《纯电动乘用车卡扣式换电系统技术要求 第1部分：结构和尺寸》编制说明

《纯电动乘用车卡扣式换电系统技术要求第1部分：

结构和尺寸》编制说明

一、工作简况

1.1任务来源

《纯电动乘用车卡扣式换电系统技术要求第1部分：结构和尺寸》团体标准

是由中国汽车工程学会批准立项。文件号中汽学函【2023】103号，任务号为

2023-049。本标准由中国汽车工程学会电动汽车产业技术创新战略联盟提出，奥动

新能源汽车科技有限公司、北京汽车研究总院有限公司、蓝谷智慧（北京）能源科

技有限公司、上海优续新能源科技有限公司、上海电器设备检测所有限公司、飞巽

传感（上海）有限公司等单位起草。

1.2编制背景与目标

2019年6月3日，由国家发展改革委会同有关部门共同研究制定了《推动重点消

费品更新升级畅通资源循环利用实施方案（2019-2020年）》。提出了引导企业创

新商业模式，推广新能源汽车电池租赁等车电分离消费方式，降低购车成本。进一

步刺激行业其他企业纷纷开展换电模式车辆的研究。2021年10月工信部发布《关于

启动新能源汽车换电模式应用试点工作的通知》，各地积极开展换电模式推广应用，

换电车辆、换电站快速发展。2021年4月30日，由工信部提出全国汽标委归口的GB/T

40032-2021《电动汽车换电安全要求》推荐性国家标准由国家市场监督管理总局、

国家标准化管理委员会批准发布，并于2021年11月1日起开始实施。为换电技术的发

展提供了有力的标准支撑。2022年1月发布的《关于进一步提升电动汽车充电基础设

施服务保障能力的实施意见》和2022年6月发布的《贯彻落实<中共中央国务院关于

完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见>的实施意见》中均提到

要鼓励开展换电模式应用，加快换电模式的推广。2022年3月，工信部发布的“2022

年汽车标准化工作要点”中指出：加快构建完善电动汽车换电标准体系，推进纯电

动汽车车载换电系统、换电通用平台、换电电池包等标准制定，以规范换电产业的

发展。换电产业在政策的大力支持下，未来也将继续保持增长的趋势。

在换电行业快速发展的同时，也带来一些问题，比如现有换电站的使用率，基

础设施资源的有效利用，企业各自发展导致的电池包无法互换，换电站的无法共用，

站内充电资源无法共享等问题，亟需推进共享换电和通用平台相关的标准，促进和

支持换电行业的高效，兼容的发展。

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为此，工程学会召集行业专家研究换电系统标准的研制。该标准的目标是，一

方面能为汽车行业后续进入车企提供指导或支撑，另一方面进一步促进换电资源的

共享和有效利用。

1.3主要工作过程

1.3.1预研及立项阶段

2022年6月17日，中国汽车工程学会线上组织专家对《纯电动乘用车卡扣式

换电系统技术要求》系列标准项目进行立项审查，参会专家有：长安新能源周成勇

周总、充电基础设施与智慧能源协同专业委员会邵浙海主任、全国汽车标准化技术

委员会电动车辆分技术委员会徐枭、蔚来汽车袁春萍主任、上海机动车检测认证技

术研究中心有限公司王晋军王总、协鑫集团马建新部长、优品汽车郝战铎总经理，

会上奥动新能源汽车科技有限公司汇报了项目立项报告，专家组提出了质询与讨论，

会议形成意见如下:该标准项目是在现有国、行标基础上对卡扣式换电系统接口的细

化，标准项目前期预研充分并初步形成标准草案，项目发起单位在该领域具备较强

的技术研究开发能力，标准实施方案可行。此项目立项成功。

1.3.2标准起草阶段

2023年8月15日，《纯电动乘用车卡扣式换电系统技术要求》系列团体标准

启动会在奥动新能源汽车科技有限公司召开。由电动汽车产业技术创新战略联盟提

出并组织，经中国汽车工程学会批准立项，由奥动新能源牵头，联合上海电器设备

检测所有限公司、上海韵连电气科技有限公司、上海优续新能源科技有限公司、北

京汽车研究总院有限公司、飞巽传感（上海）有限公司、蓝谷智慧（北京）能源科

技有限公司等单位共同起草。关于《纯电动乘用车卡扣式换电系统接口技术要求

第1部分：结构和尺寸》标准，本次会议由奥动介绍了换电标准的思路和框架；专

家组提出了建设性意见，会上对标准征求意见稿进行逐章节的充分讨论；并对后续

计划和分工安排进行了合议讨论。

2023年9月21日，工作组召开了标准草案讨论会，上海电器设备检测所有限

公司、上海韵连电气科技有限公司、上海优续新能源科技有限公司、北京汽车研究

总院有限公司、飞巽传感（上海）有限公司、蓝谷智慧（北京）能源科技有限公司

参会专家充分讨论了标准草案，最终形成征求意见稿。

1.3.3征求意见阶段（含征求意见时间及意见处理情况的说明）

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1.4主要起草人、单位及承担工作

姓名单位承担工作

胡鑫昊奥动新能源汽车科技有限公司牵头编制标准

张建平奥动新能源汽车科技有限公司牵头编制标准

黄利云奥动新能源汽车科技有限公司牵头编制标准

郝战铎上海优续新能源科技有限公司负责换电系统测试试验

钱勇生上海电器设备检测所有限公司负责换电系统测试试验

孙冠一蓝谷智慧（北京）能源科技有限公司负责换电系统测试试验

陈朋飞飞巽传感技术（上海）有限公司负责换电系统测试试验

周德智北京汽车研究总院有限公司负责整车测试试验

二、标准编制原则和主要内容

2.1标准制定原则

本标准主要在纯电动乘用车卡扣式换电系统规范相关技术要求，通过标准方

案，实现同平台的车辆与电池包、车辆与换电站、电池包与换电站之间的互换，标

准方案在兼顾市场存量情况下应具备先进性和兼容性，标准内容仅规范影响互换性

的因素。

2.1.1通用性原则

通过标准方案，实现相同平台的车辆与电池包、车辆与换电站、电池包与换

电站之间的互换。

2.1.2指导性原则

本标准提出的纯电动乘用车卡扣式换电系统技术要求，对目前已有乘用车换

电模式提供参考指导作用。

2.1.3协调性原则

本标准通过公开4种类型的卡扣式换电系统接口尺寸，以便市场更好的选择

所需类型尺寸的换电系统，使新加入换电领域的伙伴可以更好的协调已有的换电资

源。

2.1.4兼容性原则

本标准通过规范已有的卡扣式换电系统接口尺寸，为实现同平台的车辆与电

池包、车辆与换电站、电池包与换电站之间的互换兼容性。

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2.1.5规范性原则

标准方案在兼顾市场存量情况下应具备先进性和兼容性，标准内容仅规范影

响互换性的因素。

2.2标准主要技术内容

本标准共分为六章，规定了纯电动乘用车卡扣式换电系统与车辆、快换支架

与换电电池箱的接口及尺寸、性能及试验方法等要求，本文件适用于纯电动乘用车

卡扣式换电系统。内容包括范围、规范性引用文件、术语和定义、卡扣式换电系统、

技术要求、试验方法。

2.3关键技术问题说明

卡扣式换电系统整车应用时，快换支架通过固定孔固定在车辆底盘上，换电电

池箱通过两侧的锁轴和快换支架上的锁基座连接并进行锁止（图1中承载锁止机构表

示），电气接口、液冷接口（如有）完成连接，整车就具备完整可靠的换电功能，

如图1。换电电池箱装上车辆时，换电站端换电设备根据电池箱两侧的定位块进行定

位与导向，托举电池箱实现Z向和X向的运动，使电池箱上锁轴能够准确位移到快换

支架的锁基座上，一次锁及二次锁锁止到位进行锁止。解锁电池箱时，换电设备上

机构顶开一次锁及二次锁，实现解锁，电池箱进行X向和Z向的反向运动，实现换电

电池箱与车辆底盘的分离。

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图1卡扣式换电系统

一次锁上锁原理如图2所示，锁轴Z向向上推开锁连杆，到位后再X向移动至锁连

杆落下，实现上锁，锁止的行程B尺寸为13mm。一次锁解锁原理如图2所示，通过接

触点Z向举升，行程A尺寸为11mm，与此同时X向移动C尺寸为21.4mm，锁连杆打开；

打开后锁轴(电池箱)X向移动-13mm，实现解锁。

单位：mm

图2一次锁解锁原理

二次锁上锁原理如图3所示，锁轴Z向向上推开二次锁锁舌，到位后再X向移动至

锁舌落下，实现上锁，锁止的行程D尺寸为13mm。二次锁解锁原理如图12所示，通

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过接触点Z向举升行程E尺寸为19mm，锁舌绕轴心旋转到零界点，锁轴(电池箱)X向移

动-13mm并推开锁舌实现解锁。

图3二次锁解锁原理

2.3标准主要内容依据

卡扣式换电系统的关键技术为一次锁，二次锁的解锁及上锁原理，能够高效快

捷的实现电池包的上锁和解锁，一次锁及二次锁的结构以及解锁，锁止行程数据通

过以往大量试验得到的结果。卡扣式换电系统通过快换支架上的锁系统使换电电池

箱与车辆实现了快速分离与结合，为换电技术往后的研究发展提供了有效的支撑。

2.4标准工作基础

2000年电巴开始探索换电技术，此后服务过北京奥运会，上海世博会，广州

亚运会，北京冬奥会；2019年与多家国内主流车企建立合作关系，共同研发换电

车型；2020年奥动新能源第4代换电站首发，实现20秒极速换电；2021年发布多

品牌车型共享极速换电；2022年实现轿车与微面一站共享换电。通过多年来对换

电技术的研发探索，奥动卡扣式换电系统得到了有效的推广和发展。

三、主要试验（或验证）情况分析

3.1卡扣式换电系统进行了三项整车试验：换电操作试验，道路行驶试验，车辆防

水试验。

3.1.12021年7月-10月期间，合众EP30快换乘用车项目车辆在广西南宁进行8000

次换电操作试验，整车10000公里强化加5000公里高环道路行驶试验及车辆防水

试验，三项试验均满足试验要求。

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3.1.22021年4月-7月期间，长安EP04快换乘用车项目车辆在重庆垫江换电站，

车辆进行多车多包互换换电操作试验(三个月共计12000次换电)，道路行驶试验，

试验结果显示锁止机构、电连接器、快换框架、电池包均满足GBT40032-2021试验

标准要求，满足整车路试试验要求。

3.2卡扣式换电系统进行了九项换电系统试验：台架换电试验，振动试验，机械冲

击试验，模拟碰撞试验，碎石冲击试验，挤压试验，浸水试验，热稳定性试验，盐

雾试验。

3.2.1卡扣式换电系统应满足10000次台架换电试验要求，为了对换电总成整体结

构快换台架耐久性能进行验证，以评估搭载快换电池包系统整车的快换性能，上海

电巴新能源科技有限公司于2023年7月对一汽新平台项目换电系统进行12000次

台架换电试验，试验结果显示电池包整体的机械性能完好，锁轴、锁基座的耐久耐

磨性能完好，相关紧固件扭矩完好，连接器气密性完好，泄漏量符合试验要求，换

电系统电性能完好，各试验结果均符合试验要求。

3.2.2振动试验按照GB/T38031-2020中8.2.1的要求进行，浸水试验按照GB/T

38031-2020中8.2.6的要求进行。2022年12月期间合肥国轩高科对瑞驰EC35项

目换电系统进行了振动试验，浸水试验。两项试验结果显示电池包未出现泄露、外

壳破裂，起火或爆炸现象，未触发异常终止条件导致振动停止，试验后总正对壳体

绝缘值为550MΩ,总负对壳体绝缘值为550MΩ,均不小于20MΩ,试验结果均符合试

验要求。

3.3.3根据GB/T38031-2020中的试验标准，2022年5月由合肥国轩高科动力能源

有限公司牵头在国家轿车质量检测检验中心对瑞驰EC35项目换电系统进行相关试

验，经过对换电系统预处理、振动、机械冲击、模拟碰撞、挤压、湿热循环、浸水

安全、热稳定性（外部火烧、热扩散）、温度冲击、盐雾、高海拔、过温保护、过

流保护、外部短路保护、过充保护、放电保护等相关试验。电池包未泄露、外壳未

破裂，未起火，未爆炸，未触发异常终止条件，各项试验结果均符合GB/T38031-

2020中的试验要求。

四、标准中涉及专利的情况

本标准的4.2.3条款涉及到“电池固定座及含其的电动车”这一专利。目前该

专利申请已授权，专利申请号为201711486896.9，专利申请人为奥动新能源汽车科

技有限公司。本发明公开了一种电池固定座及含其的电动车，电池固定座用于安装

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在电动车的车体上以固定电池包，电池固定座包括固定支架、锁止机构和多个支撑

装置，锁止机构固设于固定支架，支撑装置固设于固定支架面向电池包的一侧，多

个支撑装置用于提供支撑电池包的多个支撑点。电动车包括如上所述的电池固定

座。本发明的电池固定座及含其的电动车，电池包的重量能够同时分布在多个支撑

装置以及锁止机构上，固定支架的受力更加均匀，减小了电池包施加至锁止机构上

的作用力，避免了固定支架上的锁止机构受力集中，提高了锁止机构的使用寿命，

进而提高了安全性能，并且还提高了电池包总成与电池固定座的连接强度。标准中

涉及的专利，其申请人均已披露，同意在公平、合理、无歧视基础上，免费许可任

何组织或者个人在实施该标准时实施专利，同时可直接采用专利与标准在技术内容

的相关。

本标准的4.3.4条款涉及到“用于电池包的锁止机构、锁组件、快换支架组件

及电动车”这一专利。目前该专利申请已授权，专利申请号为CN201711478874.8，

专利申请人为奥动新能源汽车科技有限公司。本发明公开了一种用于电池包的锁止

机构、锁组件、快换支架组件及电动车。锁止机构包括有：锁基座，设有一开口以

及一空腔，开口用于供锁轴进入空腔；锁舌，能够相对于锁基座旋转以在一解锁状

态以及一锁止状态之间变化，锁舌包括锁舌本体和锁舌扩展部，锁舌扩展部位于锁

基座的外部，当锁舌处于锁止状态时，锁舌本体能够阻止锁轴从开口离开空腔；以

及复位部件，设于锁基座且复位部件作用于锁舌，能够发生弹性变形，用于使得锁

舌沿一锁止方向旋转以从解锁状态复位到锁止状态。具有解锁方便的优点。且锁止

机构可以为电池包提供二级锁止或锁止保护功能，在现有的装置锁止失效时用于防

止电池包掉落，提高安全性能。标准中涉及的专利，其申请人均已披露，同意在公

平、合理、无歧视基础上，免费许可