电动汽车电池更换站设计规范

电动汽车电池更换站设计规范

1.范围

本规范规定了电动汽车锂电池更换站的设计原则。

本规范适用于电动汽车锂电池更换站新建、扩建和改建工程的设计。

2.规范性引用文件

下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注明

日期的应用文件，其随后所有的修订单（不包括勘误的内容）或修订版均

不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用

这些文件的最新版本。凡是不注明日期的引用文件，其最新版本适用于本

规范。

GB/T电工术语基本术语

GB3096声环境质量标准

GB/T汽车和挂车类型的术语和定义

GB4208外壳防护等级（TP代码）

GB5749生活应用水卫生标准

GB6067起重机械安全规程

GB/T12325-2003电能质量供电电压允许偏差

GB12348工业企业厂界环境噪声排放标准

GB/T14549-1993电能质量公用电网谐波

GB/T15945-1995电能质量电力系统频率允许偏差

GB/T电动车辆传导充电系统一般要求

GB/T电动车辆传导充电系统电动车辆交流/直流充电机（站）

GB/T-2008公制系列和英制系列的试验机柜、机架、插箱和机箱的

气候、机械试验及安全要求

GB50011建筑抗震设计规范

GB50016建筑设计防火规范

GB50034建筑照明设计标准

GB50052供配电系统设计规范

GB5005310kV及以下变电站设计规范

GB50054低压配电设计规范

GB50057建筑物防雷设计规范

GB50058爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范

GB5005935〜llOkV变电所设计规范

GB500603?110kV高压配电装置设计规范

GB50116火灾自动报警系统设计规范

GB50140建筑灭火器配置设计规范

DL/T5149-2001220kV〜550kV变电所计算机监控系统设计技术规程

DL/T5056-2007变电所总布置设计技术规程

DL/T5390-2007火力发电厂和变电站照明设计技术规定

QC/T413-2002汽车电气设备基本技术条件

SDJ5-85高压配电装置设计技术规程

Q/GDW214-2008变电站计算机监控系统现场验收管理规程

Q/GDW233-2009电动汽车非车载充电机通用技术要求

Q/GDW234-2009电动汽车非车载充电机电气接口规范

Q/GDW235-2009电动汽车非车载充电机通信协议

Q/GDW238-2009电动汽车充电站供电系统规范

电动汽车充电设施建设技术导则

电动汽车电池更换站技术导则

3.总则

电池更换站的设计应遵循“统一标准、统一规范、统一标识、优化分布、

安全可靠、适度超前”的原则。

电池更换站的设计应结合地区特点，综合考虑商用车、乘用车等服务对

象，提高资源利用效率，充分保障电动汽车的能源供给。

在电池更换站的设计中，必须遵守国家有关法规的规定，特别要采取切

实有效的环境保护和水土保持的防治措施。环境保护和水土保持的工程设

施必须和主体工程同时设计、同时施工、同时投产。

电池更换站的设计除应执行本规程的规定外，尚应符合现行的有关国家标

准和电力行业标准。

4.术语和定义

GB/T中确立的以及下列术语和定义适用于本规范。

电池更换站Battery-SwapStation

指采用电池更换方式为电动汽车提供电能供给的场所。

电池箱BatteryPack

指由若干单体电池、箱体、电池管理系统及相关安装结构件（设备）

等组成的成组电池。

电池组BatteryGroup

指由若干电池箱串、并联组成的用来为电动汽车提供动力的电池箱组

合。

充电架ChargingRack

指用于集中承载电池箱的设备，充电机通过该设备对电池箱充电。

电池箱联接器BatteryPackConnector

指采用插拔方式完成电池箱与电动汽车及充电架之间传导式连接的

专用电联接器。

充电机直流标称电压ChargerDirectNominalVoltage

指充电机输出的最高直流电压

纹波系数RippleFactor

脉动直流电量的峰值与谷值之差（或称峰-峰值）,与直流电量平均值

之比。

充电柜ChargerCabinet

安装一台或多台充电机的机柜。

5.站址选择

电池更换站站址的选择，应根据电网规划与当地电动汽车发展规划进行

全面综合考虑。

电池更换站的选址应充分考虑用户需要，科学合理地规划服务半径和服

务能力。

选择站址时，应充分考虑节约用地，不占或少占耕地及经济效益高的土

地。

选择站址时应充分考虑更换站所在电网运行特点和容量，并便于架空和

电缆线路的引入。

站址交通运输应方便。

周围环境宜无明显污秽，如空气污秽时，站址宜设在受污源影响最小处；

具有适宜的地质、地形和地貌条件（例如避开断层、滑坡、塌陷区、溶洞

地带、山区风口和有危岩或易发生滚石的场所），站址宜避免选在有重要

文物或开采后对电池更换站有影响的矿藏地点，否则应征得有关部门的同

意。

不应设在地势低洼和可能积水的场所，否则，站区应有可靠的防洪措施或

与地区（工业企业）的防洪标准相一致，但仍应高于内涝水位。

不应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方，且不宜设在有火灾危险环

境的正上方或正下方，当与有爆炸或火灾危险环境的建筑物毗连时，应符

合现行GB50058的规定。

应考虑职工生活上的方便及水源条件。

6.站区规划和总布置

站区规划

G.1.1电池更换站的总体规划应与当地规划相协调，并充分利用就近的交

通、生活、消防、给排水及防洪等公用设施。

6.1.2电池更换站总体规划应满足当地城市规划的要求，宜避免与相邻民

居、企业和设施的相互干扰。

6.1.3电池更换站总体规划应根据工艺布置、建设规模统筹规划，近远期

结合，以近期为主。分期建设时，应根据发展需求，合理规划，分期或一

次性征用土地。

总平面布置

6.2.1电池更换站平面布置应满足总体规划要求，站内工艺布置合理，功

能分区明确，交通便利，节约用地，并预留扩建的可能性。

6.2.2电池更换站应包括综合厂房、站内外行车道、临时停车场地等。

6.2.3应根据电池更换站的设计更换能力，合理设置电池更换场地，保证

电池流转和更换的方便、快捷。临时停车场地的大小根据电池更换站的规

模及入站的车流量合理考虑，其布置不应妨碍其余车辆的电池更换和通

行。

6.2.4电池更换站的布置应有站区工作人员在紧急情况下安全撤离的通

道。

6.2.5电池更换站各建、构筑物的火灾危险类别及其最低耐火等级不应低

于表的规定。各建、构筑物整体及部件的设计，除达到使用功能外，尚应

符合防火方面的有关规定。

表6.2.5建、构筑物生产过程中火灾危险类别及最低耐火等级

序建、构筑物名称火灾危险性类最低耐火等级

号别

1生产用房T二级

2休息室等辅助房间戊三级

3配电室戊二级

注：除本表规定建、构筑物外，其他建、构筑物的火灾危险性及耐火等

级应符合

现行的国家标准GB50016的有关规定。

竖向布置

6.3.1电池更换站的站区场地设计标高宜高于频率为2%的洪水位或历史

最高内涝水位，同时应考虑当地规划要求和现有道路标高。位于内涝地区

的电池更换站，可采取措施使主要设备底座和生产建筑的室内地坪标高不

低于上述高水位。

6.3.2场地设计宜采用平坡式，坡向根据排水方向确定。

6.3.3站内建筑的底层设计标高高出室外地坪不应小于0.3nio

围墙、大门及行车道

6.4.1电池更换站围墙形式应根据站址位置、城市规划和环境要求等因素

综合确定，宜采用实体围墙或花格围墙等，也可采取全开放式布置形式。

电池更换站的进出口宜面向主要道路，便于引接进站道路；出入口方位及

处理要求应与城市规划和街景相协调。

设置围墙的电池更换站，进出口大门宜采用轻型电动门。

站内外行车道应根据电池更换站的建设规模及行驶车辆类型采用单（双）

向通行道路。

电池更换站站内行车道除满足电动汽车进出要求外，还应满足设备检修、

设备安装、消防等要求；站内行车道应与站外行车道应形成环形。

站内单行车道宽度不应小于4.0m,双行车道宽度不应小于6.0m,转弯半

径不应小于9.0m；站外行车道（引道）宜利用现有交通道路，车道宽度不

应小于4.0m,转弯半径不应小于9.Omo

行车道纵向坡度宜采用％―2%,不宜大于6%；有可靠的排水措施时，可

小于％。

站内行车道路面宜采用城市型混凝土路面或沥青路面。

设计荷载：电池更换站站内、外行车道及电池更换场地均按汽一15级考

虑。

管沟布置

管、沟布置应根据电池更换站的规模和工艺布置统筹规划，管、沟之间及

其与建、构筑物之间的平面与竖向上应相互协调、远近结合、合理布置、

便于扩建。

管、沟布置应符合DL/T5056有关规定。

7.电池更换系统

电池箱

7.1.1电动汽车的动力电池组应使用相同类型的电池箱串并联构成。

7.1.2电池箱类型构成的要素包括：外观尺寸、电压等级、电池安时数和

电池材料。

7.1.3电池箱外观应采用长方体，外形尺寸不应超过3种。

相同外形尺寸的电池箱具有相同的电压，标称电压可分为80V和96VO

电池箱安时数不宜低于45Ah。

乘用车电池箱单箱重量不宜超过80kgo

电池箱联接器插头宜布置在电池箱的一侧。

电池箱宜有锁止装置确保其安装位置的正确性，并具有紧急解锁功能。

电池箱应便于搬运和固定。

7.1.10电池箱应具备与充电机及车的通信接口。

7.1.11电池箱应有通风散热功能，必要时应增加暖风加热功能。

7.1.12电池箱应具备必要的机械强度和防护等级。电池箱的负载强度按照

GB/T-2008规定的负载强度要求进行设计并试验。电池箱的提吊试验按

照GB/T—2008规定的提吊要求进行设计并试验。电池箱的振动和冲击应

参照QC/T413-2002进行设计并试验。电池箱防护等级不低于IP32要求。

7.1.13电池箱如具备计量功能，其准确度等级不应低于2级。

例如：SGL08U045-A表示：80V/4bAh的锂电池箱，A表示外形尺寸为726mm

X220mmX323mmo

充电架

7.2.1充电架应与电池箱相匹配，并采用框架组合。

7.2.2充电架采用220V交流供电。

7.2.3充电架采用单列或多列布置，操作通道和检修通道宽度见表。

表操作及检修通道

采用尺寸（mm）

距离名称

一般最小

架止面通道宽度40003000

架背面通道宽度1200800

架侧面通道宽度20001200

7.2.4充电架应与电池箱尺寸配合设计，相邻两电池箱间距不小于20nmo

7.2.5充电架应单独接地，其接地电阻不大于4Q。

7.2.6充电架配线采用强弱电分离设计，弱电电缆应采用屏蔽电缆，强电

电缆宜采用阻燃电缆。

7.2.7充电架高度不宜超过3500mm且层数不宜低于4层。

7.2.8充电架应具有对电池箱的限位固定功能。

7.2.9充电架应有较高的机械强度，满足承载要求。充电架的负载强度按

照GB/T—2008规定的负载强度要求进行设讦并试验。充电架的振动和冲

击按照GB/T-2008规定的振动和冲击等要求进行设计并试验。

7.2.10充电架应具有对电池箱的导向功能。

7.2.11充电架应具备空置、就位、正在充电和充满等状态显示功能。

7.2.12充电架与电池箱及充电机之间采用CAN总线通信。

7.2.13充电架宜配置相应的装置，与电池箱配合实现对电池温度调节功

能。

7.2.14充电架的工位配置参考附录Ao

电池箱联接器

7.3.1电池箱联接器应采用强电与弱电分离的结构，并具有防误插的功能。

7.3.2电池箱联接器由车载端、充电架端和电池端组成。车载端与充电架

端宜采用相同设计。

7.3.3电池箱端采用插头结构，车载端和充电架端采用插座结构。

7.3.4电池箱联接器的导向机构应能修正不小于5毫米的位置偏差。

7.3.5电池箱联接器正常使用情况下的插拔次数不小于5000次。

电池箱更换设备

7.4.1电池箱更换设备由自动或半自动设备组成，应具有方便、快捷更换

电池箱的能力。

7.4.2车辆就位后至车辆完成换电且驶离换电工位，乘用车电池箱更换所

需时间不大于5min,商用车不大于lOmin。

7.4.3电池箱更换设备平均无故障工作时间不小于lOOOOho

7.4.4电池箱更换设备的作业范围应与充电架相匹配。

7.4.5电池箱更换设备如采用自动设备应能够实现与电池更换站监控系统

的通信。

7.4.6电池箱更换设备应具有紧急停止功能。

7.4.7电池更换站应按设计更换能力的120%选择更换设备参数及数量。

电池箱更换设备中涉及起重等特种作业的，应满足GB6067—2009的相关

规定。

电池箱更换设备应具有固定电池箱的结构，确保电池箱的安全转运。起重

设备或搬运设备应具备在失电或其他意外情况下紧急制动功能，以防止造

成人员伤亡和设备损坏。

电池箱更换设备应根据电池箱位置、重量和充电架位置，确定设备载荷、

转运范围和升降高度。

站内应配备应急电池箱更换设备。

电池箱更换设备宜配备保安电源。

电池箱检测与维护设备

站内应设置单独的检测维护区域或房间，提供给单套检测设备的工作面积

宜大于101,其宽度不小于倍电池箱长度。检测设备的数量根据站内电池

箱总服务数的千分之一来配备，最低不少于两套。检测设备工作的环境温

度应控制在15-30ro

检测设备应能重新标定单体电池实际容量，最大误差不高于5%。

检测设备应能检测单体电池内阻，最大误差不高于5%。

检测设备应能检测电池箱和单体电池绝缘性能，最大误差不高于5%。

检测设备应能对电池箱中的单体电池进行单独充放电，充放电电流应根据

不同厂家和型号的电池而定，最高不宜超过1C。

8.供电系统

8.0.1供电系统的设计应符合安全可靠、技术先进和经济合理的要求，采

用符合国家现行有关标准的效率高、能耗低、性能先进的电气设备。

电源配置

8.1.1电池更换站供电电源的配置，应根据电池更换站的规模和用电容量

确定。

1电池更换站应采用双电源供电。

2电池更换站双电源原则上均采用10kV供电，若确实存在困难无法由

10kV提供双电源，其中一路可采用供电，但电源必须满足站内充电机、消

防、监控系统等重要负荷的用电需求。

8.1.2电池更换站的供电容量应满足站内充电、动力、监控、照明、办公

等用电的要求，并留有一定裕度。

8.1.3电池更换站供电电源原则上采用电缆引入站内，宜采用沟体或穿管

敷设。

电气主接线

8.2.1电池更换站电气主接线的设计应符合GB50053第三章第二节的规

定。

8.2.2电池更换站采用10kV双电源供电时，10kV侧母线可采用单母线或

单母线分段接线，侧采用单母线分段接线。

8.2.3电池更换站采用一路10kV电源和一路电源供电时，侧采用单母线接

线，两路电源之间应可靠联锁。

8.2.4充电机不宜与电池更换站内其他设备共用同一回出线。

电气设备

8.3.1变压器宜采用接线形式。

8.3.2装设两台变压器时，单台变压器容量不应小于电池更换站的用电容

量，并留有一定裕度。

10kV开关柜应采用中置式开关柜或环网开关柜，中置式开关柜宜采用真

空断路器。

8.3.4电池更换站侧宜采用固定式开关柜抽出式开关柜，变压器侧出口处

应采用低压断路器。

电气设备布置

8.4.1电池更换站电气设备包括供电系统设备、充电架、充电机、电池更

换设备等

8.4.2电池更换站电气设备的布置应符合GB50053第四章第一节的用关

规定。

8.4.3电池更换站供电系统设备布置合理，电缆走向简洁方便。

8.4.4电气设备布置应便于搬运、安装、操作、检修、试验和检测。

8.4.5电气设备布置应考虑扩建的可能性，留有一定空间。

8.4.6电气设备布置应考虑相应的安全防护措施，防止人身触甩。

站用电源

8.5.1电池更换站的交流电源和直流电源设置应符合DL/T5103-1999和

DL/T5044-2004的相关规定。

8.5.2电池更换站站用电源由母线供电。

8.5.3电池更换站监控系统应设置不停电电源，不停电电源采用成套UPS

装置或由直流电源和逆变电源组成。不停电电源的容量选择应留有裕度。

8.5.4电池更换站宜配置站用直流屏，直流母线采用单母线接线。直流系

统宜具备自动调节功能，其充电装置应采用智能化整流电源模块，具备显

示、上传直流系统状态量的功能。

8.5.5电池更换站监控系统和通信系统的电源应安仝可靠。监控系统站控

层宜采用交流不停电电源(UPS)供电，间隔层设备数量较少时可与站控层

共用电源，数量较多时可配置独立的直流系统供电；通信系统设备数量较

少时可与监控系统共用电源，数量较多时可配置独立的直流系统供电。

8.5.6电池更换站监控系统和通信系统电源的其他要求按照DL/T

5149-2001中“10电源”的规定执行。

二次系统配置

8.6.1供电系统的保护配置和二次回路接线要求应符合GB/T14285-2006

和GB/T50062-2008的相关规定。

8.6.2变压器10kV侧采用真空断路器时应配置微机保护，微机保护应具备

三段式过流保护、过负荷保护、低压侧零序过流保护等功能；断路器采用

自带的过流保护。

8.6.3供电系统应配置测控装置，实现各主要设备电气参数的遥测、遥信

和遥控功能。

8.6.4供电系统采用10kV双电源供电且单母线分段时，应设置备用电源

自动投入装置，侧可设置备用电源自动投入装置。

8.6.5供电系统10kV开关应采用保护测控一体装置，安装于开关柜内；

侧测控装置宜组屏安装。

8.6.6供电系统宜配置电能质量监测装置，对电能质量参数进行监测和分

析。

8.6.7供电系统应设置电能计量装置，计量点原则上应设置在供用电设施

产权分界处；应配置电能计量柜或电能计量箱；电能计量专业电压互感器、

电流互感器或专用二次绕组及其二次回路不得接入与电能计量无关的设

备。

电缆敷设

8.7.1电缆的选择应符合GB50060相关条文规定，电缆的敷设应符合GB

50054、GB50229、GB50217等相关条文规定。

8.7.2双回电源进线电缆宜不同路径敷设。

谐波治理和无功补偿

电池更换站的设计应尽量减小对公用电网电能质量的影响。如果更换站

达不到标准规定的功率因数或谐波控制要求,应采取有效的无功补偿或谐

波治理措施，使电池更换站接入电网的电能质量符合GB/T14549T993的

规定。

应采取措施抑制电池更换站的谐波电流注入公用电网，以确保电能质量

和电力系统的安全、经济运行。治理后电池更换站10kV母线谐波电压限

值和注入公用电网的谐波电流分量应满足GB/T14549-1993相关条文规

定。

谐波治理工程应按照“同时设计、同时施工、同时投运、同时验收”的

原则进行。如加装滤波装置，宜采用有源滤波技术在低压母线集中补偿，

有源滤波器补偿容量按不小于20%充电机总功率计。

无功功率补偿装置应进行优化配置，采用自动投切装置，应保证在最大

负荷运行变压器10kV侧功率因数不低于。无功功率补偿装置中有关电气

参数应设置合理，避免产生谐振。

防雷接地

8.9.1电池更换站建筑物和电气装置防雷应符合GB50057和DL/T620的

有关规定。

8.9.2电池更换站电气设备接地应符合DL/T621的有关规定。

8.9.3电池更换站的防雷接地、电气设备的工作接地及保护接地宜共用接

地装置，其接地电阻不应大于4欧姆。

8.9.4电池更换站监控系统和通信系统的防雷与接地要求按照DL/T

5149-2001中“11防雷与接地”的规定执行。

电气照明

8.10.1电池更换站电气照明应符合GB50034>GB50059和DL/T5390-2007

的相关规定。

8.10.2电池更换站平均照度值，不应低于表所规定的数值。

表电池更换站工作场所工作面上的照度标准值

照度（lx）备注

视觉作业等

工作场所

级事故照

一般照明

明

监控室II甲20080

室

充（换）电间VII20060

内

配电室IV乙20060

电池更换区域100

室

地面

外

主干道5

照明光源应采用光效高、寿命长的节能型光源，宜采用细管径直管形荧光

灯。

8.10.4站内照明灯具的机械、电气、防火性能应符合现行的灯具国家标准

要求，应优先选用配光合理、效率高的灯具。室内开启式灯具的效率不低

于75%带格栅灯具的效率不低于60机

8.10.5室外照明根据场地面积大小可采用分散布置、集中布置或分散与集

中相结合的方式，宜选用金属卤化物灯或高压钠灯照明，亦可采用其他高

强度气体放电灯。

8.10.6当室内灯具悬挂高度在4.0田及以下时，宜采用荧光灯；当悬挂高

度在4.0m以上时，宜采用高强度气体放电灯。

8.10.7室内、外照明器的安装位置应便于维修。照明器与带电导体（设备）

间应有足够的安全距离，对工作时有可能损坏灯罩的场所，应采用有保护

罩的照明器，金属保护罩应与保护地线可靠连接。

8.10.8对监控室、设备室、动力电池储存间、主要屋内通道应装设事故应

急照明。各大空间场所及疏散通道设置疏散照明，疏散通道及出入口设置

疏散指示标志灯。

8.10.9照明光源不应对显示屏幕直射和产生眩光。

8.10.10照明灯具的安装需设置合理的水平照度和垂直照度，保证车辆进

站的安全，不影响站内工作人员操作。

9.充电系统

充电机的选择

9.1.1充电机应采用模块化的高频开关变换型电源，满足电池箱充电的

要求，交流输入与直流输出电气隔离。

9.1.2充电机数量宜与充电架联接的电池箱数量相一致。

9.1.3充电机输出直流标称电压选择

充电机输出直流标称电压为120V,调节范围50-120Vo

充电机输出电压根据下式计算：

(9.1.3)

式中：

〃一充电机充电的电池单体数量；

一充电机输出电压裕量系数，一般取〜；

““一充电末期单体电池电压，单位为V。

9.1.4充电机输出直流额定电流选择

充电机输出直流额定电流根据下式计算:

Ir=K(l

（9.1.4）

式中：

（一充电机输出电流裕量系数，-一般取〜；

乙一电池最大允许持续充电电流，单位为A。

在附录电流优选值中选择一略大于。的数值确定为充电机直流输出额

定电流。

充电机的布置

9.2.1充电机宜安装在2260nunX800mmX600mm（高X宽X深）柜内组

成充电柜，正面操作设备的布置高度不宜超过1800mm,距地高度不宜低

T400nuiio

9.2.2充电柜柜体防护等级应不低于IP3K

9.2.3充电机与外部的电气联接应通过端子连接。电缆的选择和敷设应

符合GB50217的规定。

9.2.4充电机柜应布置在充电架附近，柜前后应留有运行及检修通道。

运行及检修通道宽度应符合表的要求。

表9.2.4运行及检修通道宽度表

采用尺寸mm

距离名称

一般最小

柜正面至柜正面18001400

柜正面至柜背面15001200

柜背面至柜背面15001000

柜正面至墙15001200

柜背面至墙12001000

柜侧面至墙1200800

主要通道20001400

功能要求

9.3.1充电机应具有根据电池管理系统（BMS）和后台监控系统提供的数

据，动态调整充电参数、自动完成充电过程的功能。

9.3.2充电机应具各通过CAN接口与电池管理系统通信的功能，获得甩

池箱参数及充电电池的状态参数。

9.3.3充电机应具各通过以太网或CAN接口与后台监控系统通信的功能,

用于将电池信息、充电机信息上传到电池更换站监控系统，并接收来自后

台监控系统的指令。

9.3.4充电机应能判断电池箱是否连接正确。与电池箱正确连接后，充

电机才能允许启动充电过程。当充电机检测到与电池箱的连接不正常时，

必须立即停止充电。

9.3.5充电机应具有充电、充满、停机等状态指示，并将此信息送至充

电架。

9.3.6充电机应能够显示直流电压、直流电流等必要的信息。

9.3.7充电机故障时应有相应的告警信息。

9.3.8充电机应具有实现外部手动控制的输入设备，以便对充电机参数

进行设定。

9.3.9充电机应具备交流输入过欠压保护、过流保护、直流输出过压保

护、过温保护等功能。

10.监控与通信系统

监控系统

系统结构

1电池更换站监控系统由站控层及间隔层构成，站控层包括监控系

统后台系统、通信网关等。间隔层由供电系统监控单元、充电机控制单元

和安防终端设备构成；电池更换站监控系统及通信系统结构设计可参考附

录c中的图。

2站控层提供电池更换站内运行各系统的人机界面，实现管理控制

站内各种自动化设备等功能，形成全站监控、管理中心，并可与上级管理

通信；

3间隔层提供供电系统、充电机及安防终端设备的数据采集和控制

功能。

网络通信结构

1间隔层应采用工业以太网或CAN网以总线式或星型拓扑结构连

接。部分设备也可采用RS485等串行接口方式连接；

2站控层和间隔层应采用以太网以总线式或星型拓扑结构直接连

接;

3站控层各主机之间应采用以太网以总线式或星型拓扑结构连接；

4电池更换站监控系统宜采用单网结构；

5电池更换站监控系统网络应预留足够的专用的以太网或无线公

网接口实现与各类上级控制管理系统交换数据。

6电池更换站与站外其他系统通信应采用光纤通信方式，条件不具

备的地区在保证信息安全的前提下，也可采用租用公共通信网络的方式。

硬件构成

1站控层设备：包括数据库服务器、操作员工作站、安防工作站、

工程师工作站、计量计费管理工作站、激光打印机、通信网关等；

2网络设备：包括网络交换及路由设备、光电通信设备、网络连

线、电缆、光缆等；

3间隔层设备：包括I/O单元、控制单元、控制网络、保护接口机、

充电机控制单元和安防终端设备等。

软件系统

1电池更换站监控系统的软件应由系统软件、支持软件和应用软件

组成；

2软件系统的可靠性、兼容性、可移植性、可扩充性及界面友好性

等指标均应满足系统本期及远期规划的要求;

3软件系统应为模块化结构，方便修改和维护；

4软件系统应为成熟的多任务操作系统并具有完整的自诊断程序；

5数据库结构应适应监控系统的数据存储量和实时性要求，应具备

良好的可维护性，并提供用户访问数据库的标准接口；

6网络软件应满足计算机各节点直接的信息传输、数据共享和分布

式处理等要求，通信速率应满足系统实时性要求；

7应配置各种必要的工具软件；

8应用软件必须满足系统功能要求，成熟、可靠，具有良好的实时

响应速度和可扩充性；

9站控层网络应按TCP/IP协议通信；间隔层通信可采用相关的国

家标准、电力行业标准、国家电网企业标准或IEC标准通信。

系统配置原则

1站控层主机配置应能满足整个系统的功能要求及性能指标要求，

主机容量应与电池更换站所控制采集的设计容量相适应，并留有扩充裕

度。应选用性能优良、符合工业标准的产品；

2操作员工作站应满足运行人员操作时直观、便捷、安全、可靠的

要求；

3主机系统宜采用单机配置，规模较大的电池更换站可采用双机冗

余配置，热备用运行;

4规模较大的电池更换站可根据需要配置专用工程师维护工作站、

计量计费管理工作站等；

5应设置GPS设备，其同步脉冲输出接口及数字接口应满足系统配

置要求，I/O单元对时精度应满足事件顺序记录时间分辨率要求；

6打印机根据输出报表的要求选择A3或A4激光打印机，配置数量

和性能应满足定时制表、召唤打印等功能要求；

7网络介质可采用屏蔽双绞线、非屏蔽双绞线、光缆或以上几种方

式的组合，长距离通信应采用光缆；

8间隔层设备可包括中央处理器、存储器、通信及I/O控制等模块。

I/O单元电气电源配置应模块化、易维护、更换；

9通信接口装置宜分散设置，通信接口装置应能实现和间隔层各电

气设备及装置的通信功能。

监控系统功能

系统功能可参考附录C中的监控系统功能。

监控系统技术指标

监控系统技术指标可参考附录C中的监挖系统技术指标。

通信系统

电动汽车电池更换站通信系统的建设应满足现行的相关国标、行标、企业

标准及相关技术规范要求。

电池更换站必须具备与上级管理监控系统之间进行数据通信的能力。通信

系统应满足继电保护、安全自动装置、管理监控系统等业务对电力通信的

要求。

电池更换站与上级调度机构数据通道组织及通道方式的选择，应根据地区

通信网现状结合地区电力系统通信规划确定，井应满足数据通道的技术要

求。

电池更换站原则上采用光缆通信，若光纤接入存在困难可选用公用通信网

络。

安装在电池更换站内的通信设备可采用机架式或导轨式安装方式，可单

独组屏或与自动化设备共屏安装，利用自动化电源进行供电。

电池更换站通信系统的业务承载应遵循电力二次系统安全防护有关规定。

站内通信设备的保护接地、防雷击和过电压保护措施应符合行业标准YD

5098-2005的有关规定。

电池更换站电缆线路，应同步考虑通信光缆建设或预留通信专用管孔或

子管。

11.土建部分

一般规定

11.1.1电池更换站建、构筑物的承载力、稳定、变形、抗裂、抗震及耐久

性等应符合现行国家标准GB50011、GB50010、GB50017、GB50007等

的规定。

11.1.2电池更换站建、构筑物的设计应做到统一规划、造型协调、整体性

好、生产及生活方便，同时结构的类型及材料品种应合理并简化，以利备

料、加.工、施工及运行。

建筑物

11.2.1站内建筑应按工业建筑标准、以工业化生产模式设计，应以统一标

准、统一模数布置，做好建筑节能、节地、节水、节材工作，应用节能、

环保型建筑材料。

11.2.2电池更换站内建筑宜单层布置，根据工艺要求及建设规模，可设

有监控室、生产用房、配电室、备班室、卫生间及休息室等辅助用房。

11.2.3建筑物宜布置在向阳、无日照遮挡地段；建筑物体型应紧凑，凹凸

面不宜过多。建筑流线合理，做到人车分流。

11.2.4建筑物围护结构的外表面宜采用浅色饰面材料，并能体现国家电网

公司企业标准色彩。外墙而装修材料宜采用普通弹性涂料或而砖。

11.2.5室内装修应采用普通工业装修标准，宜选用中档环保型的装修材料

和产品，避免采用高档装修材料。一般房间可采用普通弹性乳胶漆涂刷。

卫生间宜采用PVC扣板吊顶，内墙可采用普通瓷砖墙面。楼地面面层宜采

用普通环保型材料，如普通地砖、自流平地坪或耐磨地坪。除卫生间外，

其余房间和走道均不应设置吊顶。

11.2.6墙体材料应结合当地实际情况，综合考虑保温、隔热、防水、防火、

防腐、强度及稳定性要求，选用节能、环保、经济、合理的材料，有温度

控制要求的建筑墙体宜采用墙体外保温措施。

11.2.7建筑物外门窗面积不宜过大，并采取密封措施，选用节能型门窗。

建筑物东、西向窗户应采用有效的遮阳措施。

11.2.8屋面防水应根据建筑物的性质、重要程度、使用功能要求采取相应

的防水等级。建筑屋面宜采用平屋顶形式，平屋面排水坡度不应小于1/50,

屋面排水宜采用有组织排水。

电池更换站监控室和机房建设按照DL/T5149-2001中“9场地与环境”

的规定执行。

11.2.10电池更换站内的建筑宜根据工艺布置选取合适的结构形式，如框

架结构、砌体结构、钢结构。

11.2.11结合建筑物的节能和环保要求，建筑结构设计根据工程实际情况

采用新技术、新材料、新工艺。

11.2.12电池更换站建筑物建筑抗震设防类别为丙类，应按本地区设防烈

度进行抗震计算和采取抗震措施。

构筑物

11.3.1独立设置的遮雨棚宜采用轻型结构，可采取岛式或整体布置。

11.3.2一般地区电缆沟深度小于Im时采用砌体结构，深度等于或大于1m

时可采用混凝土结构，过道路处的电缆沟采用钢筋混凝土结构。对于湿陷

性黄土地区、高寒地区、有盐溶或盐胀及其它特殊土质（如膨胀土、盐渍

±）地区，电缆沟采田混凝土结构。0.4m宽及以下的电缆支沟在穿越道路

时，宜采用埋管方式。电缆沟盖板宜采用成品或预制沟盖板。场地电缆沟

沟壁高出地面0.1m,电缆沟底以不小于%的坡度放坡。

水工部分

11.4.1站区供水优先采用自来水，当站区附近没有自来水源时，可采用深

井取水。

11.4.2生活给水水质应符合GB5749,当生活给水水质不能满足要求时，

应采取给水净化措施。

11.4.3站内生活用水管网与消防用水管网可分开设置，设备区域不设绿

化给水管网。

11.4.4采用水消防时，生活、消防给水泵房宜合并设置。

11.4.5站区雨水通过截水沟或雨水口收集后排入市政雨水管网。雨水排

水系统设计优先考虑自流排水，不具备自流排水条件时可采用水泵升压排

出方式。室外电缆沟积水就近排入站内雨水管网。

11.4.6电池更换站生活污水、生产废水、雨水宜采用分流制排水。

11.4.7电池更换站生活污水经化粪池排至市政排水管。当站区污水不满足

自然排放要求时，站内设污水处理装置一套，废水均应处理达标后方可排

入站区雨水排水系统排至站外或用于站内绿化浇泗。

采强通风与空气调节

11.5.1除有特殊通风要求的房间可采用机械通风外，其余房间宜采用自

然通风方式。生产用房应设温度指示装置，通风量应根据电池允许温度，

按夏季排风温度不超过电池允许的最高环境空气温度计算。

11.5.2位于采暖区的电池更换站宜采用分散采暖方式；严寒及寒冷地区

的电池更换站宜采用分散电采暖方式。采用电采暖时，应符合GB50229

的规定，并满足房间用途、特点、经济和安全防火的要求。

11.5.3电池更换站的空调设计应符合GBJ19、GB50229、DL5000的规

定。备班室、监控室、配电室、休息室等房间宜采用分体空调。

12.消防

12.0.1电池更换站消防设计，应贯彻“预防为主，防消结合”的方针，防

治和减少火灾危害，保障人身和财产安全。

12.0.2站内设置一套火灾报警系统。火灾探测报警区域包括主要设备用房

和设备等。火灾探测报警系统的设计，应符合现行国标GB50116有关规

定。

12.0.3根据电池更换站建筑物火灾危险性类别、耐火等级及建筑物体积，

确定是否设置屋内、外水消防系统。各建、构筑物应配备适当数量的移动

式灭火器，用于电气装置及建筑物的灭火。灭火器应选择灭火效能高、使

用方便、能长期存放不失效，喷射距离远的品种。移动式灭火器设计应符

合GBJ140和DL5027的有关规定。

12.0.4供电设备的防火应符合GB50060相关条文规定。

12.0.5电缆的防火设计应采取防止电缆火灾虚延的阻燃及分隔措施。

13.环境保护

13.0.1电池更换站的站址选择，应符合国家环境保护、水土保持和生态环

境保护的有关法律法规的要求。电池更换站的环境影响评价、环境保护工

程设计必须贯彻《环境影响评价法》等国家颁布的有关环境保护的法令、

条例、标准和规定。

13.0.2当站址附近有市政污水管网时，宜采用分流制排水。

13.0.3当电池更换站设置地埋式生活污水处理装置时，生活污水经处理

达到污水综合排放标准后方可排出站外。

13.0.4电池更换站噪声对周围环境的影响必须符合GB12348和GB3096

的规定。

14.劳动安全和工业卫生

14.0.1电池更换站的设计必须执行国家规定的有关劳动安全和工业卫生

的法令、标准及规定，并应贯彻执行“安全第一，预防为主”的方针。劳

动安全和工业卫生设施必须与主体工程同时设计、同时审批、同时施工、

同时验收和投产使用。

14.0.2劳动安全和工业卫生的设计必须落实在各项专业设计中，工程设计

的各项措施应符合现行的有关标准、规范和规定。

14.0.3电池更换站的生产场所和附属建筑的防火分区、防火隔断、防火

间距、安全疏散和消防通道的设计，应符合国家现行规程规范的相关规定。

14.0.4有爆炸危险设备的建筑，必须按照不同类型的爆炸源和危险因素

采取相应的防爆保护措施。生产用房采用防爆灯具和防爆型轴流排风矶，

采用不产生明火的加热装置，所有控制开关均装于室外。

14.0.5电池更换站的安全疏散设施应有充足的照明和明显的疏散指示标

O

14.0.6在建筑物内部配置防毒及防化学伤害的灭火器时，应有安全防护

设施。

14.0.7电气设备的布置应满足带电设备的安全防护距离要求，还应有必要

的隔离防护措施和防止误操作措施；应设置防直接雷击和安全接地等措

施。防电伤的设计应符合SDJ5、DL/T620、DL/T62KGB5557和DL

408等有关标准、规范的规定。

14.0.8防暑、防寒及防潮的设计，应符合GBZ1、GBJ19的规定。

附录A

(资料性附录)

电池更换站换电及充电工位计算方法

A.1电池更换站换电工位数量根据下式计算：

Nl=B/(ktX24X(60/t0))

B=BO*kO

B0=N2*(SY/365)/SD

式中：

Nl：设计换电工位数，工位；

B：设计换电能力；

kt：每天有效工作时间系数，一般取〜1：

tO：每工位对每车次平均换电时间，分钟；

kO：换电能力冗余系数：一般取〜；

B0：每天的换电能力需求，车次/天;

N2：单站设计需服务的同种车辆数，车;

SY：平均每车年行使里程，km；

SD：平均每次更换电池后行使里程，kmo

A.2电池更换站充电工位数量根据下式计算(不含配送)：

N4=N1XN5

N3=mOX(60/t0)X24

N5=N3/C

式中：

N4：站内总的充电工位数量；

N5：设计每天每车道充电工位基数；

N3：每个换电工位每天对应的电池箱数，箱/位；

mO：每车次的装载电池箱数，单位为箱；

k2：换电调节系数，主要考虑来车不均匀，一般可取〜;

C：每天最大充电循环次数，一般可取4-6。

附录B

（资料性附录）

充电机技术要求

环境条件

工作温度

-10℃〜+55℃。

相对湿度

5%〜93%。

海拔高度

1000m及以下（海拔增高时，参数修正参照GB/T附录B）。

交流输入电压

380V±15乐50IIz±lHzo

输入功率因数和输入谐波电流含量

充电机额定输出时，输入侧产生的各次诣波电流含有率和输入功率因

数应符合表的规定。对于A级设备，应考虑对谐波和无功电流进行集中治

理。

表输入侧谐波阻流含有率和输入功率因数

A级设备B级设备

输入功率因数大于等于大于等于

输入谐波电流含量小于等于30%小于等于8%

直流输出

输出标称电压

充电机输出直流标称电压及输出电压调节范围见表lo

输出额定电流

输出直流额定电流可优先选择下列数值：20A、50A、100A,150A.

200Ao

输出稳压精度

不大于±%。

输出稳流精度

不大于±1%。

纹波系数

不大于1%。

充电机效率

充电机输出功率大于等于50%额定功率时，效率应大于等于90%。

电磁兼容性

充电机应能承受GB/T中相关条款规定的电磁环境测试。

可靠性指标

平均故障间隔时间（MTBF）应不小于lOOOOh（置信度为85%）。

结构要求

充电机应采用金属外壳，壳体应坚固，结构上应防止人体触及露电部

分。

温升要求

在额定负载下长期连续运行时，充电机内部各发热元器件及各部位的

温升应不超过表中的规定。

表充电机内部各部件极限温升

部件或器件极限温升(K)

功率开关器件70

整流变压器、电抗器

80

B级绝缘绕组

与半导体器件的连接处55

与半导体器件的连接处的塑料绝缘线25

母线连接处

50

铜与铜

60

铜搪锡一一铜搪锡

防护要求

IP防护等级

充电机防护等级应不低于TP31o

允许温度

在40C环境温度下，充电机可用手接触部分允许最高温度应是:

--金属部分，50℃；

---非金属部分，60℃o

可以用手接触但不必紧握的部分，在同样条件下允许的最高温度应

为：

---金属部分,60℃；

——非金属部分，85℃O

电气绝缘性能

工频耐压

充电机非电气连接的各带电回路之间、各独立带电电路与地（金属外

壳）之间，按其工作电压不同应能承受表5所规定历时Imin的工频耐压

试验。试验过程中应无绝缘击穿和闪络现象。

冲击耐压

产品各带电回路、各带电电路对地（金属外壳）之间，按其工作电压

应能承受表所规定标准雷电波的短时冲击电压试验。试验过程中应无击穿

放电。

表绝缘试验的试验等级

工频耐

额定绝缘电压口

压冲击耐压

额定工作电压交流均方根值

试验电试验电压

或直流

压

(kV)

(V)

(kV)

W601

60VUW3005

300VUW50012

绝缘电阻

采用500V兆欧表测试，充电机输入回路对地、输出回路对地、输入

对输出之间绝缘电阻应大于等于10MQ。

漏电流

湿热试验后，用倍标称电压测试，漏电流应小于等于。

其他要求

机械强度

充电机应能承受GB/T中条规定的机械环境测试。

噪声

充电机以额定功率输出时.，所产生的噪声应不大于60dB(A)o

附录c

（资料性附录）

监控系统技术要求

电池更换站监控系统及通信系统结构示意图

图电池更换站监控系统及通信系统结构示意图

监控系统功能

充电及供电监控系统功能

数据采集功能

1采集充电机工作状态、温度、故障信号、功率、电压、电流等:

2采集电池组温度、SOC、端电压、电流、电池故障信号等;

3采集电池更换站供电系统的开关状态、保护信号、电压、电流、

有功功率、无功功率、功率因数、电能计量信息等；

4（可选）采集电池更换设备的位置、工作状态信息。

控制调节功能

1向充电机下发控制命令，遥控充电机起停、校时、紧急停机、远

方设定充电参数等；

2控制供电系统断路器及开关的合分；

3（可选）向电池更换设备下发启停及更换电池位置等信息。

数据处理与存储

1具备充电机和供电系统的越限报警、故障统计等数据处理功能；

2具备电池箱充电过程数据统计等数据处理功能；

3系统具备对充电机、电池箱、更换设备和供电系统的遥测、遥信、

报警事件等实时数据和历史数据的集中存储和查询功能。

事件记录

1具备操作记录、系统故障记录、充电运行参数异常记录、电池组

参数异常记录等功能:

2可以对遥信变位、遥测越限、遥控操作、系统核心组件启停等事

件按时间、类型、装置等分类检索。

人机操作与图形编辑

1系统提供实用灵活、功能强大的画面编辑工具；用户可在线编辑、

修改任意画面；

2系统可以显示曲线、棒图、饼图、实时数据表格等不同种类的画

面；

3系统提供图形化操作完成充电机的各种遥控操作。

报警处理

提供图形、文字、语音等报警方式以及相应的报警处理功能。

电池充电信息管理

1存储每个电池箱的各类参数、使用时间、维护维修记录等信息；

2记录电池箱充电过程相关数据，包括充电电压、温度、充电次数、

充电起止时间、充电电量等。

通信功能

1系统采用CAN或工业以太网方式与充电机通信；

2系统能够通过以太网、具有保障信息安全措施的无线公网等通信

方式与监控中心等上级系统通信。

用户管理和权限管理

系统根据需要，规定操作员对各种业务活动的使用范围、操作权限等。

报表管理与打印功能

用户可以方便地定义各类日报、月报及年报，并具有定时./召唤打印

等功能。

系统维护与系统自检

1具备方便的数据库、图形界面、系统参数等维护工具；

2系统应具备自诊断、自恢复功能。

可扩展性

1系统应具备较强的扩展能力，以完成不同类型充电机的接入；

2系统应具有可伸缩性，以满足充电站规模不断扩容的要求；

3支持与不同类型的上级控制及管理系统进行信息交互。

对时

系统可以接受GPS同步时钟对时，也可对站内各个充电机及智能装置

对时，保证系统时间的一致性。

安防系统功能

实时视频监控

监视设备运行状态。与电池更换站监视区的智能设备配合，实现防盗、

防火功能，对设备、场地、休息室、值班室、营业窗口等进行监视。

报警功能

报警类别应包括防盗报警、非法闯入及画面异动报警、门禁报警、消

防报警、消防主机通信故障报警、温湿度报警、图像设备故障报警等。

控制功能

对任一摄像机进行控制，实现对摄像机视角、方位、焦距调整；对于

带预置位云台，操作人员能直接进行云台的预置和操作，光圈、景深应为

自动调整；保证控制的唯一性，同一时刻只允许一个操作人员控制同一控

制对象。

图像录像管理

站端的视频处理单元或数字硬盘录像机可对非重要区域的监控点（即

摄像机）实现报警前（至少15秒钟）、报警后（至少5分钟）录像存贮，

对重要区域的监控点可设定长时间（至少10天）的自动循环录像存贮，

所有监控点级别可设定。站端远方视频单元必须具备同时对至少16路视

频信号的实时录像功能。

系统对时功能

从站端标准时间源或监控中心获取标准时间，进行系统对时。

监控系统技术指标

充电及供电监控系统指标

系统容量指标

1可监控充电机数量：2200

2可监控保护测控装置数量：2100

3可监控更换设备数量（可选）：216

系统可靠性指标

1模拟量测量综合误差：＜1%

2遥信正确率：299%

3遥控正确率：2%

4平均无故障时间（MTBF）：N8760小时

系统实时性指标

1数据采样扫描周期：1秒〜10秒

2系统控制操作响应时间（从按执行键到充（放）电机执行）：＜

10秒

3画面调用时间：V3秒

4画面实时数据刷新时间：5秒〜30秒

5实时数据查询响应时间：V3秒

6历史数据查询响应时间：＜10秒

7正常情况下CPU负载：＜30%（1min平均值）

8事故情况下CPU负载：W70%（1min平均值）

安防系统指标

环境要求

1海拔高度：＜3000m

2环境温度：？25℃〜40℃

3抗地震能力：地面水平加速度0.3g,垂直加速度0.15g同时作用,

分析计算的安全系数不小于

4相对湿度：5%〜95%

5设备设计最大风速：35m/s

系统主要性能指标要求

1系统可用率：＞99%

2监控中心的监控终端（工作站）图像控制切换响应时间：VI秒

3图像传输帧速率：12〜25帧/秒可避

4图像分辨率：达到CIF格式(352X288)以上(包括CIF格式)

5计算机显示分辨率：2800X600

6系统时钟精度：VI秒

7系统平均无故障工作时间MTBF：>30000小时

8系统平均维护时间MTTR：〈小时

9计算机CPU负荷率平均：<30%

10监控画面显示与实际事件发生时间差：〈秒

11事件报警到系统自动记录相应画面时间差：VI秒

12各报警探头报警到后台信息显示时间差：VI秒

13各报警探头报警到监控中心显示时间差：V3秒

附录D1

（资料性附录）

乘用车、商用车电池更换站平面布置示意图

乘用车电池更换站典型平面布置示意图如图所示。该电池更换站配置电

池充电间（电池充电单元模块）2个。每个电池充电间配置电池充电位100

个，电池充电时间按4小时计，电池箱更换能力为400箱次/日。图为单

个电池充电间（电池充电单元模块）平面示意图。।

।本附录仅为电池更换站的平面布局示意，具体工程应根据实际情况设计。

功能区划分、房间布局、设计尺寸以实际工程为准。

27000

图乘用车甩池更换站平面布置示意图