电动汽车充电和电池更换技术是电动汽车能源补给的两种不同方式，同时也是制约电动汽车发展的瓶颈。鉴于商用车辆对能量补给的特殊需要，电池更换技术针对公交、出租车等公共交通领域有着良好的应用场景。从技术发展趋势看，电池更换技术快速、安全、可靠的特点具备拓展应用领域的竞争力。从装备制造业发展看，本领域标准先行是开拓市场“走出去”的重要举措，通过主导更换电标准的制定，规范电池更换系统、电池更换站、支撑系统、电池包等重要定义，标准化电动汽车电池更换系统的基本架构、组成、接口和分类，并给出电池更换系统的用例分析和解决方案，这些工作将推动电动汽车产业的健康发展，摆脱科研、产业发展中对国外标准的依赖，具有前瞻性、导向性的作用。 

IECTS62840-1标准制定的背景及意义

目前，电动汽车已被世界各国普遍确立为实施能源持续利用战略和低碳经济转型的有效途径和重要措施。基于车电分离、电池更换模式配合大规模集中型充电，已经成为当前电动汽车发展具有特定应用环境的技术模式之一。因此，能够快速更换电池的纯电动汽车和与之配套的电池租赁、电池维护、充电服务的运营模式，是电动汽车完全实现商业化的重要发展模式之一。

我国在大力发展国内电动汽车充电技术及制定电动汽车充电设施标准的同时，高度重视国际标准制定情况的研究，并积极参与电动汽车充电设施国际标准制定。尽快开展电动汽车充电设施标准国际化研究和国际标准提案工作是目前标准化工作的当务之急。一方面加强与国际相关标准化组织的协调与合作，消除技术壁垒，依据国情引进先进的国际标准，完善我国充电设施标准化体系；另一方面，积极推动我国标准化体系的国际化进程，通过主导和影响国际标准的导向，从而在国际市场竞争中取得先机，保护我国自主知识产权、维护国家利益、提高国际话语权，为我国电动汽车充电设施产业的发展保驾护航。

在国家标准委和国家能源局的领导和支持下，我国成立了能源行业电动汽车充电设施标准化技术委员会，致力于建立具有我国独立知识产权的电动汽车充电设施标准体系，制订适合于我国电动汽车发展和电网建设的系列标准。依托大范围的电动汽车示范试点工程，以及电网企业大量建设运行经验和关键技术研究成果，在电动汽车充电设施标准制定方面起到了先导作用。

IECTS62840-1标准的主要内容

电动汽车电池更换系统国际标准从通用性、安全性、基础性方面规定了电池更换的要求，主要表现在以下几方面：

（1）IECTS62840-1定义了电动汽车电池更换系统架构及其组成和接口，给出可更换电池箱、电池更换系统等基础定义（图1）。

图 1 电动汽车电池更换系统架构图

电池更换系统包括电池更换站、电池箱系统、支撑系统和供电系统，提供快速、安全和可靠的电池更换技术。

电池更换站包含车辆导引子系统、电池更换子系统、电池存储子系统、电池充电子系统、运行监控子系统、电池维护子系统。车辆导引子系统用于将电动汽车识别、认证、清洗、定位并固定到特定的位置，做好换电准备。电池更换子系统用于对电池箱的锁止/解锁、装载/卸载和转运。电池存储子系统用于存储电池箱，并对电池箱状态和存储环境进行监控。电池充电子系统用于对电池箱进行充电，在充电时与电池箱进行通信，保障充电过程的安全。监控子系统用于对换电过程进行监视和控制，并提供与上级系统的通信。

电池箱系统是电池更换系统的核心，一辆可更换电池的车辆可包括一组或几组可更换电池箱。

支撑系统包括电池物流子系统和电池维护子系统，物流子系统将电池箱在更换站和外部设施之间进行交换和运输；电池维护子系统提供在线或离线方式对电池箱进行监测和维护。

供电系统用于提供电力给电池更换站和支撑系统，同时也具备双向传输电能的能力。

（2）对车辆定位（表1）、电池箱更换（表2）、电池箱充电（表3）、电池箱维护（表4）等情景进行用例分析。

表 1 车辆定位用例

表 2 电池箱更换用例

表 3 电池箱充电用例

表 4 电池箱维护用例

（3）对商用车侧方位换电（图2）、商用车顶部换电（图3）、乘用车底部换电（图4）、乘用车端部换电（图5）进行分类和分析。

图 2 商用车侧方自动化换电典型布局

图 3 商用车顶部自动化换电典型布局

图 4 乘用车端部自动化换电典型布局

图 5 乘用车底部自动化换电典型布局