DB5115T 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　　

ICS43.020CCST405115IDB5115/T104.1—2023 2规范性引用文件 3术语和定义 4一般要求 6结构要求 7安全要求 8性能要求 9试验方法 附录A（规范性）换电连接器(方案1)尺寸 附录B（规范性）换电连接器（方案2）尺寸 DB5115/T104.1—2023本文件按照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》的规定起草。本文件是DB5115/T104—2023《换电式重卡车载换电系统互换性》的第1部分。DB5115/T104—2023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。DB5115/T104.1—2023《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。1DB5115/T104.1—2023换电式重卡车载换电系统互换性第1部分：换电电气接口本文件规定了后背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。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/T11918.1-2014工业用插头插座和耦合器第1部分：通用要求GB/T19596电动汽车术语GB/T28046.3-2011道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第3部分：机械负荷GB/T28046.4-2011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/T30038-2013道路车辆电气电子设备防护等级（IP代码）GB/T32879-2016电动汽车更换用电池箱连接器通用技术要求GB/T37133-2020电动汽车高压连接器技术条件GB38031-2020电动汽车用动力蓄电池安全要求QC/T1067.1-2017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/T19596界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1电动重卡electricheavydutytruck驱动能量完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batteryswapheavydutytruck以更换动力蓄电池箱的方式获得能量补充的电动重卡。2DB5115/T104.1—20233.3换电batteryswap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5min。[来源：GB/T40032-2021，3.1，有修改]3.4后背式换电cab-backbatteryswap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batteryswapsystem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/T29317-2021,8.1,有修改]3.6换电电池系统swappablebatterysystem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-boardbatteryswapbase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batteryswapmechanism用于结合、分离换电电池系统与车辆的机械装置。[来源：GB/T40032-2021，3.4，有修改]3.9换电电气接口batteryswapcoupler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batteryswapcoolingcoupler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。3DB5115/T104.1—20233.11换电连接器batteryswapconnector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batteryswapconnectorplug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batteryswapconnectorsocket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lockingmechanism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floatingmechanism在换电连接器中，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batterymanagementsystem，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/T38661-2020,3.3]4一般要求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1500V，单端子持续最大电流应不低于300A。4.3换电电气接口应具有保护接地，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30V，额定载流量不低于15A。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CAN4.8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。4DB5115/T104.1—20234.9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/T37133-2020中第5、6、7章的要求。5电气要求5.1额定值5.1.1额定电压：高压1500V（DC）、低压30V（DC）。5.1.2额定电流：高压主电源800A/600A/500A，高压辅助电源100A，单端子低压电源及信号20A/2A（方案1），15A/2A（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）DC1-DC2-DC3- 5DB5115/T104.1—20236DB5115/T104.1—20235.2.3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）DC1-DC2-—7DB5115/T104.1—2023国标直流充电唤醒信号，充电机辅源A+5.3触头布置连接器插头和连接器插座触头布置及标识可参照图1和图2（方案1），或参照图3和图4（方案2）。8DB5115/T104.1—2023图1换电连接器插座（车端）触头布置及标识图2换电连接器插头（电池端）触头布置及标识9DB5115/T104.1—2023背面防错凸点 图3换电连接器插座（车端）触头布置及标识图4换电连接器插头（电池端）触头布置及标识5.4触头耦合顺序换电连接器在连接过程中，触头耦合顺序应遵循顺序为：导向销，保护接地、高压主正/主负、低压供电电源/信号和互锁，在脱开的过程中则顺序相反。触头耦合界面如图5所示。DB5115/T104.1—2023导向销1辅助电源正（DC3+）保护接地（PE）控制信号连接状态（LOCK1+）连接状态（LOCK1-）24V电源正极（VDC+）24V电源负极（VDC-）导向销2车辆端（插座）导向销1电池系统主正（DC1+/DC2+）电池系统主负（导向销1电池系统主正（DC1+/DC2+）电池系统主负（DC1-/DC2-）电池系统主正（DC3+）电池系统主负（DC3-）保护接地（PE）控制信号24V电源正极（VDC+）24V电源负极（VDC-）导向销2图5换电连接器触头耦合界面6结构要求6.1结构尺寸6.1.1换电连接器结构尺寸和安装面尺寸应符合附录A或附录B的规定。6.1.2外观应无裂纹、毛刺和其他机械损伤；外观结构应符合GB/T32879-2016中5.3.1～5.3.4要求。6.1.3结构应具有安装防错功能。6.2端子出线连接器插头和插座单端子连接导线最小截面积应符合表3的规定。表3端子连接导线最小截面积/4512DB5115/T104.1—20237安全要求7.1换电连接器应有高压警告标识。7.2换电连接器零部件间应可靠固定，正常使用时不应松脱，不使用工具应无法进行分离。7.3高压端子应防触指，应有接地端子提供接地保护功能。7.4换电连接器应具有连接器插合到位的安全性互锁信号。7.5换电连接器插头和插座所有高压主电源端子应具有独立的温度监控单元。7.6换电电气接口功率端子的温度检测应按照车端由车辆负责检测，电池端由换电电池系统负责检测的原则。7.7充电插座设置在车端时，功率端子的温度应由车辆负责检测。充电插座设置在电池系统端时，功率端子的温度应由电池系统负责检测。7.8换电电池系统和车辆控制器均从动力CAN线上获取车端和电池端功率端子温度。8性能要求8.1环境条件工作温度宜为-40℃~75℃;环境相对湿度宜为5%～95%。8.2涂层端子接合区域表面宜镀银，镀层厚度不宜小于3μm。8.3导向浮动8.3.1连接器应具备对准导入功能，耦合时应自动修正位置偏移。导向机构轴向应能修正到不小于3°的角度偏差。导向机构轴向的法向面任意方向应能修正到不小于8㎜的位置偏差。8.3.2连接器插座应具备浮动跟随机构，连接器插头从插座脱离时，应自动恢复到原始位置。8.3.3浮动跟随机构轴向的法向面任意方向应能跟随不小于8㎜的位置偏移。8.3.4浮动跟随机构轴向正负向上应能跟随不小于5㎜的位置偏移。8.4插拔力连接器耦合和脱开全过程插拔力不应大于750N，插拔方向浮动预紧力最小值应满足耦合要求，最大不大于1200N。8.5端子保持力高压端子和保护接地端子在护套中的保持力不应小于300N，低压辅助电源及信号端子在护套中的保持力不应小于60N。DB5115/T104.1—20238.6防触电保护防触电保护应符合GB/T11918.1-2014中第9章的要求。8.7接地措施接地设计、接地保护应符合GB/T11918.1-2014中的第10章的要求。8.8端子要求端子应符合GB/T11918.1-2014中11章的要求。8.9使用寿命8.9.1连接器密封圈插拔寿命不应低于3000次。按照9.9.1的要求进行试验后，密封性能符合8.10.1的要求。8.9.2连接器插拔寿命不应低于10000次(密封圈除外)。8.10防护等级8.10.1连接器插头和插座耦合后，防护等级不应低于GB/T30038-2013中IPX7和IP6K9K的要求。8.10.2连接器插头和插座脱开后，高压端子防护等级不应低于GB/T30038-2013中IPXXB的要求。8.10.3连接器插头与电池箱安装后，防护等级不应低于GB/T30038-2013中IPX7的要求。8.11螺栓、载流部件和连接螺栓、载流部件和连接应符合GB/T11918.1-2014中第25章要求。8.12机械强度换电连接器机械强度按照9.12要求进行试验，试验后不得出现损坏、零件分离或松脱，防护等级符合8.10的要求。8.13振动冲击连接器的振动冲击试验应符合GB/T28046.3-2011中4.2.2的要求。8.14绝缘电阻和介电强度8.14.1连接器高压电源的绝缘电阻用1500V（DC）电压来测量，在正常使用环境下，电压施加1min后测量的绝缘电阻不应小于500㏁。在含有空气相对湿度为91%～95%的潮湿箱环境下，电压施加1min后测量的绝缘电阻不应小于20㏁。8.14.2连接器低压电源和信号的绝缘电阻用500V（DC）电压来测量，在正常使用环境下，电压施加1min后测量的绝缘电阻不应小于100㏁。在含有空气相对湿度为91%～95%的潮湿箱环境下，电压施加1min后测量的绝缘电阻不应小于20㏁。8.14.3连接器高压电源的介电强度用5000V（DC）电压来测量，漏电流不应大于2㎃。8.14.4连接器低压电源和信号的介电强度用1500V（DC）电压来测量，漏电流不应大于2㎃。DB5115/T104.1—20238.15接触电阻8.15.1高压电源接触对的接触电阻不应大于0.3㏁，保护接地接触对的接触电阻不应大于2㏁,低压辅助电源和信号接触对的接触电阻不应大于5㏁。8.15.2振动、冲击、环境老化试验后，高压电源接触对的接触电阻不应大于1㏁，保护接地接触对的接触电阻不应大于4㏁，低压辅助电源和信号接触对的接触电阻不应大于10㏁。8.16分断能力分断能力应符合GB/T11918.1-2014中第20章要求。8.17端子温升端子的温升不超过55K。8.18爬电距离、电气间隙和穿透密封胶距离爬电距离、电气间隙和穿透密封胶距离应符合GB/T11918.1-2014中第26章要求。8.19限制短路电流耐受限制短路电流耐受应符合GB/T11918.1-2014中第29章要求。8.20橡胶和热塑性材料的耐老化橡胶和热塑性材料的耐老化应符合GB/T11918.1-2014中第13章要求。8.21耐热、耐燃和耐电痕化耐热、耐燃和耐电痕化应符合GB/T11918.1-2014中第27章要求。8.22耐温度性能试验后电性能应符合8.14绝缘电阻和介电强度要求。8.23温度/湿热组合循环试验后电性能应符合8.14绝缘电阻和介电强度要求。8.24耐盐雾连续试验480小时后电性能应符合8.14对绝缘电阻和介电强度要求。9试验方法9.1试验条件9.1.1除非另有规定，否则试样应在环境温度为（23±5）℃,相对湿度为5%～95%的条件下试验。9.1.2测试仪表、设备精度应高于被测指标精度至少一个数量级或误差小于被测参数允许误差的1/3。DB5115/T104.1—20239.2结构外观用目测法对电池箱连接器的结构外观进行检查，检查连接器易触及表面不应有明显毛刺、飞边及类似尖锐边缘，接地触头或中性触头的位置不应变更，有防止不正确耦合的结构。绝缘衬垫、隔板及类似部件有不可拆除或无法将其置于不正确位置的设计，确定连接器标示清晰，检查连接器无缺少配件。9.3导向浮动按GB/T32879-2016中6.3条规定测试。9.4插拔力按GB/T32879-2016中6.4条规定测试。9.5端子保持力端子在护套中的保持力按下列方法测试：a)用端子适配的最大规格的导线连接上端子及其组件；b)将端子插入护套中，并使护套固定；c)用力测试仪夹持导线，沿导线出线方向以50㎜/min的均匀速度将端子从护套中拔出；d)如端子拔出前护套破裂或导线断裂，应停止试验，重新选取端子和护套后重新试验；e)端子从护套中拔出的最大拉力为端子保持力。9.6防触电保护按GB/T11918.1-2014中第9章测试。9.7接地措施按GB/T32879-2016中6.6的试验方法测试。9.8端子要求按GB/T11918.1-2014中第11章测试。9.9使用寿命9.9.1将测试样件固定在专用装置上，使连接器插头或连接器插座往复运动，插拔循环3000次，检查密封圈密封性能，按9.10进行防护等级试验。注：试验设备、试样安装方式、插拔速度等和9.3相同。9.9.2将测试样件固定在专用装置上，使连接器插头或连接器插座往复运动，插拔循环10000次，每3000次更换密封圈。试验结束后按9.14进行介电强度试验，按9.17进行温升试验。并应符合下列规a)附件或锁止装置应能继续使用；b)外壳或隔板无劣化；c)插销上绝缘帽无松脱；d)电气连接或机械连接无松脱；DB5115/T104.1—2023e)密封胶无渗漏；f)保持触点之间信号传输的连续性；g)介电强度性能复试符合8.14的相关要求；h)温升性能复试符合8.17的相关要求；注：试验设备、试样安装方式、插拔速度等和9.3相同，允许与9.9.1合并试验。9.10防护等级按GB/T30038-2013中8.4要求测试。9.11螺栓、载流部件和连接按GB/T11918.1-2014中第25章要求测试。9.12机械强度按GB/T11918.1-2014中第24章要求测试。9.13振动冲击按照GB38031-2020中8.2.1的要求进行振动测试，按照GB/T28046.3-2011中4.2.2的要求进行冲击测试。9.14绝缘电阻和介电强度绝缘电阻和介电强度试验应按GB/T11918.1-2014中第19章进行，其中试验电压和检测结果应符合8.14的要求。9.15接触电阻按QC/T1067.1-2017中4.7的要求测试。9.16分断能力按GB/T11918.1-2014中第20章测试。9.17端子温升按GB/T32879-2016中6.15的要求测试。9.18爬电距离、电气间隙和穿透密封胶距离按GB/T11918.1-2014中第26章测试。9.19限制短路电流耐受按GB/T11918.1-2014中第29章测试。9.20橡胶和热塑性材料的耐老化按GB/T11918.1-2014中第13章测试。9.21耐热、耐燃和耐电痕化按GB/T11918.1-2014中第27章测试。DB5115/T104.1—20239.22腐蚀和防锈按GB/T11918.1-20