DB1331 T 042-2023 电动重卡换电系统技术要求.pdf
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1、ICS 43.040.99T 35DB1331雄安新区地方标准DB1331/T 0422023电动重卡换电系统技术要求2023-07-12 发布2023-08-01 实施河北雄安新区管理委员会改革发展局发 布I目 次前 言.III电动重卡换电系统技术要求.11 范围.12 规范性引用文件.13 术语和定义.13.1 背装式换电重卡.23.2 换电电池箱.23.3 车载托架.23.4 电池箱上接口.23.5 电池箱下接口.23.6 换电控制器.24 硬件互通要素的技术要求.24.1 换电重卡电压平台.24.2 电池箱.24.2.1 电池箱的总体尺寸.24.2.2 电池箱上接口.24.2.3 电池
2、箱下接口.24.3 车载托架.24.3.1 车载托架换电接口.34.3.2 锁止机构技术要求.34.4 换电连接器.35 换电电池箱软件互通要素技术要求.35.1 物理层.35.2 数据链路层.35.2.1 帧格式.35.2.2 协议数据单元.35.2.3 传输协议功能.35.3 应用层.45.3.1 地址分配.45.3.2 消息类型.45.3.3 报文内容.45.4 电池基本信息.4II5.4.1 电池信息.45.4.2 继电器信息.65.4.3 能量估算.105.4.4 换电信息.125.4.5 单体电压.145.4.6 单体温度.165.4.7 单体总数.195.4.8 电池制造信息.1
3、95.4.9 电池编码信息.205.4.10 BMS 版本信息.245.4.11 网络管理.255.5 上下电关联信号.265.6 充电关联信号.275.7 热管理关联信号.305.8 故障关联信号.315.9 诊断刷写.365.10 VIN 关联信号.375.11 BSC 与 VCU 交互报文.385.11.1 BSC1 报文信息.385.11.2 BSC2 报文信息.395.11.3 BSC3 报文信息.405.12 BSC 与换电站站控系统交互报文.415.12.1 通讯方式.415.12.2 通讯传输过程.415.12.3 功能码分类.415.12.4 报文格式定义及说明.41附 录
4、A.47附 录 B.48附 录 C.49附 录 D.54附 录 E.64附 录 F.85III前 言本标准按照GB/T 1.12020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。本标准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。本标准由雄安新区改革发展局提出。本标准由雄安新区改革发展局归口。主编单位:国网雄安综合能源服务有限公司国网商用电动汽车投资有限责任公司东风商用车有限公司参编单位:东风华神汽车有限公司宁德时代新能源科技股份有限公司深圳精智机器有限公司上海玖行能源科技有限公司国电南瑞南京控制系统有限公司苏州瑞可达连接系统股份有限公司中航光电科技股份有限
5、公司。主要起草人:李津 李唐 张保瑞 张坤 葛则锟 陈超 郭家赫 姜北 徐敏 李学兵 童朝阳陈辉 李楠 田浩 孟国栋 海晓涛 曹曦 陈军 杨国华 梁虎 梁雄俊 周长宗来瑞俊 李永棒审查人员:曹冬冬 陈韬 李立国DB1331/T 04220231电动重卡换电系统技术要求1范围本文件规定了背装式电动重型卡车换电系统各物理连接和信息连接接口的技术要求。本文件适用于在雄安新区区域范围内投放使用的后背式换电电池系统一体式换电的纯电动车辆,作为换电重卡系统建设中车端设备、电池箱等选型、设计、制造、检验、验收等的依据,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对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日
6、期的引用标准,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用标准,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB 18384 电动汽车安全要求GB/T 18487.1 电动汽车传导充电系统第1部分:通用要求GB/T 19596 电动汽车术语GB/T 27930 电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议GB/T 29772 电动汽车电池更换站通用技术要求GB/T 32879 电动汽车更换用电池箱连接器通用技术要求GB/T 32895 电动汽车快换电池箱通信协议GB/T 33341 电动汽车快换电池箱架通用技术要求GB/T 32960.2 电动汽车远程服务与管理系统技术规范GB
7、38031 电动汽车用动力蓄电池安全要求GB/T 4208 外壳防护等级(IP代码)GB/T 51077 电动汽车电池更换站设计规范NB/T 33005 电动汽车充电站及电池更换站监控系统技术规范ISO 11898-1 道路车辆控制器局域网络第1部分ISO 11898-2 道路车辆控制器局域网络第2部分ISO 11898-5 道路车辆控制器区域网络.第5部分SAEJ 1939-11 商用车控制系统局域网CAN通信协议第11部分SAEJ 1939-21 商用车控制系统局域网CAN通信协议第21部分SAEJ 1939-73 商用车控制系统局域网CAN通信协议第73部分SAEJ 1939-81 商用
8、车控制系统局域网CAN通信协议第81部分3术语和定义GB/T 29317 电动汽车充换电设施术语中确立的以及下列术语和定义适用于本文件。DB1331/T 042202323.1背装式换电重卡换电电池箱装置于驾驶室后方、通过车载托架与车辆底盘主梁连接、利用主梁上方空间进行更换、具自动换电功能的重型卡车。3.2换电电池箱换电重卡动力电池总成部件,一般包括箱体、标准电池包、高低压盒、液冷机组、换电连接器及其它线路附件等。3.3车载托架连接于车辆底盘主梁上的可承载电池箱的固定托架;一般由架体、导向装置、锁止机构、换电连接器、换电控制器等组成,是换电重卡连接车辆和电池箱的功能部件,具备自动锁止功能,可实
9、现电池箱和车辆电路的插拔连接。3.4电池箱上接口电池箱顶部可与换电设备连接的部分。3.5电池箱下接口电池箱底部与车载托架或换电站内充电架连接的部分,一般包括导向空间及匹配结构、锁止点及匹配结构、换电连接器等要素。3.6换电控制器能够实现车载托架锁止机构动作控制及状态检测、与车辆和换电站进行信息交互的功能部件,换电控制器非必选件,其功能可在车端集成。4硬件互通要素的技术要求4.1换电重卡电压平台换电重卡的工作电压范围应在420-720V之间。4.2电池箱4.2.1电池箱的总体尺寸电池箱的总体尺寸应符合附录A所示的要求。4.2.2电池箱上接口电池箱上接口的结构、尺寸和精度要求应符合附录B要求。4.
10、2.3电池箱下接口电池箱下接口的结构、尺寸和精度要求应符合附录C中图示C.2要求。附录C.2含有导向和锁止位置点,要求电池箱下接口具备所有结构要素。4.3车载托架DB1331/T 042202334.3.1车载托架换电接口车载托架换电接口的结构、尺寸和精度要求应符合附录C中图示C.1要求。图示C.1含有导向和锁止位置点,要求车载托架换电接口具备所有结构要素。4.3.2锁止机构技术要求锁止机构结构应符合如下要求:a)锁止机构应能在X/Y/Z三个方向上将换电电池箱紧固在托架机构上;b)锁止机构应具有手动解锁功能,能实现快速解锁换电电池箱;c)锁止机构能承受的振动按GB/T38031-2020电动汽
11、车用动力蓄电池安全要求中8.2.1的要求,但Z向随机振动有效值修正为2.7g,XY向修正为1.36g。锁止机构能承受的机械冲击按照GB/T38031-2020电动汽车用动力蓄电池安全要求中8.2.2的要求;d)锁止机构可以通过信号控制锁体锁闭和解锁;e)锁止机构的锁闭和解锁动作必须有明确信号反馈到通讯系统。4.4换电连接器用于传输电能量、电信号的连接换电电池箱与车身的专用电连接器,由公端和母端组成。换电连接器的公端安装在电池箱下接口上,母端安装在车载托架和换电站充电架上,主要性能技术要求如下,其余技术要求见附录D.a)对准导入机构:轴向能修正不小于3角度偏差;b)浮动跟随机构:在X、Y方向浮动
12、量不小于8mm,Z方向跟随不小于5mm;c)插拔力:800N;d)插拔寿命:10000次;e)防护等级:不低于IP67(插头与插座耦合),电池端不低于IPXXB;f)动力电路额定电流见附录D中表D.1。5换电电池箱软件互通要素技术要求5.1物理层物理层应符合 ISO 11898-1:2003、SAE J1939-11:2016 中关于物理层的定义。5.2数据链路层5.2.1帧格式本文件采用 CAN 扩展帧的 29 位标识符,具体应符合 GB/T 27930-2015 中 6.1 的要求。5.2.2协议数据单元协议数据单元(PDU)应由七部分组成,分别是优先级(P)、保留位(R)、数据页(DP)
13、、PDU格式(PF)、特定 PDU(PS,可作为目标地址、组扩展或专用)、源地址(SA)和数据域,均应符合GB/T 27930-2015 中 6.2 的要求。5.2.3传输协议功能DB1331/T 04220234车辆与 BMS 之间传输大于等于 9 个字节的数据应使用传输协议功能,应符合 GB/T 27930-2015 中6.5 的要求。5.3应用层5.3.1地址分配网络地址应用于保证信息标识的唯一性以及表明信息的来源。BMS 的源地址定义为不可配置的地址,即该地址固定在 ECU 的程序代码中,包括服务工具在内的任何手段都不能改变其源地址。BMS 的源地址宜符合表 1 的要求。表1 ECU的
14、源地址定义装置源地址BMS243(F3h)5.3.2消息类型车辆与 BMS 通信应采用 CAN 局域网通信,扩展帧格式,基于周期型、事件型、事件周期型的消息类型进行交互。5.3.3报文内容报文中未使用的位填充 1,未使用的字节填充 0 xFF,接收节点在接收到报文后忽略所有未使用的位和字节。数据传输采用 Intel 格式,最右边字节为高有效字节(MSB),最左边字节为低有效字节(LSB)。位顺序为最左边位是高有效位(msb),最右边位是低有效位(lsb)。5.4电池基本信息基本信息按照电压、电流、SOC、绝缘电阻、继电器信息、能量估算、换电信息、单体电压、单体温度、单体总数、电池制造信息、电池
15、编码信息、BMS 版本信息、网络管理进行信号分类5.4.1电池信息电池信息应符合表 2 的要求。表2 电池信息序号信号名称信号长度(bit)编码定义信号定义源地址-目的地址1BMS_BattMainConnINVol主正继电器内侧电池端电压160 xFFFF:Invalid分辨率:0.1偏移量:0单位:V实际范围:06553.5BMS-车辆DB1331/T 042202352BMS_BattMainConnOutVol主正继电器外侧母线电压160 xFFFF:Invalid分辨率:0.1偏移量:0单位:V实际范围:06553.5BMS-车辆3BMS_BattCurr动力电池组电流160 xFF
16、FF:Invalid分辨率:0.1偏移量:-1000单位:A实际范围:-10005553.5BMS-车辆4BMS_BattSOC电池包 SOC80 xFF:SignalInvalid分辨率:0.4偏移量:0单位:%实际范围:0100BMS-车辆5BMS_BattSOH电池包 SOH80 xFF:SignalInvalid分辨率:0.4偏移量:0单位:%实际范围:0100BMS-车辆6BMS_BattCurrentStsBMS 当前工作状态20 x0:高压开启0 x1:预先充电0 x2:高压关断0 x3:高压上电故障分辨率:1偏移量:0实际范围:03BMS-车辆7BMS_PosIsolation
17、Res电池包正极绝缘值160 xFFFF:Invalid分辨率:1偏移量:0单位:k实际范围:0 60000BMS-车辆DB1331/T 042202368BMS_NegIsolationRes电池包负极绝缘值160 xFFFF:Invalid分辨率:1偏移量:0单位:k实际范围:0 60000BMS-车辆9BMS_BattTermVolOutMainPos主正继电器外侧电池端电压160 xFFFF:Invalid分辨率:0.1偏移量:0单位:V实际范围:06553.5BMS-车辆10BMS_BattTermVolOutMainNeg主负继电器外侧电池端电压160 xFFFF:Invalid分
18、辨率:0.1偏移量:0单位:V实际范围:06553.5BMS-车辆5.4.2继电器信息继电器状态及故障反馈应符合表 3 的要求。表3 继电器状态及故障反馈序号信号名称信号长度(bit)编码定义信号定义源地址-目的地址1BMS_MainPosConnSts主正继电器状态反馈20 x0:预留0 x1:开启0 x2:闭合0 x3:无效分辨率:1偏移量:0实际范围:03BMS-车辆2BMS_MainNegConnSts主负继电器状态反馈20 x0:预留0 x1:开启0 x2:闭合0 x3:无效分辨率:1偏移量:0实际范围:03BMS-车辆DB1331/T 042202373BMS_PreChgConn
19、Sts预充继电器状态反馈20 x0:预留0 x1:开启0 x2:闭合0 x3:无效分辨率:1偏移量:0实际范围:03BMS-车辆4BMS_ChgPosConnSts1充正继电器1状态20 x0:预留0 x1:开启0 x2:闭合0 x3:无效分辨率:1偏移量:0实际范围:03BMS-车辆5BMS_ChgPosConnSts2充正继电器2状态20 x0:预留0 x1:开启0 x2:闭合0 x3:无效分辨率:1偏移量:0实际范围:03BMS-车辆6BMS_ChgNegConnSts1充负继电器1状态20 x0:预留0 x1:开启0 x2:闭合0 x3:无效分辨率:1偏移量:0实际范围:03BMS-车
20、辆7BMS_ChgNegConnSts2充负继电器2状态20 x0:预留0 x1:开启0 x2:闭合0 x3:无效分辨率:1偏移量:0实际范围:03BMS-车辆8BMS_HeatPosRelaySts加热正继电器状态20 x0:预留0 x1:开启0 x2:闭合0 x3:无效分辨率:1偏移量:0实际范围:03BMS-车辆9BMS_HeatNegRelaySts20 x0:预留分辨率:1BMS-车辆DB1331/T 04220238加热负继电器状态0 x1:开启0 x2:闭合0 x3:无效偏移量:0实际范围:0310BMS_MainPosNotConnFlt主正继电器无法闭合报警10 x0:Nor
21、mal0 x1:fault分辨率:1偏移量:0实际范围:01BMS-车辆11BMS_MainPosRalayWeldedFlt主正继电器粘连故障10 x0:Normal0 x1:fault分辨率:1偏移量:0实际范围:01BMS-车辆12BMS_MainNegNotConnFlt主负继电器无法闭合报警10 x0:Normal0 x1:fault分辨率:1偏移量:0实际范围:01BMS-车辆13BMS_MainNegRalayWeldedFlt主负继电器粘连故障10 x0:Normal0 x1:fault分辨率:1偏移量:0实际范围:01BMS-车辆14BMS_PreChgNotConnFlt预
22、充继电器无法闭合报警10 x0:Normal0 x1:fault分辨率:1偏移量:0实际范围:01BMS-车辆15BMS_PreChgRalayWeldedFlt预充继电器粘连故障10 x0:Normal0 x1:fault分辨率:1偏移量:0实际范围:01BMS-车辆16BMS_ChgPosNotConnFlt1充电1正继电器无法闭合报警10 x0:Normal0 x1:fault分辨率:1偏移量:0实际范围:01BMS-车辆17BMS_ChgPosWeldedFlt110 x0:Normal分辨率:1BMS-车辆DB1331/T 04220239充正 1 继电器粘连故障0 x1:fault
23、偏移量:0实际范围:0118BMS_ChgPosNotConnFlt2充电2正继电器无法闭合报警10 x0:Normal0 x1:fault分辨率:1偏移量:0实际范围:01BMS-车辆19BMS_ChgPosWeldedFlt2充正 2 继电器粘连故障10 x0:Normal0 x1:fault分辨率:1偏移量:0实际范围:01BMS-车辆20BMS_ChgNegNotConnFlt1充电1负继电器无法闭合报警10 x0:Normal0 x1:fault分辨率:1偏移量:0实际范围:01BMS-车辆21BMS_ChgNegWeldedFlt1充负 1 继电器粘连故障10 x0:Normal0
24、 x1:fault分辨率:1偏移量:0实际范围:01BMS-车辆22BMS_ChgNegNotConnFlt2充电2负继电器无法闭合报警10 x0:Normal0 x1:fault分辨率:1偏移量:0实际范围:01BMS-车辆23BMS_ChgNegWeldedFlt2充负 2 继电器粘连故障10 x0:Normal0 x1:fault分辨率:1偏移量:0实际范围:01BMS-车辆24BMS_HeatPosNotConnFlt1加热正继电器无法闭合故障10 x0:Normal0 x1:fault分辨率:1偏移量:0实际范围:01BMS-车辆25BMS_HeatPosWeldedFlt1加热正继
25、电器粘连故障10 x0:Normal0 x1:fault分辨率:1偏移量:0BMS-车辆DB1331/T 042202310实际范围:0126BMS_HeatNegNotConnFlt加热负继电器无法闭合故障10 x0:Normal0 x1:fault分辨率:1偏移量:0实际范围:01BMS-车辆27BMS_HeatNegWeldedFlt加热负继电器粘连故障10 x0:Normal0 x1:fault分辨率:1偏移量:0实际范围:01BMS-车辆28BMS_HeatTMSNotConnFlt加热膜或 TMS 继电器无法闭合故障10 x0:Normal0 x1:fault分辨率:1偏移量:0实
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