《纯电动乘用车卡扣式换电系统技术要求 第3部分：通讯协议》编制说明

《纯电动乘用车卡扣式换电系统技术要求第3部

分：通讯协议》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3部分：通讯协议》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-

051。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、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、蓝谷智慧（北京）能源科技有限公司、飞巽传感技术（上海）有限公司、北京

汽车研究总院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。

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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。

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。

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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。

1.4主要起草人、单位及承担工作

姓名单位承担工作

李攀奥动新能源汽车科技有限公司牵头编制草案

杨烨奥动新能源汽车科技有限公司牵头编制草案

于新瑞奥动新能源汽车科技有限公司牵头编制草案

郝战铎上海优续新能源科技有限公司负责报文格式和内容章节

王健敏上海电器设备检测所有限公司负责报文格式和内容章节

赵岩飞蓝谷智慧（北京）能源科技有限公司负责报文分类章节

陈朋飞飞巽传感技术（上海）有限公司负责报文分类章节

王春超北京汽车研究总院有限公司负责报文分类章节

二、标准编制原则和主要内容

2.1标准制定原则

在通讯协议制定过程中，充分调研了整车企业、电池企业、换电运营商、数据

监管平台给出的建议，参考了GB/T27930-2015《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/T32895-2016《电动汽车快换电池箱通信

协议》等，在确定本文件主要技术性要求指标时，综合考虑了电动汽车快换电池箱

通讯协议的通用性、互换性技术要求，广泛听取各方意见，力求考虑充分全面。本

文件坚持“科学性、先进性、统一性、经济性、适用性、协调一致性和规范性”原

则，希望引领我国相关技术发展、规范行业发展、促进产业发展。

2.1.1通用性原则

本标准提出的纯电动乘用车卡扣式换电系统通讯协议技术要求不仅适用于纯电

动乘用车，同时也适用于纯电动商用车，通用性高。

2.1.2指导性原则

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本标准提出的技术要求能为换电电池系统开发提供指导作用。目前使用的GB/T

32895-2016标准不完全适用于换电电池运营信息的监控和管理，而本标准提出的方

法可以弥补这方面的不足，并且提供了电池使用里程结算信息，较清晰定义不同模

式下的监控与充电流程，便于实际操作。

2.1.3协调性原则

本标准提出的方法与目前使用的国家标准中的方法协调统一，可以作为一种更

便捷、更高效的方法对目前使用的方法进行补充。

2.1.4兼容性原则

本标准提出的换电系统通讯协议技术要求充分考虑了换电行业里电池用到的监

控和管理信息，具有普遍适用性。

2.1.5规范性原则

本文件在结构编写和内容编排等方面依据GB/T1.1-2020《标准化工作导则

第1部分：标准化文件的结构和起草规则》进行编写。

2.2主要技术内容说明

本文件编写符合GB/T1.1《标准化工作导则》的规定。本文件主要结构及内

容如下：

1范围

2规范性引用文件

3术语和定义

4总则

5物理层

6数据链路层

7应用层

8报文分类

9报文格式和内容

附录A（规范性）换电站内电池箱网络拓扑结构

附录B（规范性）换电电池箱通讯技术要求

附录C（规范性）换电站内电池箱充电流程

附录D（资料性）传输协议功能

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2.2.1报文分类说明

1）“基本参数”报文中明确了BMS软硬件版本号、电池箱总成零部件号、BMS

请求需进行SOC校准信号、车厂标识符定义。

2）定义电池电压数值范围为0~1000V；

3）增加报文ID，用以定义电池使用里程、电池编码、车辆VIN码信号与报

文；

4）报警参数阈值增加了充、放电电流过大故障、正/负极柱温度过高轻微报

警；

5）充电参数报文中增加了电池充电类型，包含未充电、站内充电、站外快

充、站外慢充四种状态显示；

6）依据GB/T34014-2017《动力蓄电池编码规则》中定义了24位动力电池

国标编码报文，报文格式见表13。

7）电压电流数据报文增加电池健康度SOH值信号；

8）控制类报文包含电池工作模式、站外充电限制、控制动作报文、电池入网/

退网设置状态信息：

PGN优数据报文周目标

序号报文描述PGN源地址

（Hex）先权长度期地址

1电池工作模式控制28928007100H68100ms0x560x80

2站外充电限制29184007200H681000ms*0x80

事件响

3控制动作报文28160006E00H680xF90x80

应

电池入网/退网设事件响

433280008200H680xF9/*0x80

置应

*站外充电限制报文源地址车厂定义。（站外充电限制报文的ID也可由车厂

自定义，且报文发送节点可以位于BMS的任意CAN网络。）

*电池入网/退网设置需要车厂定义车辆上实现此功能的ECU，且车辆上实现电

池入网/退网设置的报文ID也可由车厂自定义，报文发送节点可以位于BMS的任意

CAN网络。

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*电池入网/退网设置功能在换电站内通过外部专用设备实现，报文ID固定不

可变，与BMS的通讯网络位于快充CAN。

2.2.2传输协议功能

传输9个字节以上的数据需要使用传输协议功能。具体连接初始化、数据传

输、连接关闭应遵循SAEJ1939-21的5.4.7和5.10中消息传输的规定。

SAEJ1939-21中规定了两种类型的传输协议：RTS/CTS和BAM。对请求-响应

的多包数据的传输协议进行了特殊定义，请求-发送大于9字节的数据传输时，请

求者发送请求PGN消息到特定目标地址，传送者也需要响应到特定目标地址，传

送者数据传输协议参照BAM的数据传输格式。

向传送者请求PGN为00F802（Hex）的参数组时，数据传输次序如下图所

示。

请求者传送者

请求参数组,PGN=00F802Hex

接收到请求PGN=00F802

响应请求（）

TP.CM_BAM,32,33,5,255,63490PGN00F802

50ms

TP.DT,1,data1-7

50ms

TP.DT,2,data8-14

50ms

TP.DT,3,data15-21

50ms

TP.DT,4,data22-28

50ms

TP.DT,5,data29-33,255,255

图1请求PGN数据传输次序

2.2.3换电站内电池箱网络拓扑结构

换电电池箱位于换电站内的网络拓扑结构图如下图所示。

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图2换电站内的网络拓扑结构图

其中外部专用设备使用时才会接入网络；站内监控单元与换电电池箱的信息交

互，需要通过充电机进行转发。

2.2.4换电电池箱技术要求

1.BMS工作模式

BMS工作模式分为行车模式、换电站监控模式、换电站充电模式、储能模式四

种。

换电站会周期性的发送电池箱工作模式控制报文给BMS，BMS可以根据是否在

车上以及换电站内发送的电池箱工作模式控制报文来识别工作模式：

a)行车模式由各厂家自行定义；

b)BMS在非行车模式且接收到换电站发送的电池箱工作模式信息为换电站监

控模式的情况下判定处于换电站监控模式；

c)BMS在非行车模式且接收到换电站发送的电池箱工作模式信息为换电站充

电模式的情况下判定处于换电站充电模式；

d)BMS在非行车模式且接收到换电站发送的电池箱工作模式信息为储能模式

的情况下判定处于储能模式。

2.BMS数据存储要求

实时存储要求至少每5min存储一次，若控制器不能满足实时存储，要求在遇到

以下情况时要存储一次：

1)车辆上低压下电；

2)充电完成；

3)电池位于车辆上的情况下检测到换电提示信号有效（换电提示信号）；

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4)电池位于换电站的情况下检测到充电机发送的电池工作模式信息由站

内充电模式切换到站内监控电模式；

5)要求至少每30min存储一次。

2.2.5换电站内电池箱充电流程

换电站内电池箱充电流程具体见图3。充电过程及相关协议参照GB/T27930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。

物理连接完成

低压辅助上电

充电握手阶段

充电参数配置阶段

充电阶段

充电结束阶段

结束充电

图3换电站内充电总流程图

换电站内不提供CC2快充连接确认信号以及A+唤醒信号。换电站利用电池箱

工作模式控制报文(ID：0x18718056)来替代电池快充控制中A+唤醒信号及CC2快

充连接确认信号：

a）换电站默认发送“电池箱工作模式=换电站监控模式”给BMS；

b）当需要开启充电时，换电站发送“电池箱工作模式=换电站充电模式”给BMS；

同时开始与BMS充电握手（CRM-2011/CHM-2015）。

c）充电过程中发生故障时处理策略参照GBT27930，因故障结束充电流程后，

换电站发送“电池箱工作模式=换电站监控模式”给BMS。

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d）因人工终止、或满充终止充电流程后，换电站发送“电池箱工作模式=换电

站监控模式”给BMS。

电池箱工作模式信息与快充控制信号对应关系

电池工作模式控制报文

序号A+唤醒信号及CC2连接确认状态

Byte1电池工作模式信息值

10x01:换电站监控模式无A+唤醒，未连接

20x02:换电站充电模式A+唤醒，CC2连接

2.3标准主要内容的论据

在通讯协议制定过程中，充分参考了整车企业、电池企业、换电运营商、数据

监管平台给出的建议：

1）考虑换电运营管理，增加了“基本参数”报文，明确了BMS软硬件版本

号、电池箱总成零部件号、BMS请求需进行SOC校准信号、车厂标识符定义，目的

是换电站监控系统能快速识别电池基本信息内容，便于不同型号电池管理；

2）为适应新能源车电池电压平台发展趋势，定义电池电压数值范围为

0~1000V；

3）增加了电池使用里程、电池编码、车辆VIN码信号与报文，主要是记录数

据要符合平台数据监管政策要求，用以结算与补贴计算。

4）考虑关键零部件快换连接器监控需求，报警参数阈值增加了充、放电电流

过大故障、正/负极柱温度过高轻微报警；

5）考虑充电场景识别，充电参数报文中增加了电池充电类型，包含未充电、

站内充电、站外快充、站外慢充四种状态显示；

6）依据GB/T34014-2017《动力蓄电池编码规则》中定义了24位动力电池

国标编码报文。电池编码作为电池标识信息，具有一定的法规要求。

7）考虑现行的标准对于充电过程描述不完善的问题，定义了换电站内电池箱

充电流程，彻底解决各家理解不同，电池充电过程上下电控制策略不同，从而导致

电池不能顺利充电的问题。

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8）为适应能源应用需求，定义了BMS行车模式、换电站监控模式、换电站

充电模式、储能模式，为将来应用预留接口。

2.4标准工作基础

编写组主要起草单位奥动新能源具备完整换电电池产品通讯协议制定的能力，

参与了GB/T32895《电动汽车快换电池箱通信协议》标准修订工作，积累了大量

的电池运行通讯数据。通讯协议参考《GB/T27930-2015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∕T32895-2016电动汽车快换电池

箱通信协议》