隨著“雙碳”目標的推進和新能源商用車市場的快速擴張，換電模式因其“快補能、長續航”的優勢成為行業關注的焦點。2021年4月，工業和信息化部正式啟動新能源汽車換電模式應用試點工作，國內諸多重點城市相繼出臺支持政策，整車及動力電池企業紛紛布局換電版產品，換電技術路線迅速從乘用車擴展到商用車領域。商用車因工況多樣、續航需求高、運營節奏緊湊，對換電系統的安全性及可靠性提出了更高要求。為規范行業發展，國家出臺了《電動商用車換電安全要求》，旨在通過系統的安全技術規范，保障換電商用車的可靠運行和乘員安全。本文將依據該標準及相關資料，深入解析電動商用車換電技術的優勢與發展態勢，介紹其安全性規范要求與核心技術要點，為行業提供參考。

一、換電技術的優勢

電動商用車換電模式通過快速更換整包動力電池，實現“5分鐘級”續航補給。與傳統充電樁補電相比，換電具備以下顯著優勢：極大縮短停運時間，有效提升運營效率。對于物流運輸、環衛作業、礦場和碼頭等高強度使用場景，車輛可在5 min內完成電池置換，避免因長時間充電造成的運力損失；電池資產與車輛分離，推動“車電分離”商業模式落地，降低購車成本，延長電池使用壽命；換電站可集中管理電池，實現電池生命周期全程監控及統一維護，提升管理效率和安全水平；標準化換電接口與模塊化電池設計，為不同品牌、不同電量電池系統的互換提供基礎支撐，助力產業鏈協同發展。綜上，換電技術憑借高效、靈活與規模化優勢，正逐步成為商用車新能源轉型的重要突破口。

圖 1  后背式車載換電系統示意圖

二、發展態勢與背景

自2013年起，國內就開始關注換電模式車輛的發展。2019年國務院文件明確提出推廣新能源汽車電池租賃等車電分離方式，使得換電技術進一步升溫。據《電動商用車換電安全要求》編制說明，2021年4月啟動的換電模式應用試點工作，標志著國家層面對換電技術的全面推廣和政策支持 。截至2025年上半年，國內已有十余家大型整車及換電裝備企業參與換電模式試點，換電站數量持續增長。商用車方面，以資源運輸、環衛、快遞物流等工況為主的換電車輛增速迅猛，如今國內新能源重卡滲透率將超過20%，其中換電重卡占比70%以上。

三、換電安全標準體系概述

《電動商用車換電安全要求》分為整車要求與系統要求2大部分。

1.整車要求方面，主要包含通用要求、防水要求

通用要求。整車外廓尺寸必須符合GB 1589，防止因尺寸超限導致限高限寬碰撞；當電池包頂部高于駕駛室頂部時，需設置防護裝置；車輛應具備鎖止裝置狀態、接口連接及溫度監測功能，未鎖止或溫度異常時應通過聲光信號并觸發限速或禁止行駛保護措施。換電動作涉及高壓電與重載機械裝置，鎖止機構必須在無電源且斷氣狀態下鎖止或緊急手動解鎖；車輛需具備實時監測鎖止狀態和接口結合狀態的能力，當出現未鎖止或接口松脫時，通過儀表盤聲光報警并觸發限速或禁止行駛。

圖 2  車輛與限高欄碰撞事故案例

防水要求。底盤式換電車輛需分別進行模擬涉水（500 mm深）與模擬清洗試驗；后背式換電車輛進行高壓清洗模擬；試驗后車輛應滿足GB 18384對絕緣和密封的防護等級要求。

圖3  換電車輛鎖止裝置不合格導致電池掉落

圖4   換電車輛涉水測試

2.系統要求方面，主要包含機電強度、震動可靠性、換電操作耐久等

機電強度。借鑒GB 19239-2022和GB/T 26990-2023對燃氣系統和氫氣系統的機械強度考核方法，對后背式與底盤式換電系統分別制定靜態（相對位移≤8 mm）和動態（X/Y/Z方向沖擊）試驗要求。

圖5   振動測試臺架安裝示意圖

振動可靠性。基于試驗場路譜采集及ISO 19453-3等效疲勞強化理論，以平均值PSD譜為后背式最終振動條件、最大包絡譜為底盤式條件，進行12 h隨機振動試驗；試驗后電氣接口需滿足耐電壓、絕緣電阻（≥100 MΩ）、IPX7/IPX9防護等級及溫升≤55 K等要求。

圖6   底盤式換電系統振動試驗

換電操作耐久。換電機構及電氣/冷卻接口需滿足不低于1萬次的鎖止/釋放循環試驗，期間車輛必須處于有效駐車狀態，操作時無高壓泄露或功能失效；試驗后接口性能指標同振動試驗。

圖7   N2和 N3類底盤式換電車輛的車載換電系統的隨機振動試驗曲線與試驗條件

四、結語

電動商用車換電模式作為新能源產業鏈的重要組成，憑借其高效補能與車電分離特點，正加速融入各類商用場景。然而，由于工況復雜、動力要求高，安全性規范必不可少。國家標準《電動商用車換電安全要求》從整車外廓、防水、機械強度、電氣可靠性、振動與耐久、熱管理等多維度，構建了全面的安全測試與性能指標體系，為行業發展提供了科學依據。未來，隨著標準的實施與迭代，將進一步規范換電技術路線，助力商用車行業綠色、高效、可持續發展。

作者:常青

一審:杜紅武/二審:王作函/三審:于晶

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