標準編號:	GB/T 40032-2021
中文名稱:	電動汽車換電安全要求
英文名稱:	Safety requirements of battery swap for electric vehicles
中標分類:	T40    汽車綜合
行業分類:	GB    國家標準
ICS分類:	43.020 43.020    道路車輛綜合 43.020
發布機構:	國家市場監督管理總局 國家標準化管理委員會
發布日期:	2021-04-30
實施日期:	2021-11-1
標準狀態:	valid
翻譯語言:	英文
文件格式:	PDF
中文字符數:	15000 字
翻譯價格(元):	650.0
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Codeofchina.com is in charge of this English translation. In case of any doubt about the English translation, the Chinese original shall be considered authoritative. This document is developed in accordance with the rules given in GB/T 1.1-2020 Directives for standardization—Part 1: Rules for the structure and drafting of standardizing documents. Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent rights. The issuing body of this document shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. This document was proposed by the Ministry of Industry and Information Technology of the People's Republic of China. This document is under the jurisdiction of the National Technical Committee of Auto Standardization (SAC/TC 114). Introduction The battery swappable electric vehicle will produce certain impact, vibration and wear in the process of power swapping operation and road driving, which may lead to the structural and electrical safety risks of the power swapping system. The purpose of this document is to investigate the special safety of battery swappable electric vehicles in battery swapping, so as to ensure the safety of personnel and property in the operation of electric vehicles. Other safety risks caused by power batteries and high-voltage electricity have been specified in relevant standards. GB 18384 specifies the general safety requirements for electric vehicles, GB/T 31498 specifies the safety requirement of electric vehicle post crash, and GB 38031 specifies the safety requirements for traction battery. Safety requirements of battery swap for electric vehicles 1 Scope This standard specifies the special safety requirements, test methods and inspection rules of the battery swappable electric vehicles (or "vehicles"). This standard is applicable to M1 battery swappable pure electric vehicles. 2 Normative references The following documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies. GB 18384-2020 Electric vehicles safety requirements GB/T 19596 Terminology of electric vehicles GB/T 28382-2012 Battery electric passenger cars—Specifications GB/T 30038 Road vehicles—Degrees of electrical equipment protection (IP-Code) GB/T 37133-2018 Technical specifications of high duty cables and connectors for electric vehicles GB 38031-2020 Electric vehicles traction battery safety requirements 3 Terms and definitions For the purposes of this document, the terms and definitions given in GB/T 19596 and the following apply. 3.1 battery swap process of electric vehicle power supplement realized by special device or manual assistant quick replacement of power battery Note: The time required for a complete battery swapping process is generally less than 5 min. 3.2 swappable battery pack traction battery pack for electric vehicles Note: Referred to as battery pack. It may be charged and discharged in the off-board state. 3.3 battery swap connector connecting device for connecting the battery pack and the vehicle body, and transmitting electrical energy, electrical signals, communication data and thermal energy media Note: Generally, it includes electrical connector, and may also include cooling interface for transmitting cooling medium. 3.4 battery swap mechanism mechanical device for combining and separating the battery pack and the vehicle body Note: It may have the functions of guiding, positioning, limiting, holding, fastening and locking. 3.5 on-board battery swap system system composed of components related to the battery swap operation or function on the vehicle. Note: Referred to as battery swap system. It may include the battery pack, the battery swap connector, the battery swap mechanism and the parts connected with the vehicle body, and may also include auxiliary electrical devices with functions such as position monitoring. See Figure 1 for the schematic diagram of on-board battery swap system. Figure 1 Schematic diagram of on-board battery swap system ? 4 Safety requirements 4.1 General 4.1.1 Battery swap system 4.1.1.1 The design and manufacture of the battery swap system shall meet the requirements of battery pack swap in a safe, fast and reliable way. 4.1.1.2 In the design life cycle, the battery swap system shall have the functions of electrical, communication and thermal management to meet the interoperability. 4.1.1.3 Under the driving mode and driving state, the vehicle shall keep the battery pack in normal position through mechanical device or electrical monitoring device. The loose or accidental unlocking of battery pack may be monitored by using electrical signals such as battery pack position, connection status of battery swap mechanism or electrical connector. 4.1.1.4 If there are wearing parts in the battery swap system, the scope, maintenance and replacement requirements of the wearing parts shall be given in the vehicle operation manual. Wearing parts shall be free from failure or fault within the maintenance period specified by the vehicle manufacturer. 4.1.1.5 The battery pack shall have the function of connecting with the vehicle electrical platform. 4.1.2 Battery swap mechanism and battery swap connector 4.1.2.1 The surface of battery swap mechanism and battery swap connector shall be free of burr, foreign matter, flash edge and other similar sharp edge. 4.1.2.2 The battery swap mechanism shall be firmly connected with the battery swap connector, and the structure or design shall be provided to prevent incorrect coupling. 4.1.2.3 The battery swap mechanism shall have the function of automatic unlocking and manual unlocking of special device at the same time. Two or more steps shall be taken for unlocking continuously and reliably to avoid misoperation. Note: Screwing threads with tools is regarded as multi-step unlocking. 4.1.2.4 The electrical connector shall have correct electrical connection and disconnection sequence to avoid unexpected high and low voltage circuit conduction during battery swapping. ? 4.1.2.5 Accidental leakage of coolant in cooling connector (if any) shall not cause insulation failure of electrical connector or other potential safety hazard. Cleanliness of cooling connector and cooling system shall meet the design requirements of vehicle manufacturer. 4.2 Complete vehicle requirements 4.2.1 Battery swap operation 4.2.1.1 Electric vehicles shall be tested for battery swap operation according to 5.3.2, and the number of battery swap operations are shown in Table 1.

Foreword i Introduction ii 1 Scope 2 Normative references 3 Terms and definitions 4 Safety requirements 5 Test methods 6 Inspection rules Annex A (Normative) Complete vehicle test record Bibliography

ICS 43.020 CCS T 40 GB 中華人民共和國國家標準 GB/T 40032—2021 電動汽車換電安全要求 Safety requirements of battery swap for electric vehicles 2021-04-30發布 2021-11-01實施 國家市場監督管理總局 國家標準化管理委員會 發布 前言 本文件按照GB/T 1.1—2020《標準化工作導則 第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定起草。 請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發布機構不承擔識別專利的責任。 本文件由中華人民共和國工業和信息化部提出。 本文件由全國汽車標準化技術委員會(SAC/TC 114)歸口。 引言 可換電電動汽車在換電操作及道路行駛過程中會產生一定的沖擊、振動和磨損，可能會引發換電系統的結構和電氣安全風險。本文件旨在考察可換電電動汽車在換電方面的特殊安全性，確保電動汽車運行中的人員及財產安全。 對于由動力蓄電池、高壓電氣等引起的其他安全風險，已在相關標準中給予規定。GB 18384規定了電動汽車的一般安全要求，GB/T 31498規定了電動汽車碰撞后安全要求，GB 38031規定了動力蓄電，池安全要求。 電動汽車換電安全要求 1 范圍 本文件規定了可換電電動汽車(或簡稱“車輛”)所特有的安全要求、試驗方法和檢驗規則。 本文件適用于可進行換電的M1類純電動汽車。 2 規范性引用文件 下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。 GB 18384—2020 電動汽車安全要求 GB/T 19596 電動汽車術語 GB/T 28382—2012 純電動乘用車技術條件 GB/T 30038 道路車輛 電氣電子設備防護等級(IP代碼) GB/T 37133—2018 電動汽車用高壓大電流線束和連接器技術要求 GB 38031—2020 電動汽車用動力蓄電池安全要求 3 術語和定義 GB/T 19596界定的以及下列術語和定義適用于本文件。 3.1 換電 battery swap 通過專用裝置或人工輔助快速更換動力蓄電池實現電動汽車電能補充的過程。 注：一個完整的換電過程所需時間一般不超過5 min。 3.2 換電電池包 swappable battery pack 電動汽車換電用動力蓄電池包。 注：簡稱電池包?？稍诜擒囕d狀態下進行充放電。 3.3 換電接口 battery swap connector 用于連接換電電池包與車身，傳輸電能量、電信號、通信數據和熱能介質的連接裝置。 注：一般包括電氣接口，也可包括用于傳輸冷卻介質的冷卻接口。 3.4 換電機構 battery swap mechanism 用于結合和分離換電電池包與車身的機械裝置。 注：可具有引導、定位、限位、保持、緊固和鎖止等功能。 3.5 車載換電系統 on-board battery swap system 車輛上與換電操作或換電功能相關的部件所組成的系統。 注：簡稱換電系統。可包括換電電池包、換電接口、換電機構以及車身與之相連接的部分，也可包括位置監測等功能的輔助電氣裝置。車載換電系統示意圖見圖1。 換電接口 車身部分 電氣接口 冷卻接口 車載換電系統 換電機構 換電電池包 圖1 車載換電系統示意圖 4 安全要求 4.1 一般要求 4.1.1 換電系統 4.1.1.1 換電系統的設計制造應滿足安全、快速、可靠更換電池包的要求。 4.1.1.2 換電系統在設計壽命周期內應具有滿足互操作性的電氣、通信、熱管理等功能。 4.1.1.3 車輛在可行駛模式及行駛狀態下，應通過機械裝置或電氣監控裝置保持電池包處于正常位置，可采用電池包位置、換電機構或電氣接口的連接狀態等電氣信號監測電池包的松動或意外解鎖。 4.1.1.4 換電系統如存在易損耗零部件，應在車輛使用說明書中給出易損耗零部件的范圍、維護和更換要求。易損耗零部件在車輛制造廠規定的保養維護期內不應出現故障和失效。 4.1.1.5 電池包應具備與車輛電平臺相連接的功能。 4.1.2 換電機構及換電接 口 4.1.2.1 換電機構及換電接口表 面不應有毛刺、異物、飛邊及類似尖銳邊緣。 4.1.2.2 換電機構及換電接口應連接牢固，并且有防止不正確耦合的結構或設計。 4.1.2.3 換電機構應同時具備專用裝置自 動解鎖功能和手動解鎖功能。應采用兩個及以上步驟解鎖，過程應連續可靠，避免誤操作。 注：使用工具扳擰螺紋的操作視為多步解鎖。 4.1.2.4 電氣接口應具備正確的電氣連接和斷開順序，避免換電過程中出現非預期的高、低壓電路導通。 4.1.2.5 冷卻接口(如有)中的冷卻劑意外泄漏時，不應引發電氣接口絕緣故障或其他安全隱患。冷卻接口及冷卻系統清潔度應滿足車輛制造廠的設計要求。 4.2 整車要求 4.2.1 換電操作 4.2.1.1 電動汽車應按照5.3.2進行換電操作試驗，換電操作次數要求見表1。 表1 換電次數 換電機構 換電次數 螺栓式連接 1500 卡扣式連接 5000 注：其他換電方式可參考執行。 4.2.1.2 試驗過程中，電動汽車及電池包不應出現無法換電的故障。 4.2.1.3 試驗過程中，電池包不應出現導致換電失效的變形、開裂等結構損壞。 4.2.1.4 試驗過程中，換電機構不應出現導致換電失效的松動、變形、開裂、脫落等損壞。 4.2.1.5 試驗過程中，換電接口不應出現連接失效等故障。 4.2.1.6 試驗過程中，冷卻接口在分離時應自動關閉，連接后自動導通，冷卻劑的泄漏量應不超過車輛制造廠的設計值。 4.2.2 道路行駛 4.2.2.1 電動汽車應按照5.3.3進行道路行駛試驗，道路行駛里程應不少于15 000 km。 4.2.2.2 試驗過程中，電池包的裝配狀態應符合車輛制造廠的技術文件要求，不應出現電池包脫落、連接失效等嚴重故障。 4.2.2.3 試驗過程中，換電機構不應出現導致換電失效的腐蝕、變形、開裂、松動、脫落等損壞。 4.2.2.4 試驗過程中，換電接口不應出現導致換電失效的腐蝕、絕緣失效、連接失效、漏氣漏液等故障。 4.2.3 車輛防水 4.2.3.1 換電操作和道路行駛試驗后應按照5.3.4進行模擬清洗和模擬涉水試驗。 4.2.3.2 試驗過程中及試驗后，換電接口不應出現絕緣失效、密封失效等故障。 4.2.3.3 模擬涉水試驗后，絕緣電阻應滿足GB 18384—2020中5.1.4.1的要求。 4.3 部件要求 4.3.1 換電系統 4.3.1.1 換電系統應按照5.4.1進行振動和機械沖擊試驗。 4.3.1.2 試驗中，換電系統的通信應正常連接，不應出現間斷。 4.3.1.3 試驗中及試驗后，換電系統的結合狀態應符合車輛制造廠的技術文件要求，且不應發生電池包脫落等嚴重故障。 4.3.1.4 試驗中及試驗后，電池包不應出現變形、開裂等結構損壞。 4.3.1.5 試驗中及試驗后，換電機構不應出現變形、開裂、松動、脫落等損壞。 4.3.1.6 試驗中及試驗后，電氣接口不應出現連接故障，冷卻接口不應出現密封故障。 4.3.2 換電接口 4.3.2.1 換電接口應按照5.4.2～5.4.5進行試驗。 4.3.2.2 按5.4.2進行試驗，電氣接口不應發生介質擊穿或電弧現象。 4.3.2.3 按5.4.3進行試驗，電氣接口的導體與導體之間、導體與外殼之間、導體與屏蔽層之間絕緣電阻應不小于100 MΩ。 4.3.2.4 按5.4.4進行試驗，電氣接口的防護等級應滿足IPX7和IPX9K的要求。 4.3.2.5 按5.4.5進行試驗，不具有溫度監控的電氣接口的溫升應不大于50 K。具有溫度監控的電氣接口應滿足車輛制造廠的要求。 5 試驗方法 5.1 一般規定 5.1.1 除非另有要求，部件試驗應在下列環境條件下進行： a) 環境溫度：23℃±5℃； b) 相對濕度：15％～90％； c) 大氣壓力：86 kPa～ 106 kPa。 5.1.2 所有測量儀表、設備應具有足夠的精度，其精度應高于被測指標精度至少一個數量級或誤差小于被測參數允許誤差的三分之一。 5.2 外觀、結構和功能檢查 通過觀察或手動操作對外觀、結構和功能進行檢查。 5.3 整車試驗 5.3.1 試驗方案 5.3.1.1 整車試驗包括換電操作試驗、道路行駛試驗和車輛防水試驗。 5.3.1.2 應提供一臺車輛和一個電池包進行所有的整車試驗項目。也可配套多臺車輛和多個電池包輔助進行試驗。 5.3.1.3 整車試驗過程中，可按照車輛制造廠的規定維護或更換易損耗零部件。 5.3.2 換電操作試驗 5.3.2.1 應使用與車輛設計目標相符的換電設備進行換電操作試驗。 5.3.2.2 換電操作試驗應均勻分布于車輛道路行駛試驗里程內?？蓪⒍啻卧囼灱性谝粋€換電操作試驗循環內進行，一個試驗循環內進行的換電操作次數不應大于4.2.1.1規定次數的十分之一。 5.3.2.3 換電操作試驗后進行外觀、結構和功能檢查。 5.3.3 道路行駛試驗 5.3.3.1 道路行駛試驗宜按GB/T 28382—2012中4.9.1的要求進行。 5.3.3.2 道路行駛試驗后進行外觀、結構和功能檢查。 5.3.4 車輛防水試驗 5.3.4.1 車輛防水試驗應在整車換電操作和道路行駛試驗全部結束后進行。按GB 18384—2020中6.3的整車防水試驗方法進行試驗。 5.3.4.2 模擬清洗試驗后，車輛靜置24h，檢查車輛是否出現絕緣報警。 5.3.4.3 模擬涉水試驗后，應按照GB 18384—2020的6.2.1進行絕緣電阻測量。 5.3.4.4 車輛防水試驗后進行外觀、結構和功能檢查。 5.4 部件試驗 5.4.1 振動、機械沖擊試驗 5.4.1.1 換電系統按GB 38031—2020中8.2.1和8.2.2的振動與機械沖擊試驗方法進行試驗。試驗應能模擬換電系統在車輛上的實際安裝狀態。 5.4.1.2 試驗前，將換電系統搭載的電池包的荷電狀態調至不低于制造商規定的正常荷電狀態工作范圍的50％。 5.4.1.3 換電系統按照正常工作狀態連接，測試系統臺架安裝參見圖2。 換電機構 模擬車身部分 換電接口 試驗夾具、 換電電池包 試驗臺架 圖2 臺架安裝示意圖 5.4.1.4 試驗過程中，監控電池包內部最小監控單元的信號狀態的連續性，如電壓和溫度等。 5.4.1.5 試驗結束后，應在試驗環境溫度下觀察2 h，再進行外觀和結構檢查。 5.4.2 耐電壓試驗 按照GB/T 37133—2018中9.3的耐電壓試驗方法進行試驗。 5.4.3 絕緣電阻試驗 按照GB/T 37133—2018中9.4的絕緣電阻測量方法進行試驗。 5.4.4 防護等級試驗 按照GB/T 30038進行IPX7和IPX9K測試。 5.4.5 溫升試驗 按照GB/T 37133—2018中9.5的溫升試驗方法對電氣接口進行溫升測試。具有溫度監控的電氣接口應進行功能有效性驗證。 5.4.6 試驗說明 5.4.2～5.4.5的試驗應在換電系統振動試驗結束后進行。應從換電系統上拆下電氣接口，安裝在試驗夾具上進行試驗。 6 檢驗規則 6.1 整車試驗可由車輛制造廠在整車可靠性試驗期間開展，試驗期間應填寫試驗記錄單，試驗結束后，形成試驗報告。試驗記錄單應符合附錄A。 6.2 試驗流程見圖3。 、 換電安全試驗 整車試驗 換電試驗(按5.3.2進行試驗) 道路試驗(按5.3.3進行試驗) 否 是否滿足4.2.1.1和4.2.2.1 是 車輛防水 步驟1:模擬清洗 步驟2:模擬涉水 (按5.3.4進行試驗) 部件試驗 換電系統試驗(按5.4.1進行試驗) 換電接口試驗(按5.4.2～5.4.5進行試驗) 試驗結束 圖3 試驗流程 6.3 所有試樣應在全部試驗中滿足相應要求。 附錄A (規范性) 整車試驗記錄單 應記錄整車試驗中與換電操作和道路行駛試驗相關的信息，包括車輛信息、電池包信息、行駛里程、換電次數、換電系統狀態等。道路行駛試驗記錄單見表A.1，換電操作試驗記錄單見表A.2。 表A.1 道路行駛試驗記錄單 試驗項目：_______試驗地點：_______試驗開始日期：______試驗結束日期：______ 車輛型號：______車輛識別碼：______被測電池包編碼：______目標行駛里程：______ 日期 開始時間 結束時間 環境溫度 電池包編碼 開始里程數 結束里程數 行駛里程 行駛工況 異常記錄 記錄員 被測電池包應達到15000km里程要求。 注：可以修改表格的內容與樣式。 表A.2 換電操作試驗記錄單 試驗項目：_______車輛型號：_______車輛識別碼：_______試驗地點：_______被測電池包編碼：_______ 換電操作 換電系統狀態 功能檢查 記錄員 日期 開始時間 結束時間 換電循環次數累計 一個循環內的換電次數 換電次數累計 異常記錄 換電機構 換電接口 電池包 車身部分 整車功能檢查 被測電池包應達到4.2.1.1換電操作次數要求。 注：可以修改表格的內容與樣式。 參考文獻 [1] GB/T 31498 電動汽車碰撞后安全要求