《純電動乘用車卡扣式換電系統(tǒng)技術要求 第3部分：通訊協(xié)議》編制說明

《純電動乘用車卡扣式換電系統(tǒng)技術要求第3部

分：通訊協(xié)議》編制說明

一、工作簡況

1.1任務來源

《純電動乘用車卡扣式換電系統(tǒng)技術要求第3部分：通訊協(xié)議》團體標準是

由中國汽車工程學會批準立項。文件號中汽學函【2023】103號，任務號為2023-

051。本標準由中國汽車工程學會電動汽車產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟提出，奧動新能

源汽車科技有限公司、上海優(yōu)續(xù)新能源科技有限公司、上海電器設備檢測所有限公

司、藍谷智慧（北京）能源科技有限公司、飛巽傳感技術（上海）有限公司、北京

汽車研究總院有限公司等單位起草。

1.2編制背景與目標

2019年6月3日，由國家發(fā)展改革委會同有關部門共同研究制定了《推動重點消

費品更新升級暢通資源循環(huán)利用實施方案（2019-2020年）》。提出了引導企業(yè)創(chuàng)

新商業(yè)模式，推廣新能源汽車電池租賃等車電分離消費方式，降低購車成本。進一

步刺激行業(yè)其他企業(yè)紛紛開展換電模式車輛的研究。2021年10月工信部發(fā)布《關于

啟動新能源汽車換電模式應用試點工作的通知》，各地積極開展換電模式推廣應用，

換電車輛、換電站快速發(fā)展。2021年4月30日，由工信部提出全國汽標委歸口的GB/T

40032-2021《電動汽車換電安全要求》推薦性國家標準由國家市場監(jiān)督管理總局、

國家標準化管理委員會批準發(fā)布，并于2021年11月1日起開始實施。為換電技術的發(fā)

展提供了有力的標準支撐。2022年1月發(fā)布的《關于進一步提升電動汽車充電基礎設

施服務保障能力的實施意見》和2022年6月發(fā)布的《貫徹落實<中共中央國務院關于

完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見>的實施意見》中均提到

要鼓勵開展換電模式應用，加快換電模式的推廣。2022年3月，工信部發(fā)布的“2022

年汽車標準化工作要點”中指出：加快構建完善電動汽車換電標準體系，推進純電

動汽車車載換電系統(tǒng)、換電通用平臺、換電電池包等標準制定，以規(guī)范換電產(chǎn)業(yè)的

發(fā)展。換電產(chǎn)業(yè)在政策的大力支持下，未來也將繼續(xù)保持增長的趨勢。

1

在換電行業(yè)快速發(fā)展的同時，也帶來一些問題，比如現(xiàn)有換電站的使用率，基

礎設施資源的有效利用，企業(yè)各自發(fā)展導致的電池包無法互換，換電站的無法共用，

站內充電資源無法共享等問題，亟需推進共享換電和通用平臺相關的標準，促進和

支持換電行業(yè)的高效，兼容的發(fā)展。

為此，工程學會召集行業(yè)專家研究換電系統(tǒng)標準的研制。該標準的目標是，一

方面能為汽車行業(yè)后續(xù)進入車企提供指導或支撐，另一方面進一步促進換電資源的

共享和有效利用。

1.3主要工作過程

1.3.1立項階段

2022年6月17日，中國汽車工程學會線上組織專家對《純電動乘用車卡扣式

換電系統(tǒng)技術要求》系列標準項目進行立項審查，參會專家有：長安新能源周成勇

周總、充電基礎設施與智慧能源協(xié)同專業(yè)委員會邵浙海主任、全國汽車標準化技術

委員會電動車輛分技術委員會徐梟、蔚來汽車袁春萍主任、上海機動車檢測認證技

術研究中心有限公司王晉軍王總、協(xié)鑫集團馬建新部長、優(yōu)品汽車郝戰(zhàn)鐸總經(jīng)理，

會上奧動新能源汽車科技有限公司匯報了項目立項報告，專家組提出了質詢與討論，

會議形成意見如下:該標準項目是在現(xiàn)有國、行標基礎上對卡扣式換電系統(tǒng)接口的細

化，標準項目前期預研充分并初步形成標準草案，項目發(fā)起單位在該領域具備較強

的技術研究開發(fā)能力，標準實施方案可行。此項目立項成功。

1.3.2標準起草階段

2023年8月15日，《純電動乘用車卡扣式換電系統(tǒng)技術要求》系列團體標準

啟動會在奧動新能源汽車科技有限公司召開。由電動汽車產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟提

出并組織，經(jīng)中國汽車工程學會批準立項，由奧動新能源牽頭，聯(lián)合上海電器設備

檢測所有限公司、上海韻連電氣科技有限公司、上海優(yōu)續(xù)新能源科技有限公司、北

京汽車研究總院有限公司、飛巽傳感（上海）有限公司、藍谷智慧（北京）能源科

技有限公司等單位共同起草。關于《純電動乘用車卡扣式換電系統(tǒng)接口技術要求

第1部分：結構和尺寸》標準，本次會議由奧動介紹了換電標準的思路和框架；專

家組提出了建設性意見，會上對標準征求意見稿進行逐章節(jié)的充分討論；并對后續(xù)

計劃和分工安排進行了合議討論。

2

2023年9月21日，工作組召開了標準草案討論會，上海電器設備檢測所有限

公司、上海韻連電氣科技有限公司、上海優(yōu)續(xù)新能源科技有限公司、北京汽車研究

總院有限公司、飛巽傳感（上海）有限公司、藍谷智慧（北京）能源科技有限公司

參會專家充分討論了標準草案，最終形成征求意見稿。

1.4主要起草人、單位及承擔工作

姓名單位承擔工作

李攀奧動新能源汽車科技有限公司牽頭編制草案

楊燁奧動新能源汽車科技有限公司牽頭編制草案

于新瑞奧動新能源汽車科技有限公司牽頭編制草案

郝戰(zhàn)鐸上海優(yōu)續(xù)新能源科技有限公司負責報文格式和內容章節(jié)

王健敏上海電器設備檢測所有限公司負責報文格式和內容章節(jié)

趙巖飛藍谷智慧（北京）能源科技有限公司負責報文分類章節(jié)

陳朋飛飛巽傳感技術（上海）有限公司負責報文分類章節(jié)

王春超北京汽車研究總院有限公司負責報文分類章節(jié)

二、標準編制原則和主要內容

2.1標準制定原則

在通訊協(xié)議制定過程中，充分調研了整車企業(yè)、電池企業(yè)、換電運營商、數(shù)據(jù)

監(jiān)管平臺給出的建議，參考了GB/T27930-2015《電動汽車非車載傳導式充電機

與電池管理系統(tǒng)之間的通信協(xié)議》、GB/T32895-2016《電動汽車快換電池箱通信

協(xié)議》等，在確定本文件主要技術性要求指標時，綜合考慮了電動汽車快換電池箱

通訊協(xié)議的通用性、互換性技術要求，廣泛聽取各方意見，力求考慮充分全面。本

文件堅持“科學性、先進性、統(tǒng)一性、經(jīng)濟性、適用性、協(xié)調一致性和規(guī)范性”原

則，希望引領我國相關技術發(fā)展、規(guī)范行業(yè)發(fā)展、促進產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

2.1.1通用性原則

本標準提出的純電動乘用車卡扣式換電系統(tǒng)通訊協(xié)議技術要求不僅適用于純電

動乘用車，同時也適用于純電動商用車，通用性高。

2.1.2指導性原則

3

本標準提出的技術要求能為換電電池系統(tǒng)開發(fā)提供指導作用。目前使用的GB/T

32895-2016標準不完全適用于換電電池運營信息的監(jiān)控和管理，而本標準提出的方

法可以彌補這方面的不足，并且提供了電池使用里程結算信息，較清晰定義不同模

式下的監(jiān)控與充電流程，便于實際操作。

2.1.3協(xié)調性原則

本標準提出的方法與目前使用的國家標準中的方法協(xié)調統(tǒng)一，可以作為一種更

便捷、更高效的方法對目前使用的方法進行補充。

2.1.4兼容性原則

本標準提出的換電系統(tǒng)通訊協(xié)議技術要求充分考慮了換電行業(yè)里電池用到的監(jiān)

控和管理信息，具有普遍適用性。

2.1.5規(guī)范性原則

本文件在結構編寫和內容編排等方面依據(jù)GB/T1.1-2020《標準化工作導則

第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》進行編寫。

2.2主要技術內容說明

本文件編寫符合GB/T1.1《標準化工作導則》的規(guī)定。本文件主要結構及內

容如下：

1范圍

2規(guī)范性引用文件

3術語和定義

4總則

5物理層

6數(shù)據(jù)鏈路層

7應用層

8報文分類

9報文格式和內容

附錄A（規(guī)范性）換電站內電池箱網(wǎng)絡拓撲結構

附錄B（規(guī)范性）換電電池箱通訊技術要求

附錄C（規(guī)范性）換電站內電池箱充電流程

附錄D（資料性）傳輸協(xié)議功能

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2.2.1報文分類說明

1）“基本參數(shù)”報文中明確了BMS軟硬件版本號、電池箱總成零部件號、BMS

請求需進行SOC校準信號、車廠標識符定義。

2）定義電池電壓數(shù)值范圍為0~1000V；

3）增加報文ID，用以定義電池使用里程、電池編碼、車輛VIN碼信號與報

文；

4）報警參數(shù)閾值增加了充、放電電流過大故障、正/負極柱溫度過高輕微報

警；

5）充電參數(shù)報文中增加了電池充電類型，包含未充電、站內充電、站外快

充、站外慢充四種狀態(tài)顯示；

6）依據(jù)GB/T34014-2017《動力蓄電池編碼規(guī)則》中定義了24位動力電池

國標編碼報文，報文格式見表13。

7）電壓電流數(shù)據(jù)報文增加電池健康度SOH值信號；

8）控制類報文包含電池工作模式、站外充電限制、控制動作報文、電池入網(wǎng)/

退網(wǎng)設置狀態(tài)信息：

PGN優(yōu)數(shù)據(jù)報文周目標

序號報文描述PGN源地址

（Hex）先權長度期地址

1電池工作模式控制28928007100H68100ms0x560x80

2站外充電限制29184007200H681000ms*0x80

事件響

3控制動作報文28160006E00H680xF90x80

應

電池入網(wǎng)/退網(wǎng)設事件響

433280008200H680xF9/*0x80

置應

*站外充電限制報文源地址車廠定義。（站外充電限制報文的ID也可由車廠

自定義，且報文發(fā)送節(jié)點可以位于BMS的任意CAN網(wǎng)絡。）

*電池入網(wǎng)/退網(wǎng)設置需要車廠定義車輛上實現(xiàn)此功能的ECU，且車輛上實現(xiàn)電

池入網(wǎng)/退網(wǎng)設置的報文ID也可由車廠自定義，報文發(fā)送節(jié)點可以位于BMS的任意

CAN網(wǎng)絡。

5

*電池入網(wǎng)/退網(wǎng)設置功能在換電站內通過外部專用設備實現(xiàn)，報文ID固定不

可變，與BMS的通訊網(wǎng)絡位于快充CAN。

2.2.2傳輸協(xié)議功能

傳輸9個字節(jié)以上的數(shù)據(jù)需要使用傳輸協(xié)議功能。具體連接初始化、數(shù)據(jù)傳

輸、連接關閉應遵循SAEJ1939-21的5.4.7和5.10中消息傳輸?shù)囊?guī)定。

SAEJ1939-21中規(guī)定了兩種類型的傳輸協(xié)議：RTS/CTS和BAM。對請求-響應

的多包數(shù)據(jù)的傳輸協(xié)議進行了特殊定義，請求-發(fā)送大于9字節(jié)的數(shù)據(jù)傳輸時，請

求者發(fā)送請求PGN消息到特定目標地址，傳送者也需要響應到特定目標地址，傳

送者數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議參照BAM的數(shù)據(jù)傳輸格式。

向傳送者請求PGN為00F802（Hex）的參數(shù)組時，數(shù)據(jù)傳輸次序如下圖所

示。

請求者傳送者

請求參數(shù)組,PGN=00F802Hex

接收到請求PGN=00F802

響應請求（）

TP.CM_BAM,32,33,5,255,63490PGN00F802

50ms

TP.DT,1,data1-7

50ms

TP.DT,2,data8-14

50ms

TP.DT,3,data15-21

50ms

TP.DT,4,data22-28

50ms

TP.DT,5,data29-33,255,255

圖1請求PGN數(shù)據(jù)傳輸次序

2.2.3換電站內電池箱網(wǎng)絡拓撲結構

換電電池箱位于換電站內的網(wǎng)絡拓撲結構圖如下圖所示。

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圖2換電站內的網(wǎng)絡拓撲結構圖

其中外部專用設備使用時才會接入網(wǎng)絡；站內監(jiān)控單元與換電電池箱的信息交

互，需要通過充電機進行轉發(fā)。

2.2.4換電電池箱技術要求

1.BMS工作模式

BMS工作模式分為行車模式、換電站監(jiān)控模式、換電站充電模式、儲能模式四

種。

換電站會周期性的發(fā)送電池箱工作模式控制報文給BMS，BMS可以根據(jù)是否在

車上以及換電站內發(fā)送的電池箱工作模式控制報文來識別工作模式：

a)行車模式由各廠家自行定義；

b)BMS在非行車模式且接收到換電站發(fā)送的電池箱工作模式信息為換電站監(jiān)

控模式的情況下判定處于換電站監(jiān)控模式；

c)BMS在非行車模式且接收到換電站發(fā)送的電池箱工作模式信息為換電站充

電模式的情況下判定處于換電站充電模式；

d)BMS在非行車模式且接收到換電站發(fā)送的電池箱工作模式信息為儲能模式

的情況下判定處于儲能模式。

2.BMS數(shù)據(jù)存儲要求

實時存儲要求至少每5min存儲一次，若控制器不能滿足實時存儲，要求在遇到

以下情況時要存儲一次：

1)車輛上低壓下電；

2)充電完成；

3)電池位于車輛上的情況下檢測到換電提示信號有效（換電提示信號）；

7

4)電池位于換電站的情況下檢測到充電機發(fā)送的電池工作模式信息由站

內充電模式切換到站內監(jiān)控電模式；

5)要求至少每30min存儲一次。

2.2.5換電站內電池箱充電流程

換電站內電池箱充電流程具體見圖3。充電過程及相關協(xié)議參照GB/T27930電

動汽車非車載傳導式充電機與電池管理系統(tǒng)之間的通信協(xié)議。

物理連接完成

低壓輔助上電

充電握手階段

充電參數(shù)配置階段

充電階段

充電結束階段

結束充電

圖3換電站內充電總流程圖

換電站內不提供CC2快充連接確認信號以及A+喚醒信號。換電站利用電池箱

工作模式控制報文(ID：0x18718056)來替代電池快充控制中A+喚醒信號及CC2快

充連接確認信號：

a）換電站默認發(fā)送“電池箱工作模式=換電站監(jiān)控模式”給BMS；

b）當需要開啟充電時，換電站發(fā)送“電池箱工作模式=換電站充電模式”給BMS；

同時開始與BMS充電握手（CRM-2011/CHM-2015）。

c）充電過程中發(fā)生故障時處理策略參照GBT27930，因故障結束充電流程后，

換電站發(fā)送“電池箱工作模式=換電站監(jiān)控模式”給BMS。

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d）因人工終止、或滿充終止充電流程后，換電站發(fā)送“電池箱工作模式=換電

站監(jiān)控模式”給BMS。

電池箱工作模式信息與快充控制信號對應關系

電池工作模式控制報文

序號A+喚醒信號及CC2連接確認狀態(tài)

Byte1電池工作模式信息值

10x01:換電站監(jiān)控模式無A+喚醒，未連接

20x02:換電站充電模式A+喚醒，CC2連接

2.3標準主要內容的論據(jù)

在通訊協(xié)議制定過程中，充分參考了整車企業(yè)、電池企業(yè)、換電運營商、數(shù)據(jù)

監(jiān)管平臺給出的建議：

1）考慮換電運營管理，增加了“基本參數(shù)”報文，明確了BMS軟硬件版本

號、電池箱總成零部件號、BMS請求需進行SOC校準信號、車廠標識符定義，目的

是換電站監(jiān)控系統(tǒng)能快速識別電池基本信息內容，便于不同型號電池管理；

2）為適應新能源車電池電壓平臺發(fā)展趨勢，定義電池電壓數(shù)值范圍為

0~1000V；

3）增加了電池使用里程、電池編碼、車輛VIN碼信號與報文，主要是記錄數(shù)

據(jù)要符合平臺數(shù)據(jù)監(jiān)管政策要求，用以結算與補貼計算。

4）考慮關鍵零部件快換連接器監(jiān)控需求，報警參數(shù)閾值增加了充、放電電流

過大故障、正/負極柱溫度過高輕微報警；

5）考慮充電場景識別，充電參數(shù)報文中增加了電池充電類型，包含未充電、

站內充電、站外快充、站外慢充四種狀態(tài)顯示；

6）依據(jù)GB/T34014-2017《動力蓄電池編碼規(guī)則》中定義了24位動力電池

國標編碼報文。電池編碼作為電池標識信息，具有一定的法規(guī)要求。

7）考慮現(xiàn)行的標準對于充電過程描述不完善的問題，定義了換電站內電池箱

充電流程，徹底解決各家理解不同，電池充電過程上下電控制策略不同，從而導致

電池不能順利充電的問題。

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8）為適應能源應用需求，定義了BMS行車模式、換電站監(jiān)控模式、換電站

充電模式、儲能模式，為將來應用預留接口。

2.4標準工作基礎

編寫組主要起草單位奧動新能源具備完整換電電池產(chǎn)品通訊協(xié)議制定的能力，

參與了GB/T32895《電動汽車快換電池箱通信協(xié)議》標準修訂工作，積累了大量

的電池運行通訊數(shù)據(jù)。通訊協(xié)議參考《GB/T27930-2015電動汽車非車載傳導式充

電機與電池管理系統(tǒng)之間的通信協(xié)議》、《GB∕T32895-2016電動汽車快換電池

箱通信協(xié)議》