GB/TXXXXX《電動商用車換電安全要求》（征求意見稿）編制說明

GB/TXXXXX《電動商用車換電安全要求》

（征求意見稿）

編制說明

一、工作簡況

1、任務(wù)來源

GB/T《電動商用車換電安全要求》制定計劃由國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會下達，

計劃編號為：20240997-T-339。

2、制定背景

隨著我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的不斷深入，不少汽車企業(yè)推出換電車型并

建設(shè)換電設(shè)施，在電動汽車換電模式上有了進一步的應(yīng)用實踐和成功案例。2021

年4月，工業(yè)和信息化部啟動新能源汽車換電模式應(yīng)用試點工作，進一步推動電

動汽車換電技術(shù)路線的發(fā)展，國內(nèi)各主要城市積極部署、相繼發(fā)布支持換電模式

推行的政策，整車企業(yè)積極發(fā)布換電版產(chǎn)品，換電技術(shù)路線成為行業(yè)發(fā)展焦點。

近年來，新能源正逐步成為商用車的中堅力量，換電模式車輛增速迅猛，主

要滲透六大輕卡場景和十大中重卡場景。其中，路線相對固定、受地方排放監(jiān)管

影響較深的場景預(yù)計維持快速增長，特別是以資源運輸、工程運輸、礦場、碼頭、

鋼廠為代表的重卡場景。預(yù)計2025年新能源重卡滲透率超過20%，其中換電重卡

占比70%。換電商用車設(shè)計和換電操作過程與傳統(tǒng)電動商用車存在較大差異，在

整車、零部件安全性方面都需要進行標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范，通過標(biāo)準(zhǔn)化工作來促進電動商

用車安全、保障可靠運行，為商用車換電標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)守好底線。

汽車行業(yè)根據(jù)電動汽車換電新的發(fā)展時機與標(biāo)準(zhǔn)化需求，召集行業(yè)專家研究

換電商用車的安全性要求及評價方法。該標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)是，一方面能為汽車行業(yè)換

電商用車的安全性測試提供依據(jù)，另一方面為正在研究或?qū)硌芯繐Q電模式的企

業(yè)定義換電商用車的安全要求提供指導(dǎo)。

1.1.主要工作過程

1.1.1.前期研究與規(guī)劃

自2013年起，汽車行業(yè)一直密切關(guān)注換電模式車輛的發(fā)展動態(tài)，積極組織具

有換電模式的整車企業(yè)和換電設(shè)施企業(yè)開展溝通交流，并實地考察換電車型的使

用，換電過程及換電站的運營。

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1.1.2.工作組歷次會議介紹

a)2022年7月26日純電動商用車換電標(biāo)準(zhǔn)起草組第八次會議在廈門召開，來自電

動商用車整車企業(yè)、換電設(shè)備制造企業(yè)、換電站運營企業(yè)、動力電池企業(yè)、

換電接口企業(yè)、檢測機構(gòu)在內(nèi)的60多位專家出席會議，討論標(biāo)準(zhǔn)制定思路和

編制原則，通過對換電安全的標(biāo)準(zhǔn)化以促進換電車輛安全、保障可靠運行。

本標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)考慮從換電車輛及系統(tǒng)的應(yīng)用場景和實際使用情況出發(fā)，通過對車

輛和車載換電系統(tǒng)進行系統(tǒng)試驗，考核系統(tǒng)在功能要求、電氣性能、環(huán)境適

應(yīng)性和觸電防護等方面的性能，總體反映車輛的換電應(yīng)用的特殊安全性。本

次會議為制定該標(biāo)準(zhǔn)奠定了良好的技術(shù)研究方向和基礎(chǔ)，會后形成出版標(biāo)準(zhǔn)

草案。

b)2022年11月3日，純電動商用車換電標(biāo)準(zhǔn)起草組第九次會議以網(wǎng)絡(luò)會議形式召

開，來自電動商用車整車企業(yè)、換電設(shè)備制造企業(yè)、換電站運營企業(yè)、動力

電池企業(yè)、換電接口企業(yè)、檢測機構(gòu)在內(nèi)的100多位專家出席，進一步明確

了標(biāo)準(zhǔn)的框架內(nèi)容，確定了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的內(nèi)容根據(jù)實際應(yīng)用場景確定，主要是

保證整車的設(shè)計、防水要求，車載換電系統(tǒng)的高壓防護、機械可靠性要求等

內(nèi)容，會后形成第二版標(biāo)準(zhǔn)草案。

c)2023年4月10日，電動商用車換電安全國家標(biāo)準(zhǔn)起草組會議在溧陽召開，會議

確定了標(biāo)準(zhǔn)的主體內(nèi)容包括一般要求、整車要求和零部件要求三個部分；對

標(biāo)準(zhǔn)中整車部分的設(shè)計要求、耐久性、安全預(yù)警、操作安全等內(nèi)容進行了討

論；提出了換電電池系統(tǒng)振動工況的研究需求；明確了后續(xù)研究的主要問題

點和關(guān)鍵時間節(jié)點，會后形成第三版標(biāo)準(zhǔn)草案。

d)2023年7月25日，純電動商用車換電標(biāo)準(zhǔn)起草組第十次會議在長春召開，包括

電動換電商用車整車企業(yè)、換電設(shè)備制造企業(yè)、換電站運營企業(yè)、動力電池

企業(yè)、換電接口企業(yè)、檢測機構(gòu)在內(nèi)的60位專家。會上對換電安全標(biāo)準(zhǔn)的使

用范圍、標(biāo)準(zhǔn)化對象、術(shù)語定義、換電部件可靠性要求、電性能要求等內(nèi)容

進行了討論，確定了后續(xù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)重點關(guān)注后背式車載換電系統(tǒng)在X和Y方向上

的沖擊能量規(guī)范，會后形成第四版標(biāo)準(zhǔn)草案。

e)2023年9月21日，電動商用車換電安全國家標(biāo)準(zhǔn)起草組會議在南京召開。包括

電動商用車整車企業(yè)、換電設(shè)備制造企業(yè)、換電站運營企業(yè)、動力電池企業(yè)、

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檢測機構(gòu)在內(nèi)的10余位專家參加了此次會議。與會專家對標(biāo)準(zhǔn)的范圍、整車

設(shè)計要求、防水要求、換電操作要求、可靠性試驗要求等內(nèi)容進行了充分討

論；明確了后續(xù)研究的主要問題點和關(guān)鍵時間節(jié)點。會后形成第五版標(biāo)準(zhǔn)草

案。

f)2024年3月29日，電動商用車換電安全國家標(biāo)準(zhǔn)起草組會議在重慶召開，包括

電動商用車整車企業(yè)、換電設(shè)備制造企業(yè)、換電站運營企業(yè)、動力電池企業(yè)、

檢測機構(gòu)在內(nèi)的20余位專家參加了此次會議。與會專家對標(biāo)準(zhǔn)的范圍、整車

設(shè)計要求、道路運行要求、通用安全要求、系統(tǒng)要求、換電操作要求等內(nèi)容

進行了充分討論，明確了后續(xù)研究的主要問題點和關(guān)鍵時間節(jié)點。會后形成

第六版標(biāo)準(zhǔn)草案。

g)2024年4月15日和2024年7月4日，電動商用車換電安全國家標(biāo)準(zhǔn)起草組針對振

動工況構(gòu)建問題進行了兩次線上討論會議，包括電動商用車整車企業(yè)、換電

設(shè)備制造企業(yè)、換電站運營企業(yè)、動力電池企業(yè)、檢測機構(gòu)在內(nèi)的50余位專

家參加了此次會議，會議討論確定了振動工況的構(gòu)建方法、數(shù)據(jù)采集、構(gòu)建

結(jié)果等內(nèi)容。會后形成征求意見稿，發(fā)送行業(yè)廣泛征求意見。

1.2.主要參與單位

主要參加單位：電動商用車整車企業(yè)、換電設(shè)備制造企業(yè)、換電站運營企業(yè)、

動力電池企業(yè)、檢測機構(gòu)。

二、國家標(biāo)準(zhǔn)編制原則、主要內(nèi)容及其確定依據(jù)

1、編制原則

a）本文件編寫符合GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化

文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定；

b）本文件制定過程中，在工作組及行業(yè)內(nèi)進行多次意見征求，并在會上充

分討論；

c）起草過程充分考慮了國內(nèi)外現(xiàn)有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一和協(xié)調(diào)，同時結(jié)合了我

國道路交通典型案例和換電商用車發(fā)展的情況。

2、主要內(nèi)容及其確定依據(jù)

2.1適用范圍

本文件規(guī)定了具有換電功能的電動商用車（以下稱車輛）所特有的安全

要求和試驗方法。本文件適用于N1、N2、N3類車輛及車載換電系統(tǒng)，其他

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類型換電車輛可參考執(zhí)行。

2.2術(shù)語

2.2.1換電

換電是通過人力或者機械協(xié)助，快速更換動力蓄電池實現(xiàn)電動汽車電能

補充的過程。一個完整的換電過程所需時間一般不超過5min。

2.2.2車載換電系統(tǒng)

車輛上與換電操作或換電功能相關(guān)的部件所組成的系統(tǒng)。一般包括換

電電池系統(tǒng)、換電支架、換電機構(gòu)等部分。

動力蓄電池

電池框架換電電池系統(tǒng)

電池箱換電接口

電池箱

車載換電系統(tǒng)

電池箱換電機構(gòu)

電池箱

換電支架

圖1后背式車載換電系統(tǒng)示意圖

2.2.3換電電池系統(tǒng)

車輛在換電過程中，整體更換的動力電池系統(tǒng)。一般包括動力蓄電池、

電池框架、換電接口等，可在非車載狀態(tài)下進行充放電。

2.2.4換電機構(gòu)

換電機構(gòu)是指用于結(jié)合和分離換電電池包與車身的機械裝置，可具有引

導(dǎo)、定位、限位、保持、緊固和鎖止等功能。

2.3整車安全要求

2.3.1通用要求

整車安全的通用要求主要指換電車輛的特殊功能要求和特殊設(shè)計要求

出發(fā)，結(jié)合實際應(yīng)用工況進行規(guī)定。

（1）換電車輛的尺寸要求

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換電車輛尺寸首先要滿足GB1589的要求，尤其是整車的高度和寬度尺

寸，如果超出標(biāo)準(zhǔn)要求可能導(dǎo)致無法順利通過限高、限寬場景的道路。

對于換電電池系統(tǒng)頂部高度超過駕駛室高度時，結(jié)合實際發(fā)生的事故場

景，車輛行駛過程中與限高欄發(fā)生碰撞，如圖2所示（圖片信息來源于網(wǎng)絡(luò)），

為保證電池的安全性，在發(fā)生頂部碰撞時不會直接碰到電池引發(fā)電安全風(fēng)險

或火災(zāi)風(fēng)險，標(biāo)準(zhǔn)要求，換電電池系統(tǒng)頂部應(yīng)有防護裝置，從而使碰撞事件

發(fā)生時，對電池有相應(yīng)的機械保護。

圖2車輛與限高欄碰撞事故案例

（2）車輛監(jiān)控狀態(tài)要求

結(jié)合實際發(fā)生的事故場景，換電車輛行駛過程中電池掉落，如圖3所示

（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)），以及可能發(fā)生的事故分析，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定車輛應(yīng)對機構(gòu)

連接狀態(tài)、換電連接器連接狀態(tài)和溫度狀態(tài)具有監(jiān)測功能，保證換電電池系

統(tǒng)在未鎖緊、鎖止松脫、連接器未結(jié)合到位、溫度失控等條件下，車輛能夠

及時識別以上風(fēng)險，并通過信號或者主動保護功能，提醒乘員，保證乘員安

全。

圖3換電車輛行駛過程中電池掉落事故案例

（3）車載換電系統(tǒng)的承載能力要求

考慮到一個車輛可以更換不同品牌不同電量的換電電池系統(tǒng)，因此標(biāo)準(zhǔn)

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中規(guī)定，在更換電池時，需要考慮換電機構(gòu)、電氣接口和換電支架相應(yīng)的承

載能力，所更換的電池系統(tǒng)不應(yīng)超出相關(guān)零部件的標(biāo)稱能力范圍。

2.3.2防水要求

考慮到換電商用車的運行場景需要經(jīng)常高壓沖洗和涉水行駛，因此標(biāo)準(zhǔn)

中規(guī)定了整車模擬清洗和涉水試驗，同時根據(jù)不同的車輛類型，進行了區(qū)分

要求，其中后背式換電車輛，由于其電池系統(tǒng)放置在駕駛室后方，車架之上

距離地面高度較高，正常行駛過程中，涉水高度淹沒不到電池位置，因此不

需要進行模擬涉水試驗，只做模擬清洗試驗；對于底盤或者側(cè)掛式換電車輛，

離地間隙一般在300mm左右，車輛在行駛或者清洗過程中會淹沒到電池，因

此標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定需要同時進行模擬涉水和模擬清洗試驗。

2.4系統(tǒng)安全要求

2.4.1通用要求

通用要求主要規(guī)定車載換電系統(tǒng)在車輛上安裝時的機械強度和初始狀

態(tài)規(guī)定。

機械強度方面，由于后背式換電系統(tǒng)的安裝方式與氫氣/燃氣瓶的安裝

方式相似，因此本標(biāo)準(zhǔn)主要參考燃氣汽車和燃料電池電動汽車中氫氣/燃氣

瓶的機械強度考核方法（GB19239-2022燃氣汽車燃氣系統(tǒng)安裝規(guī)范和GB/T

26990-2023燃料電池電動汽車車載氫系統(tǒng)技術(shù)條件），規(guī)定了車載換電系

統(tǒng)的靜態(tài)試驗和動態(tài)試驗要求。

其中動態(tài)試驗主要是考核車輛行駛過程中對車載換電系統(tǒng)的機械沖擊，

需要進行X/Y/Z三個方向的沖擊要求，具體指標(biāo)強度參考GB19239-2022和

GB/T26990-2023并與行業(yè)專家共同討論確定。

靜態(tài)試驗主要考核車輛急剎車過程中對對車載換電系統(tǒng)的機械沖擊，具

體指標(biāo)強度參考GB19239-2022和GB/T26990-2023并與行業(yè)專家共同討

論確定，相對位移主要參拷QC/T1201.1中對換電電氣接口的技術(shù)指標(biāo)要求，

目前電氣接口X/Y方向的浮動率不小于8mm，因此本標(biāo)準(zhǔn)中對于試驗后相對

位移量為8mm。

同時標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了換電機構(gòu)的初始狀態(tài)和影響安全的設(shè)計要求。

2.4.2振動要求

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振動要求主要考核車載換電系統(tǒng)在車輛行駛過程中所承受振動條件下，

電池框架、換電機構(gòu)的機械可靠性、電氣接口的電氣性能和冷卻接口的密封

性能水平。振動試驗結(jié)束后，要求所試驗的樣品：

（1）在試驗中及試驗后，車載換電系統(tǒng)的結(jié)合狀態(tài)應(yīng)無異常，且不應(yīng)

發(fā)生換電電池包或配重從換電電池系統(tǒng)上脫落等嚴重故障；

（2）試驗后，換電電池系統(tǒng)框架不應(yīng)出現(xiàn)不可恢復(fù)的變形、裂紋等結(jié)

構(gòu)損壞和功能缺失；

（3）試驗后，換電機構(gòu)不應(yīng)出現(xiàn)變形、開裂、松動、脫落等損壞；

（4）試驗后，電氣接口不應(yīng)發(fā)生介質(zhì)擊穿或電弧現(xiàn)象，電氣接口的導(dǎo)

體與導(dǎo)體之間、導(dǎo)體與外殼之間、導(dǎo)體與屏蔽層之間絕緣電阻應(yīng)不小于

100MΩ，電氣接口的防護等級應(yīng)滿足IPX7和IPX9的要求，換電連接器通以

額定工作電流，持續(xù)2小時后的溫升不超過55K；

（5）試驗后，冷卻接口不應(yīng)出現(xiàn)泄露。

2.4.3振動工況構(gòu)建

為了振動試驗?zāi)軌蛘鎸嵉目己塑囕d換電系統(tǒng)的安全風(fēng)險，需建立振動試

驗與實際道路的關(guān)聯(lián)關(guān)系。標(biāo)準(zhǔn)工作組成立了振動專項研究小組，開展了5

個廠家3大類(牽引車、自卸車、渣土車)共計12臺車的路譜采集工作，

數(shù)據(jù)能夠代表中國電動商用車行業(yè)的發(fā)展水平。

a)測試對象的分類：測試對象區(qū)分為后背式換電商用車與底盤式換電

商用車。研究對象均為車載換電系統(tǒng)，包括換電電池系統(tǒng)、換電支架、換電

機構(gòu)等部分。

b)目標(biāo)里程的確定：綜合國內(nèi)各大汽車試驗場的可靠性行駛規(guī)范，及

各大主機廠的汽車定型行駛規(guī)范，確定以交通部北京通縣試驗場行駛規(guī)范作

為此標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集基礎(chǔ)。選取對結(jié)構(gòu)疲勞耐久有作用的強化道路作為數(shù)據(jù)

來源，按照規(guī)范要求：商用車882個強化壞路循環(huán)作為目標(biāo)里程。

c)路譜采集的條件：載荷工況分為滿載、半載和空載，試驗車輛是符

合整車測試技術(shù)條件的車輛，試驗場地包括交通部北京通縣試驗場、主機廠

自建試驗場、各種實際應(yīng)用場景道路工況，如礦區(qū)路面、工地非鋪裝路面、

物流中心、港口等。每種工況采集3-5組數(shù)據(jù)來保證數(shù)據(jù)的一致性。

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d)數(shù)據(jù)的處理：按照ISO19453-3標(biāo)準(zhǔn)隨機振動等效疲勞加速強化理

論為基礎(chǔ)，采用偏于嚴苛的加速系數(shù)5，模型為Basquin經(jīng)驗?zāi)Ｐ?，將各種

不同類型路面向振動能量RMS值最大的路面進行歸一化等效處理，并計算

等效壞路時間總和。按照12h為目標(biāo)測試時間進行加速強化，得到綜合的

PSD譜。與GB38031-2020保持了一致。

e)振動測試規(guī)范的創(chuàng)建：通過數(shù)據(jù)比較分析，對綜合后的PSD譜按照

車型換電方式歸類。其中，對于后背式換電車型的PSD譜，分別按照100%

強度、75%強度、50%強度、平均值和中位數(shù)共5種方式進行處理。經(jīng)工作組

討論決定，以各車輛綜合PSD譜的平均值為后背式換電車型的最終PSD譜；

對于底盤式換電車型的PSD譜，經(jīng)工作組討論決定，以各車輛綜合PSD譜

的最大包絡(luò)值為底盤式換電車型的最終PSD譜。并按照保留關(guān)鍵頻率點PSD

值和RMS值等效的原則，平滑擬合后作為最終的振動標(biāo)準(zhǔn)測試條件。

f)關(guān)于正弦定頻要求：在數(shù)據(jù)處理過程中，特別是對試驗場強化壞路

的數(shù)據(jù)處理，考慮到換電中重卡的應(yīng)用場景一般較為惡劣，經(jīng)工作組討論決

定，數(shù)據(jù)處理方式是將所有壞路的數(shù)據(jù)統(tǒng)一融合處理，不對正弦定頻試驗給

出單獨規(guī)定。

2.4.4換電操作要求

換電操作要求主要考核車載換電系統(tǒng)在進行頻繁更換后，電池框架、換

電機構(gòu)的機械可靠性、電氣接口的電氣性能和冷卻接口的密封性能水平不應(yīng)

出現(xiàn)明顯降低，根據(jù)目前產(chǎn)品的可靠性水平，換電操作次數(shù)為不少于10000

次，具體要求如下：

（1）在換電操作期間，車輛應(yīng)處于有效的駐車狀態(tài)，不應(yīng)產(chǎn)生不期望

的移動；

（2）在換電操作期間，車輛中若出現(xiàn)影響換電流程的故障，車輛應(yīng)能

實現(xiàn)故障檢測，并具有相應(yīng)的保護措施（例如：下高壓，停止流程等）；

（3）在換電操作期間，電氣接口均不應(yīng)帶高壓電，不應(yīng)出現(xiàn)連接失效

等故障；

（4）在換電操作期間，換電機構(gòu)不應(yīng)出現(xiàn)導(dǎo)致?lián)Q電失效的變形、裂紋、

松動、脫落等損壞；

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（5）在換電操作期間，換電電池系統(tǒng)框架不應(yīng)出現(xiàn)導(dǎo)致?lián)Q電失效的變

形、裂紋等結(jié)構(gòu)損壞；

（6）在換電操作期間，冷卻接口在分離時應(yīng)自動關(guān)閉，連接后自動導(dǎo)

通，冷卻劑平均泄漏量應(yīng)不超過0.5ml/次；

（7）換電操作試驗后，電氣接口不應(yīng)發(fā)生介質(zhì)擊穿或電弧現(xiàn)象，電氣

接口的導(dǎo)體與導(dǎo)體之間、導(dǎo)體與外殼之間、導(dǎo)體與屏蔽層之間絕緣電阻應(yīng)不

小于100MΩ，電氣接口的防護等級應(yīng)滿足IPX7和IPX9的要求，換電連接器

通以額定工作電流，持續(xù)2小時后的溫升不超過55K。

三、主要試驗驗證情況分析及預(yù)期效益

3.1整車試驗驗證

組織企業(yè)（主機廠和換電設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)），對模擬涉水試驗和模擬清洗試驗

進行了驗證，試驗圖片如圖4所示，按照標(biāo)準(zhǔn)流程，車輛在500mm深的水池中，

以5km/h～10km/h的速度行駛500m，時間3min～6min，對整車進行涉水和

模擬清洗試驗后，模擬涉水試驗后，按照GB18384—2020的6.2.1進行絕緣電

阻測量，車輛絕緣能夠達到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

圖5換電車輛模擬涉水和模擬清洗試驗

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3.2振動試驗驗證

車載換電系統(tǒng)在臺架上進行振動試驗，按標(biāo)準(zhǔn)中表1和圖2的振動條件進行

驗證，分別對N3類車型所使用的后背式換電系統(tǒng)和底盤式換電系統(tǒng)進行了振動

試驗，如圖5～6所示，測試系統(tǒng)臺架安裝見圖7。

圖6后背式換電系統(tǒng)振動試驗圖7底盤式換電系統(tǒng)振動試驗

圖8臺架安裝示意圖

振動試驗頻譜如下：

表1N2和N3類后背式換電車輛的車載換電系統(tǒng)的振動試驗條件

隨機振動(每個方向測試時間為12h)

z軸功率譜密度(PSD)y軸功率譜密度(PSD)x軸功率譜密度(PSD)

頻率(Hz)

g2/Hzg2/Hzg2/Hz

50.030.0290.024

130.03————

15——0.029——

20————0.024

350.008————

700.008————

2000.0020.00290.0015

RMSz軸y軸x軸

10

GB/TXXXXX《電動商用車換電安全要求》（征求意見稿）編制說明

1.168g1.269g1.120g

表2N2和N3類底盤式換電車輛的車載換電系統(tǒng)的振動試驗條件

隨機振動(每個方向測試時間為12h)

z軸功率譜密度(PSD)y軸功率譜密度(PSD)x軸功率譜密度(PSD)

頻率(Hz)

g2/Hzg2/Hzg2/Hz

50.01750.0050.003

100.07——0.0175

12——0.06——

130.07————

150.015————

20——0.060.0175

300.015————

40————0.0007

45——0.0007——

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