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【司法鉴定技术规范】—电动汽车用动力蓄电池安全要求

发布日期：2026-08-20 来源：本站阅读量：4

电动摩托车和电动轻便摩托车换电系统技术规范

1 范围

本文件规定了采用换电模式的纯电动摩托车和纯电动轻便摩托车换电系统的技术要求、试验方法和型式试验。

本文件适用于以锂离子或钠离子换电电池为动力来源的纯电动摩托车和纯电动轻便摩托车(除特殊说明外 , 以下简称 “车辆”) ,不适用于以铅酸电池为动力来源的车辆。

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/T 5169. 16—2017 电工电子产品着火危险试验第 16部分 :试验火焰 50 W 水平与垂直火

焰试验方法

GB/T 5359(所有部分) 摩托车和轻便摩托车术语

GB 14622 摩托车污染物排放限值及测量方法(中国第四阶段)

GB/T 15367 摩托车和轻便摩托车两轮车和三轮车零部件名称 GB 18176 轻便摩托车污染物排放限值及测量方法(中国第四阶段) GB/T 19596 电动汽车术语

GB/T 24157—2017 电动摩托车和电动轻便摩托车续驶里程及残电指示试验方法

3 术语和定义

GB/T 5359(所有部分) 、GB/T 15367和 GB/T 19596界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3. 1

换电 battery swapping

通过专用装置辅助或人力快速更换动力蓄电池实现车辆电能补充的过程。

3.2

换电系统 battery swappingsystem

车辆上与换电操作或换电功能相关部件组成的系统。

注 : 包括一个或多个换电电池、换电接口、电池仓和电池固定装置。示意图见图 1。

a) 两轮车辆

b) 三轮车辆

标引序号说明 :

1— 换电电池 ;

2— 换电接口(电池端) ;

3— 电池固定装置 ;

4— 电池仓 ;

5— 换电接口(车端) 。

图 1 换电系统示意图

3.3

换电电池 swappablebattery

能在非车载状态下充放电的换电用动力蓄电池包。

3.4

换电接口 battery swapping coupler

用于传输电能、电信号和通信数据 ,连接换电电池与车辆的装置。

注 : 数据通信使用无线或有线的通信方式。无线数据通信是指通过近场通信 (NFC)等无线传输数据的通信方式 ;

有线数据通信是指通过控制器区域网络(CAN) 、RS485串口总线等有线传输数据的通信方式。

3.5

电池仓 battery compartment

位于车身上对换电电池的安装位置进行限制的装置。

3.6

电池固定装置 battery fixing mechanism

用于固定换电电池以保持其正常工作的装置或机构。

3.7

充换电设施 charging/battery swap infrastructure

为车辆提供电能的相关设施的总称。

[来源 :GB/T 29317—2021,3. 1,有修改]

4 技术要求

4. 1 一般要求

4. 1. 1 换电操作步骤

车辆制造商应在提供的产品使用说明书中清楚说明更换电池的操作步骤 , 常用的更换电池的操作步骤见附录 A。

4. 1.2 换电系统要求

4. 1.2. 1 换电系统的设计制造应满足安全、快速、可靠的要求。

4. 1.2.2 只有当换电系统处于正常状态[包括换电系统的物理状态(如温度和电压) 、机械位置、系统的连接状态]时 ,车辆才能启动。

4. 1.2.3 在车辆处于可行驶模式或行驶状态时 , 电池固定装置应能保持换电电池处于正常位置 ,车辆可采用检测换电电池位置、电池仓或换电接口的连接状态等方式实时监控保持状态。

4. 1.2.4 换电系统如存在易损耗零部件 ,应在车辆产品使用说明书中给出易损耗零部件的清单及其维护和更换的要求。易损耗零部件在车辆制造商规定的保养维护期内不应出现故障和失效。

4. 1.2.5 换电系统不应预留扩展换电电池的接口或线路 ,换电电池与电池仓安装位置合理匹配 ,换电电池与电池仓壁的最大间隙应小于或等于 30 mm ,且不晃动。

4. 1.2.6 车辆标称电压与换电电池标称电压满足以下条件时 ,车辆才能启动 :

a) 车辆换电系统仅一个换电电池或由多个换电电池并联时 , 车辆标称电压应与换电电池标称电压一致 ;

b) 车辆换电系统由多个换电电池串联时 , 车辆标称电压应与换电电池串联后的总标称电压一致。

4. 1.3 电池仓及换电接口要求

4. 1.3. 1 电池仓及换电接口表面不应有毛刺、异物、飞边及类似尖锐边缘。

4. 1.3.2 电池仓及换电接口应连接牢固 ,并且有防止不正确耦合的结构。

4. 1.3.3 换电接口推荐结构和尺寸见附录 B。

4. 1.3.4 换电接口应具有一定的导向 ,在设计允许的角度下通过操作设备或手工可进行分离和连接。

注 1: 车端换电接口和电池端换电接口完全脱开无物理接触即为分离。

注 2: 依车辆制造商提供的技术文件要求 , 将车端换电接口和电池端换电接口耦合到相互限位或紧固位置即为连接。

4. 1.4 电池固定装置

电池固定装置装配状态应符合车辆制造商提供的技术文件要求 ,且安全可靠。

4.2 性能要求

4.2. 1 能量消耗率及剩余电量指示

4.2. 1. 1 车辆应装备剩余电量指示装置和剩余电量警示装置 ,并按照 5. 2 进行能量消耗率及剩余电量指示试验。

4.2. 1.2 能量消耗率及剩余电量指示参数应满足车辆制造商提供的技术文件要求。

4.2.2 换电系统振动、机械冲击

换电系统应按照 5. 3进行振动与机械冲击试验 ,试验中及试验后应符合如下要求 :

a) 换电系统的通信正常连接 ;

b) 换电系统的结合状态都符合车辆制造商提供的技术文件要求 ;

c) 换电电池不出现变形、开裂等结构损坏 ;

d) 电池仓以及电池固定装置不出现变形、开裂、松动、脱落等损坏 ;

e) 换电接口不出现变形、开裂、松动、脱落以及连接故障等严重损坏。

4.2.3 电池仓性能要求

4.2.3. 1 电池仓的非金属材料应具备阻燃性能 ,按照 5. 4. 1进行试验 ,要求其阻燃等级不低于 Ⅴ-1。

4.2.3.2 电池仓应按照 5. 4. 2 进行静电试验 ,其与换电电池摩擦产生的静电电压应在 -7kV~ 7 kV 范围内。

4.2.4 换电接口性能要求

4.2.4. 1 阻燃性能

换电接口的阻燃性能应按照 5. 5. 1进行试验 ,其阻燃等级应不低于 Ⅴ-0。

4.2.4.2 耐电压性能

换电接口的耐电压性能应按照 5. 5. 2进行试验 ,换电接口的相邻导体与导体之间、导体与外壳之间不应发生介质击穿或者电弧现象。

4.2.4.3 绝缘电阻

换电接口的绝缘电阻性能应按照 5. 5. 3进行试验 ,换电接口的相邻导体与导体之间、导体与外壳之间的绝缘电阻应不小于 100 MΩ。

4.2.4.4 温升

换电接口的温升应按照 5. 5. 4进行试验 ,接口各点温升应不超过 55K。

4.2.4.5 插拔耐久性能

换电接口应按照 5. 5. 5进行插拔耐久试验 ,插拔试验次数应不少于 9 000次。试验后换电接口温升仍应满足 4. 2. 4. 4要求 ,且不应出现影响功能的变形、裂纹或连接失效等现象。

4.2.5 雨淋

车辆应按照 5. 6进行雨淋试验 ,试验结束后 ,应按照 5. 5. 3立即测量换电接口(车端)的绝缘电阻(换电接口仍是湿的) ,绝缘电阻值应大于 500 Ω/V。

5 试验方法

5. 1 一般规定

5. 1. 1 除非另有规定 ,试验应在下列环境条件下进行 :

a) 环境温度 :18 ℃ ~ 28 ℃ ;

b) 相对湿度 :15% ~ 90% ;

c) 大气压力 :86kPa ~ 106kPa。

5. 1.2 所有测量仪表、设备应具有足够的精度 ,其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三分之一。

5. 1.3 应通过目测检查、设备或手动操作等方式 ,对试验前、试验中以及试验后的换电电池、换电接口、电池仓、电池固定装置的外观、结构和功能进行检查。

5. 1.4 使用整车进行试验 ,应按照车辆制造商的规定维护或更换易损耗零部件。

5.2 能量消耗率及剩余电量指示试验

5.2. 1 试验车质量为整车整备质量与试验所需加载质量之和。加载质量为 75kg±5kg,包括驾驶员与试验仪器。试验车质量都应包含换电电池的质量。

5.2.2 能量消耗率测试在底盘测功机上进行时 ,按 GB 18176或 GB 14622的规定设定底盘测功机当量惯量。

5.2.3 试验车辆应按照产品使用说明书及有关技术文件进行保养维护 ,使之处于正常技术状态。

5.2.4 轮胎气压应符合产品使用说明书的规定。

5.2.5 在试验过程中 , 除必需的设备和车辆日常操作部件外 ,试验车辆的照明、信号装置以及辅助装置应关闭。

5.2.6 在试验过程中 ,驾驶员骑行姿势应保持不变。

5.2.7 试验时 ,温度应在 25 ℃ ±5 ℃以内。

5.2. 8 发生下列情况之一时 ,应终止试验 :

a) 电池达到截止电压或管理系统切断动力 ;

b) 实时车速超过规定的速度公差范围( ±2km/h,取下偏差) ,且持续 4 s 以上。

5.2.9 试验的即时速度误差、时间误差应在图 2 给出的公差范围内。图示各点的速度公差为 ±1km/h,时间公差为 ±0. 5 s。

5.2. 10 试验用换电电池应按制造商规定的充电程序进行完全充电。充电结束后 4 h之内应开始试验。

5.2. 11 工况法试验测量续驶里程及电池输出能量。电动轻便摩托车按 GB 18176 的规定设置道路阻力 , 电动摩托车按 GB14622的规定设置道路阻力。试验应按 GB/T 24157—2017的附录 C道路循环工况进行试验 ,续驶至发生 5. 2. 8 所述情况 ,结束试验。试验过程中应保持连续 , 除有其他规定外 ,工况法试验期间断电停车不超过 3 次 (指运行循环外停车) , 累计时间不应大于 15 min。试验过程中 ,在电池输出与用电设备之间连接电能测量设备 ,测试换电电池放出的电能。试验结束后 ,记录续驶里程 D工况(单位为千米 ,修约到 1位小数) , 以及换电电池放出的总电能 E工况 (单位为瓦时 ,修约到整数) , 同时记录所用的时间(单位为分) , 以及记录试验期间车辆的最高车速、平均车速、停车次数和停车时间。对于具有能量回收功能的车辆 , 电能测量设备应分别测量电池放出的电能以及回收到电池的电能 ,其中放出的电能即为换电电池放出的总电能 E工况。

标引序号说明 :

1— 基准曲线 ;

2— 速度公差 ;

3— 时间公差。

图 2 速度公差和时间公差

5.2. 12 等速法试验测量续驶里程、电池输出能量及剩余电量指示。电动轻便摩托车按 GB 18176的规定设置道路阻力 , 电动摩托车按 GB 14622的规定设置道路阻力。试验应按照最高车速的 70%连续行驶 ,直至发生 5. 2. 8 所述情况 ,结束试验。试验过程中应保持连续 , 除有其他规定外 ,等速法试验期间断电停车不超过 3 次 (指运行循环外停车) , 累计时间不应大于 15 min。试验过程中 ,在电池输出与用电设备之间连接电能测量设备 ,测试换电电池放出的电能。在试验过程中 ,剩余电量指示每下降一个刻度或下降 10% ,记录当前已行驶的距离 , 当车辆发出剩余电量警示时 ,记录已行驶的距离 D等速1 。试验结束后 ,记录续驶里程 D等速 (单位为千米 ,修约到 1位小数) , 以及换电电池放出的总电能 E等速 (单位为瓦时 ,修约到整数) , 同时记录所用的时间(单位为分) , 以及记录试验期间车辆的最高车速、平均车速、停车次数和停车时间。

注 1: 此处最高车速是指车辆能持续行驶的稳定最高车速。

注 2: 对于具备跛行功能(如限速、限功率行驶等)的车辆 ,若在续驶里程试验结束后继续测量跛行距离 ,跛行距离不计入续驶里程和剩余电量警示里程 ,仅在试验记录中补充说明。

5.2. 13 能量消耗率的计算 : 采用工况法或等速法分别测得续驶里程 D工况和 D等速 , 以及电能 E工况和E等速 ,按照公式(1)计算能量消耗率 C(工况法为 C工况 , 等速法为 C等速) ,单位为瓦时每千米 ,保留 1 位小数。

C = E/D … … … … … … … … … … ( 1 )

式中 :

C — 能量消耗率(工况法为 C工况 ,等速法为 C等速) ,单位为瓦时每千米(W · h/km) ;

E — 换电电池输出的能量(工况法为 E工况 ,等速法为 E等速) ,单位为瓦时(W · h) ;

D — 续驶里程(工况法为 D工况 ,等速法为 D等速) ,单位为千米(km) 。

5.2. 14 剩余电量指示参数的计算 :采用等速法分别测得续驶里程 D等速和 D等速1 ,按照公式(2)计算剩余电量警示里程 DW ,按照公式(3)计算剩余电量警示裕度 M。

DW = D等速 -D等速1 … … … … … … … … … … ( 2 )

式中 :

DW — 剩余电量警示里程 ,单位为千米(km) ;

D等速 — 等速法试验续驶里程 ,单位为千米(km) ;

D等速1 — 剩余电量警示发出时刻已行驶的距离 ,单位为千米(km) 。

式中 :

M — 剩余电量警示裕度 ,正值表示留有裕度 ,零或负值表示无裕度 ;

M = (DW -R)/D等速 × 100% … … … … … … … … … … ( 3 )

R — 制造商标称的剩余电量警示里程 ,单位为千米(km) 。

5.3 换电系统振动、机械冲击试验

5.3. 1 换电系统振动试验。换电系统应进行 15 min正弦波振动 ,振动频率从 7 Hz对数扫频至200 Hz再回至 7 Hz。此循环在 X 轴、Y 轴和 Z 轴方向各进行 3 h振动 ,振动顺序为 Z→Y→ X(车辆行驶方向为 X 轴方向 ,另一垂直于行驶方向的水平方向为 Y 轴方向) 。对数扫频为 : 以峰值加速度 1 g 从 7 Hz扫频到 18Hz,然后保持振幅 0. 8 mm、增加频率到最大加速度达到 3g,保持 3g 加速度扫频到 200Hz。

标引序号说明 :

1— 电池固定装置或等同设备工装 ;

2— 换电电池 ;

3— 电池仓 ;

4— 换电接口 ;

5— 试验夹具。

图 3 换电系统振动、机械冲击试验台架安装示意图

5.3.2 换电系统机械冲击试验。给换电系统施加 150 m/s2 、11 ms 的半正弦波冲击波形 , 每个方向冲击 3 次 , ±X、±Y、±Z轴共 6个方向 ,共冲击 18次。

5.3.3 试验前 ,换电系统搭载的换电电池应按照 5. 2. 10的规定准备。

5.3.4 试验时换电系统的安装固定应与其在整车上的装配状态一致。换电系统按照正常工作状态连接 ,测试系统台架安装见图 3。

5.3.5 试验结束后 ,应在试验环境温度下观察 2 h,试验结果应符合 4. 2. 2 的要求。

5.4 电池仓试验

5.4. 1 阻燃性能试验

电池仓非金属材料的阻燃性能应按照 GB/T 5169. 16—2017中第 9章描述的“试验方法 B—垂直燃烧试验 ”方法进行试验 ,试验结果应符合 4. 2. 3. 1 的要求。

注 : 试验使用实物样品或同种材质的样件。

5.4.2 静电试验

5.4.2. 1 试验环境条件应满足 :

a) 温度 :15 ℃ ~ 25 ℃ ;

b) 相对湿度 :30% ~ 50% 。

5.4.2.2 试验前应清洁换电电池及电池仓 ,将换电电池装入电池仓内并静置至少 5 min。

5.4.2.3 将静电测试仪安装在距离换电电池表面 25 mm±1 mm 处 ,如图 4,测量换电电池完全拔出时的最大静电值。连续及快速地重复测量 5 次 ,取 5 次中的最大值。

5.4.2.4 试验过程中宜快速拔出换电电池 ,并禁止触碰换电电池表面。

5.4.2.5 试验结果应符合 4. 2. 3. 2 的要求。

标引序号说明 :

1— 换电电池 ;

2— 电池仓 ;

3— 静电测试仪 ;

4— 换电电池取出方向。

图 4 静电测试操作示意图

5.5 换电接口试验

5.5. 1 阻燃性能试验

换电接口的阻燃性能应按照 GB/T 5169. 16—2017中第 9 章描述的 “试验方法 B—垂直燃烧试验 ”方法进行试验 ,试验结果应符合 4. 2. 4. 1 的要求。

注 : 试验使用实物样品或同种材质的样件。

5.5.2 耐电压试验

在换电接口相邻导体与导体之间、导体与外壳之间 ,都应能承受如下耐电压试验。UN 为车辆标称电压。

a) 交流电频率为 50 Hz~ 60 Hz,波形为实际正弦波。

b) 车辆标称电压 UN 在 100V 以下的(含 100V) ,其试验电压(有效值)为 500V+2UN ;其他的试验电压(有效值)为 1 000 V+2UN ,低于 1 500V 时为 1 500V。

c) 试验历时 1 min。

试验过程中 ,跳闸电流应不大于 5 mA。试验结果应符合 4. 2. 4. 2 的要求。

5.5.3 绝缘电阻试验

在换电接口相邻导体与导体之间、导体与外壳之间施加表 1 所示的测试电压 ,持续一段时间 , 至获得稳定的读数为止 ; 如在 60 s 内不能获得稳定读数 , 则选取 60 s 内的最小读数。试验结果应符合4. 2. 4. 3 的要求。

表 1 绝缘电阻测试电压

车辆标称电压UN /V	测试电压 DC/V
≤160	250
160~ 330	500
> 330	1 000

5.5.4 温升试验

对换电接口进行正常工作温升试验 ,试验使用恒流电源、电子负载及温度测量设备。试验分别测量DC+与 DC-的温度 ,试验不含电信号和通信端子 ,试验电流应为换电电池的最大工作电流 ,试验应持续至获得热稳定。若 30 min内温度上升不超过 1 K,则认为温度稳定。温度测量位置如图 5 所示。试验结果应符合 4. 2. 4. 4 的要求。

标引序号说明 :

T1— 触头温度轴向测量位置 ;

T2— 端子或端头温度轴向测量位置。

T1位于触头接触区长度的中心 ,T2位于端子或端头与电缆组件电缆连接区长度的中心。

图 5 温度测量位置示意图

5.5.5 插拔耐久试验

5.5.5. 1 换电接口插拔耐久试验可采用专用设备或者手工方式进行。

5.5.5.2 换电接口插拔耐久试验中 ,换电电池应按照换电系统结合状态放置在工装设备或电池仓中 ,工装设备或者电池仓应紧固 ,不应在试验过程中出现位移。

5.5.5.3 车端换电接口和电池端换电接口分离和连接各一次为一次完整试验操作。应在 10 s 内完成一次完整试验操作 ,1 min内执行完整试验操作次数应小于或等于 10次。

5.5.5.4 根据不同的换电接口连接方式 ,按以下方法进行试验。

a) 通过拔插换电接口(车端)完成换电接口分离和连接的换电方式 ,其试验示意图见图 6。

标引序号说明 :

1— 换电接口(车端) ;

2— 换电接口(电池端) ;

3— 换电电池 ;

4— 电池仓 ;

5— 设备或手工插拔方向。

图 6 换电接口插拔耐久示意图一

b) 通过操作换电电池完成换电接口分离和连接 ,且靠换电电池重力即可完成电池端换电接口与车端换电接口接触或连接的换电方式 ,其插拔耐久试验设备示意图见图 7,试验应按照下述操作步骤实施 :

1) 将换电电池沿着导向方向提升 50 mm±15 mm;

2) 达到高度后松开换电电池并将其自由落体到电池仓内 ;

3) 沿着导向方向按压换电电池 ,完成电池端换电接口与车端换电接口的连接 ,按压力大小由车辆制造商规定。

c) 通过操作换电电池完成换电接口分离和连接 ,且靠换电电池重力无法完成电池端换电接口与

车端换电接口接触的换电方式 ,其试验示意图见图 8,试验应按照下述操作步骤实施 :

1) 沿着换电接口分离的导向方向移动换电电池 ,至电池端换电接口与车端换电接口完全分离为止 ;

2) 沿着导向方向按压换电电池 ,完成电池端换电接口与车端换电接口的连接 ,按压力大小由车辆制造商规定。

标引序号说明 :

1— 换电电池 ;

2— 换电接口(电池端) ;

3— 换电接口(车端) ;

4— 电池仓 ;

5— 设备或手工插拔方向。

图 7 换电接口插拔耐久示意图二

标引序号说明 :

1— 换电电池 ;

2— 换电接口(电池端) ;

3— 换电接口(车端) ;

4— 电池仓 ;

5— 设备或手工插拔方向。

图 8 换电接口插拔耐久示意图三

5.5.5.5 试验结果应符合 4. 2. 4. 5 的要求。

5.6 雨淋试验

5.6. 1 使用图 9所示的喷头 ,喷头垂直向下 ,喷头底部距离地面高度 3 m±0. 1 m。

5.6.2 将车辆置于喷头下方 ,使换电接口(车端)处于喷头中心正下方。如有多个换电接口 (车端) ,则应使多个换电接口(车端)的中心处于喷头中心正下方。

5.6.3 按更换电池的操作步骤将车辆的换电电池取出 ,车辆保持取出电池后的状态。

5.6.4 应使用清水 , 以 1. 5 L/min的流量进行均匀喷洒。

5.6.5 试验从电池取出后开始 ,持续 15 s。

5.6.6 室外试验时 ,平均风速不大于 3 m/s,阵风最大风速不大于 5 m/s。

5.6.7 试验结果应符合 4. 2. 5 的要求。

单位为毫米

标引序号说明 :

1— 喷头 ;

2— 动作元件 ;

3— 卡簧 ;

4— 外壳。

图 9 雨淋试验喷头示意图

6 型式试验

6. 1 试验规定

有发生下列情况之一 ,应进行型式试验 :

a) 新产品设计定型或者产品转厂生产时 ;

b) 正式生产后 ,如结构、材料、工艺等重大改变可能影响产品性能时 ;

c) 产品停产 18个月以上恢复生产时 ;

d) 批量产品质量定期检查时 ;

e) 政府监管部门提出型式检验要求时。

6.2 试验流程

6.2. 1 在无特殊要求时 ,进行型式试验的样本 ,应从出厂检验合格的产品中随机抽取。

6.2.2 型式试验项目、程序按表 2规定。

6.2.3 样品数量 :

a) 整车 1辆 ;

b) 换电系统 3套 ,编号 1# ~ 3# 。

表 2 型式试验项目、程序

序号	试验项目		要求	试验方法	样品编号
1	整车	能量消耗率及剩余电量指示	4. 2. 1	5. 2	—
1	整车	雨淋试验	4. 2. 5	5. 6	—
2	换电系统	电池仓静电	4. 2. 3. 2	5. 4. 2	1#
		机械冲击	4. 2. 2	5. 3	1#
		换电接口插拔耐久	4. 2. 4. 5	5. 5. 5	2#
		振动	4. 2. 2	5. 3	3#
		电池仓阻燃	4. 2. 3. 1	5. 4. 1
		换电接口温升	4. 2. 4. 4	5. 5. 4
		换电接口绝缘电阻	4. 2. 4. 3	5. 5. 3
		换电接口耐电压	4. 2. 4. 2	5. 5. 2
		换电接口阻燃	4. 2. 4. 1	5. 5. 1
注 1: 同一编号样品的试验 ,按表中试验项目列出的先后顺序执行。注 2: 3# 换电系统的振动试验结束后 ,从换电系统中拆下电池仓以及换电接口进行后续试验。