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電動(dòng)汽車充電和電池更換技術(shù)是電動(dòng)汽車能源補(bǔ)給的兩種不同方式，同時(shí)也是制約電動(dòng)汽車發(fā)展的瓶頸。鑒于商用車輛對(duì)能量補(bǔ)給的特殊需要，電池更換技術(shù)針對(duì)公交、出租車等公共交通領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用場(chǎng)景。從技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)看，電池更換技術(shù)快速、安全、可靠的特點(diǎn)具備拓展應(yīng)用領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力。從裝備制造業(yè)發(fā)展看，本領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)先行是開拓市場(chǎng)“走出去”的重要舉措，通過主導(dǎo)更換電標(biāo)準(zhǔn)的制定，規(guī)范電池更換系統(tǒng)、電池更換站、支撐系統(tǒng)、電池包等重要定義，標(biāo)準(zhǔn)化電動(dòng)汽車電池更換系統(tǒng)的基本架構(gòu)、組成、接口和分類，并給出電池更換系統(tǒng)的用例分析和解決方案，這些工作將推動(dòng)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，擺脫科研、產(chǎn)業(yè)發(fā)展中對(duì)國外標(biāo)準(zhǔn)的依賴，具有前瞻性、導(dǎo)向性的作用。 

IECTS62840-1標(biāo)準(zhǔn)制定的背景及意義

目前，電動(dòng)汽車已被世界各國普遍確立為實(shí)施能源持續(xù)利用戰(zhàn)略和低碳經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的有效途徑和重要措施?；谲囯姺蛛x、電池更換模式配合大規(guī)模集中型充電，已經(jīng)成為當(dāng)前電動(dòng)汽車發(fā)展具有特定應(yīng)用環(huán)境的技術(shù)模式之一。因此，能夠快速更換電池的純電動(dòng)汽車和與之配套的電池租賃、電池維護(hù)、充電服務(wù)的運(yùn)營模式，是電動(dòng)汽車完全實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的重要發(fā)展模式之一。

我國在大力發(fā)展國內(nèi)電動(dòng)汽車充電技術(shù)及制定電動(dòng)汽車充電設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，高度重視國際標(biāo)準(zhǔn)制定情況的研究，并積極參與電動(dòng)汽車充電設(shè)施國際標(biāo)準(zhǔn)制定。盡快開展電動(dòng)汽車充電設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)國際化研究和國際標(biāo)準(zhǔn)提案工作是目前標(biāo)準(zhǔn)化工作的當(dāng)務(wù)之急。一方面加強(qiáng)與國際相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化組織的協(xié)調(diào)與合作，消除技術(shù)壁壘，依據(jù)國情引進(jìn)先進(jìn)的國際標(biāo)準(zhǔn)，完善我國充電設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)化體系；另一方面，積極推動(dòng)我國標(biāo)準(zhǔn)化體系的國際化進(jìn)程，通過主導(dǎo)和影響國際標(biāo)準(zhǔn)的導(dǎo)向，從而在國際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取得先機(jī)，保護(hù)我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、維護(hù)國家利益、提高國際話語權(quán)，為我國電動(dòng)汽車充電設(shè)施產(chǎn)業(yè)的發(fā)展保駕護(hù)航。

在國家標(biāo)準(zhǔn)委和國家能源局的領(lǐng)導(dǎo)和支持下，我國成立了能源行業(yè)電動(dòng)汽車充電設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)，致力于建立具有我國獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的電動(dòng)汽車充電設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)體系，制訂適合于我國電動(dòng)汽車發(fā)展和電網(wǎng)建設(shè)的系列標(biāo)準(zhǔn)。依托大范圍的電動(dòng)汽車示范試點(diǎn)工程，以及電網(wǎng)企業(yè)大量建設(shè)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和關(guān)鍵技術(shù)研究成果，在電動(dòng)汽車充電設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)制定方面起到了先導(dǎo)作用。

IECTS62840-1標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容

電動(dòng)汽車電池更換系統(tǒng)國際標(biāo)準(zhǔn)從通用性、安全性、基礎(chǔ)性方面規(guī)定了電池更換的要求，主要表現(xiàn)在以下幾方面：

（1）IECTS62840-1定義了電動(dòng)汽車電池更換系統(tǒng)架構(gòu)及其組成和接口，給出可更換電池箱、電池更換系統(tǒng)等基礎(chǔ)定義（圖1）。

圖 1 電動(dòng)汽車電池更換系統(tǒng)架構(gòu)圖

電池更換系統(tǒng)包括電池更換站、電池箱系統(tǒng)、支撐系統(tǒng)和供電系統(tǒng)，提供快速、安全和可靠的電池更換技術(shù)。

電池更換站包含車輛導(dǎo)引子系統(tǒng)、電池更換子系統(tǒng)、電池存儲(chǔ)子系統(tǒng)、電池充電子系統(tǒng)、運(yùn)行監(jiān)控子系統(tǒng)、電池維護(hù)子系統(tǒng)。車輛導(dǎo)引子系統(tǒng)用于將電動(dòng)汽車識(shí)別、認(rèn)證、清洗、定位并固定到特定的位置，做好換電準(zhǔn)備。電池更換子系統(tǒng)用于對(duì)電池箱的鎖止/解鎖、裝載/卸載和轉(zhuǎn)運(yùn)。電池存儲(chǔ)子系統(tǒng)用于存儲(chǔ)電池箱，并對(duì)電池箱狀態(tài)和存儲(chǔ)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控。電池充電子系統(tǒng)用于對(duì)電池箱進(jìn)行充電，在充電時(shí)與電池箱進(jìn)行通信，保障充電過程的安全。監(jiān)控子系統(tǒng)用于對(duì)換電過程進(jìn)行監(jiān)視和控制，并提供與上級(jí)系統(tǒng)的通信。

電池箱系統(tǒng)是電池更換系統(tǒng)的核心，一輛可更換電池的車輛可包括一組或幾組可更換電池箱。

支撐系統(tǒng)包括電池物流子系統(tǒng)和電池維護(hù)子系統(tǒng)，物流子系統(tǒng)將電池箱在更換站和外部設(shè)施之間進(jìn)行交換和運(yùn)輸；電池維護(hù)子系統(tǒng)提供在線或離線方式對(duì)電池箱進(jìn)行監(jiān)測(cè)和維護(hù)。

供電系統(tǒng)用于提供電力給電池更換站和支撐系統(tǒng)，同時(shí)也具備雙向傳輸電能的能力。

（2）對(duì)車輛定位（表1）、電池箱更換（表2）、電池箱充電（表3）、電池箱維護(hù)（表4）等情景進(jìn)行用例分析。

表 1 車輛定位用例

表 2 電池箱更換用例

表 3 電池箱充電用例

表 4 電池箱維護(hù)用例

（3）對(duì)商用車側(cè)方位換電（圖2）、商用車頂部換電（圖3）、乘用車底部換電（圖4）、乘用車端部換電（圖5）進(jìn)行分類和分析。

圖 2 商用車側(cè)方自動(dòng)化換電典型布局

圖 3 商用車頂部自動(dòng)化換電典型布局

圖 4 乘用車端部自動(dòng)化換電典型布局

圖 5 乘用車底部自動(dòng)化換電典型布局