DB5115∕T 104.1-2023 换电式重卡车载换电系统互换性 第1部分:换电电气接口.pdf
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1、ICS43.020CCS T 405115四 川 省(宜 宾 市)地 方 标 准DB 5115/T 104.12023换电式重卡车载换电系统互换性第 1 部分:换电电气接口Compatibility of on-board battery swap system for battery electric heavyduty trucksPart 1:Battery swap coupler2023-06-06 发布2023-07-06 实施宜宾市市场监督管理局发 布DB 5115/T 104.12023I目次前言.II引言.III1 范围.12 规范性引用文件.13 术语和定义.14 一般要求
2、.35 电气要求.46 结构要求.107 安全要求.118 性能要求.119 试验方法.13附录A(规范性)换电连接器(方案 1)尺寸.17附录B(规范性)换电连接器(方案 2)尺寸DB 5115/T 104.12023II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。本文件是 DB 5115/T 1042023换电式重卡车载换电系统互换性的第1部分。DB 5115/T 1042023已经发布了以下部分:第 1 部分:换电电气接口第 2 部分:换电冷却接口第 3 部分:换电机构第 4 部分:换电电池系统第 5 部分:车辆与电池系统的通信请注
3、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。本文件由四川智锂智慧能源科技有限公司提出。本文件由宜宾市经济合作和新兴产业局归口。本文件起草单位:四川智锂智慧能源科技有限公司、四川新能源汽车创新中心有限公司、苏州瑞可达连接系统股份有限公司、四川时代新能源科技有限公司、阳光铭岛能源科技有限公司、中航光电科技股份有限公司、中国汽车工程研究院股份有限公司、宜宾市消防救援支队、宜宾三江绿城能源科技有限公司、宜宾宜瑞汽车有限公司。本文件主要起草人:李立国、洪木楠、马海兵、王清明、熊景景、李永棒、杨国华、赵志伟、王利军、李卓、张伟、曾云川、李伟。本文件为首次发布。DB 5115/T
4、104.12023III引言换电式重卡车载换电系统互换性 系列标准旨在规范换电式重卡车载换电系统的互换性,从而实现车辆、换电电池系统和换电站之间的互换。该系列标准拟由五个部分组成:第 1 部分:换电电气接口。目的在于规范换电系统电气接口,包括电气接口的一般要求、电气要求、结构要求、安全要求、性能要求和试验方法。第 2 部分:换电冷却接口。目的在于规范换电冷却接口,包括冷却接口的性能要求、尺寸布置和试验方法。第 3 部分:换电机构。目的在于规范换电电池系统的抓取接口、承载面、导向定位、锁止等机械接口形式及尺寸,以及电气接口和冷却接口安装位置,保证换电电池系统抓取性能、导向定位能力和锁紧能力,实现
5、换电电池系统在结构形式上的互换。第 3 部分:换电机构。目的在于规范换电电池系统的抓取接口、承载面、导向定位、锁止等机械接口形式及尺寸,以及电气接口和冷却接口安装位置,保证换电电池系统抓取性能、导向定位能力和锁紧能力,实现换电电池系统在结构形式上的互换。第 4 部分:换电电池系统。目的在于规范换电电池系统,包括换电电池系统的一般要求和尺寸要求。第 5 部分:车辆与电池系统的通信。目的在于通过规定高压架构、上下电逻辑及交互信号等,实现不同厂家车辆与不同厂家的电池互换后无障碍通信。DB 5115/T 104.120231换电式重卡车载换电系统互换性 第 1 部分:换电电气接口1范围本文件规定了后背
6、式换电的电动重卡车载换电系统电气接口的一般要求、电气要求、结构要求、安全要求、性能要求和试验方法。本文件适用于后背式电池系统整体换电的电动重卡,其他形式换电车辆可参考使用。注:本文件包含了方案1和方案2两种技术方案。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 11918.1-2014工业用插头插座和耦合器 第1部分:通用要求GB/T 19596 电动汽车术语GB/T 28046.3-2011道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第
7、3部分:机械负荷GB/T 28046.4-2011道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第4部分:气候负荷GB/T 30038-2013道路车辆电气电子设备防护等级(IP代码)GB/T 32879-2016电动汽车更换用电池箱连接器通用技术要求GB/T 37133-2020 电动汽车高压连接器技术条件GB 38031-2020电动汽车用动力蓄电池安全要求QC/T 1067.1-2017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3术语和定义GB/T 19596 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1电动重卡electric heavy duty truck驱动能量完
8、全依靠车载可充电储能系统或其他能量储存装置提供的电能维持的重型卡车。3.2换电式重卡battery swap heavy duty truck以更换动力蓄电池箱的方式获得能量补充的电动重卡。DB 5115/T 104.1202323.3换电battery swap通过专用装置或人工辅助快速更换动力蓄电池系统实现电动汽车电能补充的过程。注:一个完整的换电过程所需时间一般不超过5 min。来源:GB/T 40032-2021,3.1,有修改3.4后背式换电cab-back battery swap通过整体更换安装于驾驶室后方的电池系统,实现车辆能源补给的方式。3.5换电系统 battery swa
9、p system实现电动汽车动力蓄电池更换的机械设备和电气设备组成的系统,由换电电池系统和车载换电底托组成。来源:GB/T 29317-2021,8.1,有修改3.6换电电池系统swappable battery system车辆在换电过程中,整体更换的动力电池系统,一般包括:动力蓄电池、电池管理系统、电池支架、换电电气接口和换电机械接口等,可在非车载状态下进行充放电。3.7车载换电底托on-board battery swap base安装在电动重卡车辆上,连接车辆与换电电池系统,实现换电电池系统更换、锁紧的装置。3.8换电机构battery swap mechanism用于结合、分离换电电
10、池系统与车辆的机械装置。注:可具有引导、定位、限位、保持、紧固和锁止等功能。来源:GB/T 40032-2021,3.4,有修改3.9换电电气接口battery swap coupler用于连接换电电池系统与车辆,传输电能量、电信号、通信数据的连接器装置,由一组或一个换电连接器构成。3.10换电冷却接口battery swap cooling coupler连接整车液冷系统与换电电池液冷系统的接口,具有断开时冷却液自动截止,连接时冷却液自动导通的功能,简称冷却接口。它包含冷却接口电池端和冷却接口车端两部分。DB 5115/T 104.1202333.11换电连接器battery swap co
11、nnector用于在换电电池系统与车辆或换电站之间建立电气连接的单个装置,用于传输电能量、电信号、通信数据的连接装置,一般具有导向和浮动机构。3.12换电连接器插头battery swap connector plug安装在换电电池系统中,用于与车辆电气接口连接在一起的装置。3.13换电连接器插座battery swap connector socket安装在车辆换电底托中,用于与换电电池系统连接在一起的装置。3.14锁止机构 locking mechanism用于将换电电池系统与车辆或车辆上的底托紧固连接,避免其松脱的装置。3.15浮动跟随机构 floating mechanism在换电连接
12、器中,用于吸收换电电池系统与车辆之间的相对位移、保持插合的预紧力而设置的机构,一般由浮动支架、浮动板、定位杆、定位套和支撑弹簧等组成。3.16电池管理系统 battery management system,BMS监视电池的状态(温度、电压、荷电状态等),可以为电池提供通信、安全、电芯均衡及管理控制,并提供与应用设备通信接口的系统。来源:GB/T 38661-2020,3.34一般要求4.1换电系统的电气连接应满足功率传输、信息交互和安全防护的基本功能需求。4.2高压电气连接的主功率端子,额定工作电压应不低于 1500 V,单端子持续最大电流应不低于 300 A。4.3换电电气接口应具有保护接
13、地,且不小于主功率端子截面积的 1/2。4.4高压电气连接应具有 360环形屏蔽层,减少电气接口处电磁发射和提高电磁抗干扰能力。4.5换电电气接口应具有低压辅助电源接口,且额定工作电压不低于 30 V,额定载流量不低于 15 A。4.6换电电气接口应具有用于激活电池管理系统的连接信号。4.7换电电气接口应至少具有 2 路 CAN 信号,分别为充电 CAN,动力 CAN,依据需求可拓展诊断 CAN等。4.8换电电气接口应具有连接状态反馈信号、功率端子温度检测信号。DB 5115/T 104.1202344.9换电电气接口应具有导向结构,确保其连接器准确、可靠连接。4.10换电锁止机构应具有锁止状
14、态反馈信号。每个锁止机构应至少有两种状态反馈,分别为锁止状态、松脱状态,且应采用低有效为松脱状态。若换电机构的锁止装置有多个,应分别检测其锁止状态,以确保换电车辆安全性。4.11换电控制器负责检测锁止机构状态,并在动力 CAN 总线上反馈,以便于车辆控制器或换电站控制系统读取状态。4.12换电电气接口宜预留 1 路高压供电,用于电池冷却机组配电。4.13换电电气接口中低压信号宜预留激活水冷机组信号。4.14换电电气接口中低压信号应预留有可扩展针,便于其兼容性和可拓展性。4.15换电电气连接器性能应满足 GB/T 37133-2020 中第 5、6、7 章的要求。5电气要求5.1额定值5.1.1
15、额定电压:高压 1500 V(DC)、低压 30 V(DC)。5.1.2额定电流:高压主电源 800 A/600 A/500 A,高压辅助电源 100A,单端子低压电源及信号 20 A/2A(方案 1),15 A/2 A(方案 2)。5.2电气参数及功能5.2.1换电连接器插头和换电连接器插座应分别包含 4 对高压电源触头、2 对高压辅助电源触头、36对低压电源和信号触头、1 对保护接地触头。5.2.2换电连接器电气参数值及功能定义(方案 1)应符合表 1 的要求。表 1换电连接器电气参数及功能定义(方案 1)触头标识名称额定电压/额定电流功能定义DC1+主电源正极(DC1+)1 500V/4
16、00A第1组连接直流电源正与电池正极DC1-主电源负极(DC1-)1 500V/400A第1组连接直流电源负与电池负极DC2+主电源正极(DC2+)1 500V/400A第2组连接直流电源正与电池正极DC2-主电源负极(DC2-)1 500V/400A第2组连接直流电源负与电池负极DC3+辅助电源正极(DC3+)1 500V/100A可选配置,连接直流电源正与电池正极DC3-辅助电源负极(DC3-)1 500V/100A可选配置,连接直流电源负与电池负极保护接地(PE)连接供电设备地线和车辆电平台A组低压端子及信号A124V低压电源正(VDC+)30V/20A用于连接电池系统低压供电电源正A2
17、预留30V/2A预留针不宜占用,仅对标准未来拓展应用时定义DB 5115/T 104.120235触头标识名称额定电压/额定电流功能定义A3BMS激活VCU(AC_VCU)30V/2A用于电池系统在车辆上充电时,BMS激活VCUA4行车激活电池系统(AC_BMS)30V/2A用于车辆激活换电电池管理系统A5整车动力通讯(ECANH)30V/2A用于车辆与换电电池系统通讯CANHA6整车动力通讯(ECANL)30V/2A用于车辆与换电电池系统通讯 CANLA7预留30V/2A预留针不宜占用,仅对标准未来拓展应用时定义A8预留30V/2A预留针不宜占用,仅对标准未来拓展应用时定义A9连接状态反馈(
18、LOCK+)30V/2A连接器连接到位的状态反馈信号,用于高压互锁A10连接状态反馈(LOCK-)30V/2A连接器连接到位的状态反馈信号,用于高压互锁A11屏蔽接地30V/2A用于连接换电电池系统诊断CAN屏蔽层A12屏蔽接地30V/2A用于连接整车动力CAN屏蔽层A1324V低压电源负/A-(VDC-)30V/20A用于连接电池系统低压供电和充电辅助电源负极A14预留30V/2A预留针不宜占用,仅对标准未来拓展应用时定义A15预留30V/2A预留针不宜占用,仅对标准未来拓展应用时定义A16预留30V/2A预留针不宜占用,仅对标准未来拓展应用时定义A17诊断通讯(DCAN_H)30V/2A用
19、于换电电池系统诊断通讯 CANHA18诊断通讯(DCAN_L)30V/2A用于换电电池系统诊断通讯 CANLB组低压端子及信号B1低压辅助电源正(A+)30V/20A用于连接充电辅助电源正极与电池系统供电电源正或充电(桩)激活电池管理系统B2预留30V/2A预留针不宜占用,仅对标准未来拓展应用时定义B3站激活电池管理系统(AC_CG)30V/2A用于站充电机激活电池管理系统B4激活水冷机组(AC_CA)30V/2A用于电池系统激活车辆上的电池冷却机组B5充电通讯(S+)30V/2A用于电池系统与充电设备1通讯 CANHB6充电通讯(S-)30V/2A用于电池系统与充电设备1通讯 CANLB7预
20、留30V/2A预留针不宜占用,仅对标准未来拓展应用时定义B8预留30V/2A预留针不宜占用,仅对标准未来拓展应用时定义B9预留30V/2A预留针不宜占用,仅对标准未来拓展应用时定义B10预留30V/2A预留针不宜占用,仅对标准未来拓展应用时定义B11屏蔽接地30V/2A预留通讯CAN屏蔽层B12屏蔽接地30V/2A充电CAN屏蔽层DB 5115/T 104.120236触头标识名称额定电压/额定电流功能定义B13预留30V/2A预留针不宜占用,仅对标准未来拓展应用时定义B14充电连接器确认CC130V/2A用于换电站连接确认信号CC1(也可备用)B15充电连接确认CC2-130V/2A用于车辆
21、确认充电枪1连接B16充电连接确认CC2-230V/2A用于车辆确认充电枪2连接B17预留通讯 CANH30V/2A用于换电站对电池系统的管理和维护 CANHB18预留通讯 CANL30V/2A用于换电站对电池系统的管理和维护 CANL5.2.3换电连接器电气参数值及功能定义(方案 2)应符合表 2 的要求。表 2换电连接器电气参数及功能定义(方案 2)触头标识名称额定电压/额定电流功能定义DC1+主电源正(DC1+)1 500V/300A第1组连接直流电源正与电池正极DC1-主电源负(DC1-)1 500V/300A第1组连接直流电源负与电池负极DC2+主电源正(DC2+)1 500V/30
22、0A第2组连接直流电源正与电池正极DC2-主电源负(DC2-)1 500V/300A第2组连接直流电源负与电池负极TMS+水冷机组电源正(DC3+)1 500V/100A水冷机组(车端)电源正TMS-水冷机组电源负(DC3-)1 500V/100A水冷机组(车端)电源负保护接地(PE)连接供电设备地线和车辆电平台低压端子信号定义A1通信30V/2A直流充电 CAN 低A2电源30V/2A24V 常电地A3信号30V/2A换电站充电机充电连接确认信号A4信号30V/2A充电机辅源 A-A5信号30V/2A行车唤醒信号A6电源30V/2ATMS 控制低压供电A7信号30V/2A预留A8电源30V/
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