輔助電源端子，且額定工作電壓不低于30V,額定載流量不低于20A。4.6換電電氣接口應具有用于激活電池管理系統(tǒng)的連接信號。4.7換電電氣接口應至少具有2路CAN信號，分別為充電CAN,動力CAN,依據(jù)需求可拓展診4.8換電電氣接口應具有連接狀態(tài)反饋信號、功率端子溫度檢測信號。4.9換電電氣接口應具有導向結構，確保其能夠準確、可靠連接。4.10換電鎖止機構應具有鎖止狀態(tài)反饋信號。鎖止機構應至少有兩種狀態(tài)反饋，分別為鎖止狀態(tài)、松脫狀態(tài)，且低電平為松脫狀態(tài)。若換電機構中有多個鎖止機構，應分別檢測其鎖止狀態(tài)，以確保換電車輛安全性。4.11換電控制器負責檢測鎖止機構狀態(tài)，并在動力CAN總線上反饋，以便于車輛控制器或換電站控制系統(tǒng)讀取狀態(tài)。4.12換電電氣接口宜預留1路高壓供電，用于電池冷卻機組配電。4.13換電電氣接口中低壓信號宜預留激活水冷機組信號。4.14換電電氣接口中低壓信號應預留有可擴展針，便于其兼容性和可拓展性。4.15換電電氣連接器性能應滿足GB/T37133—2018中第5～第7章的要求。34.16換電電氣連接器應具有浮動機構，且安裝在車輛端。5.1.1通用要求5.1.1.1換電電氣連接應能滿足行車電氣連接和充電電氣連接的交互信號，物理連接可采用單換電連接器(充放同口)、雙換電連接器(充放異口)。5.1.1.2單換電連接器的換電系統(tǒng)，行車放電和充電的所有低壓信號應分別分布在A、B兩組低壓5.1.1.3雙換電連接器的換電系統(tǒng)，行車放電的所有高壓功率信號、低壓信號應布置在一個連接5.1.1.4無論單換電連接器的換電系統(tǒng)，還是雙換電連接器的換電系統(tǒng)。行車放電相關的所有低壓信號應布置在換電連接器的A組端子上，充電相關的所有低壓信號應布置在換電連接器的B組端子上。單換電連接器的換電系統(tǒng)采用充放同口的方式，共用高壓功率端子。換電電池系統(tǒng)內(nèi)應采取措施，使其具有雙向帶載切斷電路的能力，滿足換電系統(tǒng)的安全性。單換電連接器的車輛中換電連接器的布置位置應符合QC/T1201.3的要求。換電連接器的電氣信號和端子排布應滿足表1的要求。額定電壓/電流功能定義高壓端子定義用于連接動力系統(tǒng)電源正極1與電池系統(tǒng)正極1用于連接動力系統(tǒng)電源正極2與電池系統(tǒng)正極2DC1-DC1-用于連接動力系統(tǒng)電源負極1與電池系統(tǒng)負極1DC2-DC2-用于連接動力系統(tǒng)電源負極2與電池系統(tǒng)負極2DC3+(可選)車輛動力電源正3(可選)DC3-(可選)車輛動力電源負3(可選)—用于連接換電電池系統(tǒng)與車輛電平臺24V低壓電源正(Vpc+)用于連接電池系統(tǒng)低壓供電電源正BMS激活VCU4觸點編號/標識額定電壓/電流功能定義整車動力通信(ECANH)整車動力通信連接狀態(tài)(LOCK+)連接狀態(tài)(LOCK-)診斷通信(DCAN_H)診斷通信(DCAN_L)預留預留(整車廠設計預留)低壓輔助電源正(A+)正或充電(樁)激活電池管理系統(tǒng)預留預留(整車廠設計預留)激活水冷機組(AC_CA)充電通信(S+)充電通信(S-)預留可作為互鎖信號使用預留可作為互鎖信號使用充電連接器確認CCi用于換電站連接確認信號CCI(也可備用)充電連接確認CC2-1充電連接確認CC2-2—預留拓展引腳(換電站設計預留)注：載流能力和相對應線纜截面積詳見附錄C中的要求。55.1.3雙換電連接器信號定義采用雙換電連接器的換電系統(tǒng)，在行車模式時，車輛其中一個換電連接器與換電電池系統(tǒng)交互。在充電模式(無論在車輛上充電，還是換電電池系統(tǒng)在站內(nèi)充電)時，充電過程中采用另一個換電連接器與換電電池系統(tǒng)交互。換電連接器的布置位置應符合QC/T1201.3的要求。詳細電氣接口信號定義見表2和表3。功能定義高壓端子定義車輛動力電源正1用于連接車輛動力電源正極1與電池系統(tǒng)正極1車輛動力電源正2用于連接車輛動力電源正極2與電池系統(tǒng)正極2DC1-車輛動力電源負1用于連接車輛動力電源負極1與電池系統(tǒng)負極1DC2-車輛動力電源負2用于連接車輛動力電源負極2與電池系統(tǒng)負極2DC3+(可選)車輛動力電源正3(可選)備用DC3-(可選)車輛動力電源負3(可選)備用—用于連接換電電池系統(tǒng)與車輛電平臺24V低壓電源正(VDc+)用于連接電池系統(tǒng)低壓供電電源正24V低壓電源負(Vpc.)用于連接電池系統(tǒng)低壓供電電源負BMS喚醒VCU行車激活電池系統(tǒng)整車動力通信(ECANH)整車動力通信(ECANL)保護接地，用于連接整車動力CAN屏蔽層連接狀態(tài)(LOCK+)連接狀態(tài)(LOCK-)診斷通信(DCAN_H)診斷通信(DCAN_L)用于連接換電電池系統(tǒng)診斷CAN屏蔽層激活水冷機組(AC_CA)預留拓展引腳(整車廠設計預留)6額定電壓/電流功能定義高壓端子定義充電電源正1用于連接充電電源正極1與電池系統(tǒng)正極1充電電源正2用于連接充電電源正極2與電池系統(tǒng)正極2DC1-充電電源負1用于連接充電電源負極1與電池系統(tǒng)負極1DC2-用于連接充電電源負極2與電池系統(tǒng)負極2DC3+(可選)車輛動力電源正3(可選)充電電源正1用于連接充電電源正極1與電池系統(tǒng)正極1充電電源正2用于連接充電電源正極2與電池系統(tǒng)正極2DC1-充電電源負1用于連接充電電源負極1與電池系統(tǒng)負極1DC2-用于連接充電電源負極2與電池系統(tǒng)負極2DC3+(可選)車輛動力電源正3(可選)DC3-(可選)車輛動力電源負3(可選)—用于連接換電電池系統(tǒng)與車輛電平臺低壓端子B組充電信號定義低壓輔助電源正(A+)用于連接充電輔助電源正極與電池系統(tǒng)供電電低壓輔助電源負(A-)激活水冷機組(AC_CA)充電通信(S+)充電通信(S-)連接狀態(tài)(LOCK+)連接狀態(tài)(LOCK-)充電連接器確認CC1用于換電站連接確認信號CC1(也可備用)充電連接確認CC2-1預留拓展引腳(換電站設計預留)本文件在附錄D和附錄E分別給出了目前行業(yè)有一定規(guī)模應用的方案和信號定義的示例。7換電電氣接口應具有連接狀態(tài)檢測功能，每個換電電氣接口應至少有一個連接到位狀態(tài)反饋信號，應滿足表1和表2的相關定義。5.3.1換電電氣接口中功率端子應具有溫度檢測功能，且溫度檢測應由換電電池系統(tǒng)執(zhí)行，并發(fā)送至動力CAN總線。5.3.2充電插座安裝在電池系統(tǒng)時，電池系統(tǒng)負責檢測充電插座溫度，安裝在車輛上時，功率端子的溫度檢測由車輛檢測，并將其溫度值發(fā)送至車輛動力CAN。5.3.3換電電池系統(tǒng)和車輛控制器均從動力CAN線上獲取功率端子溫度。換電電氣連接器在連接過程中，觸頭耦合順序應遵循順序為：導向銷、保護接地、高壓主正主負、低壓供電電源/信號和互鎖，在脫開的過程中則順序相反。觸頭耦合界面如圖1所示。車輛端(插座)車輛端(插座)主電源正(DC1+/DC2+)主電源負(DC1-/DC2-)輔助電源正(DC3+)輔助電源負(DC3-)保護接地(PE)連接狀態(tài)(LOCKI+)連接狀態(tài)(LOCK1-)24V電源正極(Voc+)24V電源負極(Voc.)電池系統(tǒng)主正(DCl+/DC2+)電池系統(tǒng)主負(DC1-/DC2-)電池系統(tǒng)主正(DC3+)電池系統(tǒng)主負(DC3-)24V電源正極(Voc+)24V電源負極(Vpc.)電池端(插頭)換電連接器安裝在電池系統(tǒng)端的端子布置如圖2所示，換電連接器車輛端端子布置如圖3所示。8圖2換電連接器插頭(電池端)觸點布置甲B6導向銷17A6(規(guī)范性)換電連接器尺寸參數(shù)A.1換電連接器車輛端尺寸要求換電連接器車輛端結構尺寸見圖A.1～圖A.4,圖紙中未注單位均為毫米。圖A.1換電連接器插座(車輛端)結構尺寸1CB00.2⑧00.2@xX03圖A.4換電連接器插座(車輛端)結構尺寸4A.2換電連接器電池端尺寸要求換電連接器電池端結構尺寸見圖A.5～圖A.8,圖紙中未注單位均為毫米。66四AEQ\*jc3\*hps19\o\al(\s\up12(0),0)EQ\*jc3\*hps19\o\al(\s\up12(端),C)C0c2OACBB8圖A.5換電連接器插頭(電池端)結構尺寸15=cBC圖A.6換電連接器插頭(電池端)結構尺寸2圖A.7換電連接器插頭(電池端)結構尺寸35中N圖A.8換電連接器插頭(電池端)結構尺寸4(規(guī)范性)換電連接器安裝尺寸B.1換電連接器插座(車輛端)安裝尺寸換電連接器車輛端安裝尺寸及開孔，詳見圖B.1,圖紙中未注單位均為毫米。圖B.1換電連接器插座(車輛端)安裝尺寸B.2換電連接器插頭(電池端)安裝尺寸換電連接器電池端安裝尺寸及開孔，詳見圖B.2,圖紙中未注單位均為毫米。圖B.2換電連接器插頭(電池端)安裝尺寸(規(guī)范性)換電連接器功率端子應按照表C.1中的要求配置連接線纜。車輛端換電連接器的PE線纜應按照車輛允許最大電池容量的短路容量選擇線徑，電池系統(tǒng)端換電連接器PE線纜應按照電池本身的短路電流選擇線徑，也可按照表C.1中PE線纜的線徑。表C.1換電連接器載流與線纜連接對應表高壓端子標識A導線最小截面積說明DC1+/-,DC2+/-兼容95mm2以上線纜兼容70mm2以上線纜兼容50mm2以上線纜DC3+/-DC端子尾端兼容25mm2以上線纜—端子載流400A時，建議PE導線截面積端子載流300A時，建議PE導線截面積端子載流250A時，建議PE導線截面積(資料性)D.1換電連接器數(shù)量及布置換電電氣連接由4個連接器組成，分別有放電連接器1、放電連接器2、充電連接器1、充電連接器2,相對位置關系如圖D.1所示。其中每個連接器由高壓觸頭2個，接地觸頭1個，低壓觸頭一般為12個或23個兩種形式，換電連接器界面如圖D.2、圖D.3所示。圖D.2換電連接器插頭(電池端)界面及尺寸Φ圖回 預留表D.2放電連接器2接口定義列表(12PIN低壓觸頭形式)功能定義—12345678