纯电动商用车车载换电系统互换性 第 3 部分：换电机构编辑说明

汽车行业标准

《纯电动商用车车载换电系统互换

性第3部分换电机构》

（征求意见稿）

编制说明

《纯电动商用车车载换电系统互换性第3部分：换电机

构》

（征求意见稿）

编制说明

一、工作简况

1、任务来源

《纯电动商用车车载换电系统互换性第3部分：换电机构》立项计划由工业和信息化

部在《2022年第一批行业标准制修订和外文版项目计划》中下达，下达通知文号为：工信

厅科函〔2022〕94号，计划编号为：2022-0005T-QC。

2、工作过程

a)2020年11月，全国汽车标准化技术委员会电动车辆分技术委员会开展了纯电动商

用车车载换电系统互换性的行业现状与发展调研，通过调研重卡换电相关企业产品，规划出

纯电动商用车车载换电系统互换性标准各部分的主要内容。互换性系列标准共分为5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：车辆与电池包的通信。

b)2021年3月，召开了起草组第一次工作会议，明确了本系列标准定位为：能够实

现车、包、站间的互换，为电动商用车换电行业提供技术支撑。标准范围：适用于商用车（包

含重卡、轻卡等车型）换电，标准方案不限制技术路线的发展。同时明确了各单位任务分工

及进度安排,宁德时代、吉利商用车、四川新能源汽车创新中心、北汽福田、徐工、中航光

电提交锁止机构的基本结构和位置。

c)2021年10月，召开了起草组第二次工作会议，会上秘书处汇报了新能源商用车换

电标准体系构建情况，通报了本系列标准5部分的立项申请情况。会议重点讨论了换电计量

电表的规定和标准化需求，与会专家一致认为，现阶段尚未有成熟的车载计量电表产品，车

辆上直接进行安装复杂程度较高，因此难以直接从车辆层面规定电表的安装位置及使用方式，

后续可根据产品的发展形式进行继续讨论。会议还重点讨论了电池箱外形尺寸方案，初定L

≤2500、H≤2300、W=850，演示了顶吊换电和侧挂式换电方式对比，换电电池系统、换电底

座的结构，定位方式分为粗定位和精定位两方面，会后由四川新能源汽车创新中心给出能够

兼容侧面抓取与顶吊抓取换电的设计方案并给出标准问题清单供各单位反馈等。

d)2022年2月，召开了起草组第三次工作会议，会议就四川新能源汽车创新中心起

草的标准方案进行了详细讨论，标准的适用范围定位于后背式换电的纯电动商用车。对于处

于发展早期的侧挂式换电方式，由于市场应用不足、设计方案还有待进一步优化提升，所以

与会专家一致认为侧挂式换电暂不宜纳入适用范围中。标准主要规范了电池系统抓取接口、

承载面、导向定位、锁止装置、电气结构位置、冷却接口位置进行了规范，底座的接口需要

与电池系统的接口配合。经讨论明确了标准框架结构，对于标准中缺少的尺寸，下一步需要

各单位反馈缺少的尺寸和方案。会议还明确了电池箱宽度尺寸修改为810～850mm，长度建

议为2360～2500，换电机构应兼容该尺寸。

e)2022年4月，召开了起草组第四次工作会议，会议中对顶吊框、顶吊孔和侧面抓

取接口的尺寸，基本达成共识。为兼容各家承载面布置形式，标准提出了电池框底部大尺寸

承载面方案，粗定位边框也提出了10点定位方案。精导向销布置尺寸采用了大多数现存产

品的尺寸860×620，精导向孔兼容目前直销定位和锥销定位2种形式。同时也提出了1个、

2个、4个电气连接器的布置方案。

f)2022年4月、5月分别召开了起草组第五次、第六次会议，会议重点讨论了系列标

准中第1部分换电电气接口，涉及换电机构的内容较少。

g)2022年6月，召开了起草组第七次工作会议，经讨论标准方案优化了对于不同产

品的兼容性，要求各企业按照该版草案，继续反馈自家参数，提出更具兼容性的标准方案。

本次会议讨论后，标准框架和互换性方案基本得到确定。

h)2022年7月，召开了起草组第八次工作会议，会议讨论了“V字型”承载面方案，

认为有必要纳入标准方案中作为“平板型”承载面方案的补充。同时也对换电系统的安全性

做了重点要求，与会单位将提供电池系统和底座的试验报告和CAE分析报告，作为对标准方

案安全性的证明。会后标准草案锁止机构由4个锁点调整为8个，供企业选择使用，粗导向

由10个导向点调整为8个，换电机构兼容电池箱长度尺寸更改为2320≤L≤2500。对存在

的问题进一步修改完善后形成了征求意见稿。

i)2022年9月，在整理前期会议形成意见的基础上形成征求意见稿，并在行业范围

内广泛征求意见。

3、工作分工

本标准由工业和信息化部提出、全国汽车标准化技术委员会归口,标准起草组包括电动

商用车整车企业、换电设备制造企业、换电站运营企业、动力电池企业、换电接口企业、检

测机构等。

二、汽车行业标准编制原则和确定汽车行业标准主要内容的依据

1、编制原则

1)单侧接口标准化：换电电池系统作为流动部件，标准建议重点规范电池系统（电

池框）的互换性尺寸，保证电池资产流通互换。

2)最大化兼容：尽量兼容各家的技术方案而不发生较大的变化，但尺寸会有调整。

通过调整电池框架结构尺寸，达到尽量让底座各部件的型式、尺寸不作调整。

3)对创新限制最小化：不限定换电底座具体技术方案，预留备用的布置空间。

2、主要内容说明

a)范围

本文件规定了纯电动商用车车载换电系统中换电机构的互换性要求。即只对涉及抓

取、承载、锁止相关的互换性尺寸做要求。

本文件适用于后背式换电的纯电动商用车车载换电系统互换性尺寸设计，不适用于市场

应用还不成熟的侧挂侧换式换电的纯电动商用车。

b)规范性引用文件

本文件定义了7条术语，包括车载换电系统总成、换电电池系统、换电电池框、车载换

电底座、换电机构、换电接口、后背式换电。

c)互换性要求

标准从以下层级结构规定互换性接口尺寸要求：

抓取

承载面

机械接口

导向定位

换电机构锁止

电气接口布置

冷却接口布置

1)抓取：

市场上常见的顶吊抓取方式有抓取框架梁和抓取转锁孔两种，两种方式各有优点，标准

对两种方式分别进行统型后作出规范要求。

抓取框架梁抓取转锁孔

对于采用侧面抓取的技术路线在标准中也得到了保留。该方式定位精度高、换电工位可

扩展性强。可以作为一个标准的换电抓取方案。

侧面抓取

2)承载面：

承载面的布置因各家考虑的支承、振动、安全性等方面问题，技术方案差异大，大致可

以分为平板型承载面和V字型承载面。

对于平板型承载面的布置，标准推荐了电池框底部大尺寸平面要求，换电底座的支承块

可以在该范围内由各企业自己确定布置方式，标准方案可以兼容大多数企业技术方案诉求。

9家布置方案

对于企业提出的降低振动的V字型承载面，标准中也作为一种参考方案纳入。

3)导向定位

导向定位分为粗导向定位和精导向定位二级导向装置。采用的形式也基本相同，只是各

家再布置尺寸上有差异。粗导向定位位置又有大间距4角和小间距4角布置，为了不限制各家

已有的设计方案，标准在方案允许的前提下推荐了电池框8点粗导向边的方案，供设计底座

粗导向柱时选择使用的电池框导向边，同时也给出了优先推荐的大间距4角导向方案。

精导向定位销孔配合方式有直孔直销配合和锥孔锥销配合。为兼容两种结构，标准推荐

了同时具有直孔和锥孔的导向孔，布置尺寸采用应用最多的860×620间距尺寸。

4)锁止

常见的锁止形式大致分为内锁斜面压紧、内锁平面压紧、内锁转锁压紧、外锁斜面压紧、

底部楔块压紧等。标准只规范了电池框上锁头压紧的连接接口与布置尺寸，并不规范锁机构

的形式，最大限度兼容现有产品结构。

电池框锁紧接口

锁紧接口在电池框中布置8个点，供设计时选择，一般可以选择使用4个或8个，标准推

荐采用内侧4锁点，为后期进一步统一型式作铺垫。

8点锁精接口

5)电气接口布置

按照本系列标准第1部分换电电气接口规范要求，换电机构规定了单连接器、双连接器、

四连接器的电气接口安装布置尺寸。

6)冷却接口布置

按照本系列标准第2部分换电冷却接口规范要求，换电机构规定了液冷连接器的安装布

置尺寸。

三、主要试验（或验证）情况分析

各个接口的设计方案来源于现有产品的总结统型，通过三维数模分析，换电机构各接口

均满足设计要求，对现有产品方案（包括抓取装置、承载面、导向定位、锁机构）的兼容性

较强。各企业可以对现有产品经调整布置尺寸后达到标准要求。整改影响较小，具有可行性。

1、系统CAE分析

对采纳的标准方案进行了CAE分析如下：

结论：车载换电系统能够满足GB38031中除M1、N1类以外的车辆电池包或系统的振动测

试条件、某车企路谱随机振动、侧换抓取、顶吊抓取、汽车制动倾斜、过载受力、锁机构抗

5T极限反力的要求。

2、系统振动试验

对采纳的标准方案进行了振动试验如下：

试验结论：试验过程和方法依据GB38031-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》8.2.1

中的规定，满足《试验（检测）委托单》和《车载换电系统振动试验大纲》的要求。试验结

束后对试验件指定位置及整体进行检查，试验件与试验前对比目测无变形、无开焊。

四、标准中涉及专利的情况

标准起草过程中，尚未收到标准涉及专利的反馈，尚未检索到相关的标准必要专利。

五、预期达到的社会效益等情况

为迎合国内重卡治污的迫切需求，重卡电动化正成为交通领域大气治污与绿色低碳发展

的重要组成部分。换电重卡具有换电时间短、运营效率高、电池寿命长等特点，已逐渐成为

重卡电动化的重要形式。但目前尚无换电重卡相关的国家标准和行业标准可以参考，这使得

企业在产品开发和互换性方向找不到方向。由于换电标准缺失，各个重卡换电站只能给特定

的重卡车型进行换电，无法在不同车企的车型之间进行换电，造成了电池资产流通不足，换

电站重复建设且利用率低的问题，严重影响了重卡换电模式推广。换电标准的制定与完善是

产业发展的重要前提和基础，也是换电重卡大规模推广应用的重中之重。

六、采用国际标准和国外先进标准的情况

目前尚无国际标准和国外标准。

七、与现行相关法律、法规、规章及相关标准的协调性

本标准属于电动汽车能源补充系统中换电系统分类。本标准为《纯电动商用车车载换电

系统互换性》系列标准中的第3部分（换电机构），与《第1部分：换电电气接口》、《第

2部分：换电冷却接口》、《第4部分：换电电池系统》、《第5部分：车辆与电池包的

通信》共同组成了商用车换电兼容性标准，实现了商用车换电电池系统的互换兼容。

本标准与现行相关法律、法规、规章及相关标准没有冲突或矛盾。

八、重大分歧意见的处理经过和依据

本标准起草过程中尚未遇到重大分歧意见。

九、标准性质的建议说明

建议作为推荐性行业发布，可根据行业管理需求开展产品检验等标准具体实施措施。

十、贯彻标准的要求和措施建议

建议标准发布日期与实施日期间隔半年，以便于标准的传播、宣贯和产业准备。

十一、废止现行相关标准的建议

无。

十二、其他应予说明的事项

无。

目次

一、工作简况...................................................................................................................3

二、汽车行业标准编制原则和确定汽车行业标准主要内容的依据...........................4

三、主要试验（或验证）情况分析...............................................................................8

四、标准中涉及专利的情况.........................................................................................11

五、预期达到的社会效益等情况.................................................................................11

六、采用国际标准和国外先进标准的情况.................................................................11

七、与现行相关法律、法规、规章及相关标准的协调性.........................................12

八、重大分歧意见的处理经过和依据.........................................................................12

九、标准性质的建议说明.............................................................................................12

十、贯彻标准的要求和措施建议.................................................................................12

十一、废止现行相关标准的建议.................................................................................12

十二、其他应予说明的事项.........................................................................................12

QC/TXXXXX—XXXX

C

C

附录C

（资料性）

特殊结构换电接口

C.1承载面

V字形式承载面尺寸以及在电池框上的布置见图C.1和表C.1。

单位为毫米

a

b

B4

A4

A2B2

1V字形承载面

A

底部平面

A3

B1B3

V字形承载面

图C.1电池框V字形式承载面

表C.1V字形式承载面尺寸

单位为毫米

代号A1A2A3A4aB1B2B3B4b

数值60≤1700≤850324≤60°55≤550