电动汽车换电站的模块化控制系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术属于电动汽车充换电领域，具体提供一种电动汽车换电站的模块化控制系统及其控制方法。本发明专利技术旨在解决现有换电站因设备复杂而导致其在生产、布线、调试和升级时都比较繁琐的问题。为此目的，本发明专利技术的模块化控制系统包括总体控制模块、停车平台控制模块、换电小车控制模块、电池存储充电架控制模块、电池仓升降机控制模块、通讯模块和人机交互模块，通过各控制模块之间的协同作业，能够实现换电站的全自动化换电作业。本发明专利技术的模块化控制系统能够使各控制模块单独进行调试、测试，方便了系统的布线、配线、生产调试以及扩展兼容和优化升级维护。

Modular control system and control method for electric vehicle power station

The invention belongs to the field of electric vehicle charging and changing, and in particular provides a modular control system of an electric automobile change power station and a control method thereof. The invention aims to solve the problems of complicated production, wiring, debugging and upgrading caused by complicated equipment in the existing power exchange station. For this purpose, a modular control system of the invention comprises a master control module, control module, parking platform for electric vehicle control module, storage battery charging rack control module, battery lift control module, communication module and human-computer interaction module, through collaboration between each control module, to achieve full automation for electric operation for power plants the. The modular control system of the invention enables each control module to be debugged and tested independently, and facilitates the wiring, wiring, production debugging, expansion, compatibility and optimization, upgrade and maintenance of the system.

【技术实现步骤摘要】
电动汽车换电站的模块化控制系统及其控制方法
本专利技术属于电动汽车充换电领域，具体提供一种电动汽车换电站的模块化控制系统及其控制方法。
技术介绍
近年来电动汽车发展迅猛，电动汽车的里程忧虑一直是业内急需解决的问题，所以能否为电动汽车提供超越燃油汽车的加电体验是影响电动汽车未来发展普及的一个重要因素。在诸多的加电方式中，换电是一种极速、方便、安全的办法。换电站主要由停车平台、换电小车、电池存储充电架、电池仓升降机以及其他辅助设备组成，电动汽车的自动换电过程需要这些部件统一协作来完成。而每个部件中又分别包含多个由伺服电机控制的执行机构，所以需要一个完整的控制系统来协调这些可动机构的动作一致性及连贯性，以保证换电站的换电动作能够顺利完成。但是，由于设备的复杂性，上述换电站在生产、布线、调试和升级时都比较繁琐。相应地，本领域需要一种新的换电站控制系统和方法来解决上述问题。
技术实现思路
为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有换电站因设备复杂而导致其在生产、布线、调试和升级时都比较繁琐的问题。为此目的，本专利技术提供了一种电动汽车换电站的模块化控制系统，所述换电站包括停车平台、换电小车和电池仓，所述电池仓中设置有电池存储充电架和电池仓升降机，所述模块化控制系统包括：停车平台控制模块，其用于控制所述停车平台以便对电动汽车进行水平定位以及抬升电动汽车；换电小车控制模块，其用于控制所述换电小车的移动、举升以及电池的拆卸、转运和安装。在上述系统的优选技术方案中，所述模块化控制系统还包括电池存储充电架控制模块，所述电池存储充电架控制模块用于控制所述电池存储充电架对乏电电池进行充电和断开满电电池的充电电源以及乏电/满电电池在所述电池存储充电架内的横向传送。在上述系统的优选技术方案中，所述模块化控制系统还包括电池仓升降机控制模块，所述电池仓升降机控制模块用于控制所述电池仓升降机的升降、与所述换电小车的对接以及乏电/满电电池在所述电池仓升降机上的横向传送。在上述系统的优选技术方案中，所述模块化控制系统还包括人机交互模块，所述人机交互模块用于为操作人员提供所述换电站的整体信息以及用于使操作人员对所述换电站的各个操作进行输入控制。在上述系统的优选技术方案中，所述模块化控制系统还包括总体控制模块，所述总体控制模块用于进行所述换电站的总体逻辑控制并且选择性地进行停车平台前后坡道翻转控制、换电站卷帘门功能控制、冷却装置控制、照明装置控制以及异常处理机制控制中的至少一项。在上述系统的优选技术方案中，所述模块化控制系统还包括通信模块，所述通信模块用于收集所述总体控制模块、所述停车平台控制模块、所述换电小车控制模块、所述电池存储充电架控制模块、所述电池仓升降机控制模块和所述人机交互模块的实时信息以便进行上述各个控制模块之间以及上述各个控制模块与所述换电站外部的信息交互。在上述系统的优选技术方案中，所述模块化控制系统是可编程逻辑控制器(PLC)。在上述系统的优选技术方案中，所述通信模块、所述总体控制模块、所述停车平台控制模块、所述换电小车控制模块、所述电池存储充电架控制模块、所述电池仓升降机控制模块和所述人机交互模块中的至少一个通过Profinet扩展的模块控制相应的执行机构。在另一方面，本专利技术提供了一种采用上述模块化控制系统的换电控制方法，所述换电控制方法包括下述步骤：在所述电动汽车行驶到所述停车平台上之后，所述停车平台控制模块控制所述停车平台以便对所述电动汽车进行水平定位；在水平定位完成之后，所述停车平台控制模块接着控制所述停车平台来抬升所述电动汽车到预定高度；在所述电动汽车被抬升的同时或之后，所述电池存储充电架控制模块控制所述电池存储充电架将与所述电动汽车匹配的满电电池移动到所述电池仓中的电池交换处，并且所述换电小车控制模块控制所述换电小车移动到所述电动汽车下方，与所述电动汽车对准并拆下所述电动汽车上的乏电电池；所述换电小车控制模块控制所述换电小车将所述乏电电池转运到所述电池交换处并完成乏电电池与满电电池的交换；所述换电小车控制模块控制所述换电小车移动到所述电动汽车下方并对准；所述换电小车控制模块控制所述换电小车将满电电池安装到所述电动汽车上。在上述换电控制方法的优选技术方案中，“所述换电小车控制模块控制所述换电小车将所述乏电电池转运到所述电池交换处并完成乏电电池与满电电池的交换”的步骤进一步包括：所述换电小车控制模块控制所述换电小车将所述乏电电池转运到所述电池仓升降机上；所述电池仓升降机控制模块控制所述电池仓升降机，使满电电池被横向和/或竖向传送到所述换电小车上。在上述换电控制方法的优选技术方案中，在“所述换电小车控制模块控制所述换电小车将所述乏电电池转运到所述电池仓升降机上”的步骤之后，所述换电控制方法还包括：所述电池仓升降机控制模块控制所述电池仓升降机将所述乏电电池转运到所述电池存储充电架上并控制所述电池仓升降机停放至指定位置；所述电池存储充电架控制模块控制所述电池存储充电架对乏电电池进行充电。在上述换电控制方法的优选技术方案中，“所述电池存储充电架控制模块控制所述电池存储充电架将与所述电动汽车匹配的满电电池移动到所述电池仓中的电池交换处”的步骤进一步包括：所述电池存储充电架控制模块控制所述电池存储充电架，使所述满电电池在所述电池存储充电架内被横向传送到所述电池存储充电架上的电池交换处。在上述换电控制方法的优选技术方案中，“所述电池存储充电架控制模块控制所述电池存储充电架将与所述电动汽车匹配的满电电池移动到所述电池仓中的电池交换处”的步骤进一步包括：在所述升降机控制模块控制所述升降机移动至与所述电池存储充电架上存放满电电池的槽位对接的位置并且满电电池的充电电源被断开之后，所述电池存储充电架控制模块控制所述电池存储充电架，使所述满电电池在所述电池存储充电架内被横向传送到所述电池仓升降机上的电池交换处。在上述换电控制方法的优选技术方案中，在所述电动汽车行驶到所述停车平台上之前，所述换电控制方法还包括下述步骤：当所述电动汽车行驶到所述换电站附近时，通过所述通讯模块对所述电动汽车进行鉴权；在鉴权通过的情况下，所述总体控制模块控制所述停车平台的前坡道和/或后坡道翻转落下以及控制所述换电站的卷帘门升起以便所述电动汽车行驶到所述停车平台上。在上述换电控制方法的优选技术方案中，所述换电控制方法还包括：在所述换电小车控制模块控制所述换电小车将满电电池安装到所述电动汽车上之后，所述换电小车控制模块控制所述换电小车移动到所述电池仓内的指定位置；所述换电平台控制模块控制所述停车平台下降至最低位置，以便所述电动汽车驶离换电站；所述总体控制模块控制前后坡道收起，卷帘门放下。本领域技术人员能够理解的是，在本专利技术的优选技术方案中，通过停车平台控制模块控制停车平台对电动汽车进行水平定位并将电动汽车抬升至预定高度；通过换电小车控制模块控制换电小车将乏电电池从电动汽车上取下转运至电池仓升降机，以及将满电电池从电池仓升降机上取下转运至电动汽车下方，进而将满电电池安装到电动汽车上；通过电池存储充电架控制模块控制电池存储充电架对乏电电池充电，并断开满电电池的电源，并将乏电/满电电池进行横向传送；通过电池仓升降机控制模块控制电池仓升降机将满电电池从电池存储充电架转送至换本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动汽车换电站的模块化控制系统，所述换电站包括停车平台、换电小车和电池仓，所述电池仓中设置有电池存储充电架和电池仓升降机，其特征在于，所述模块化控制系统包括：停车平台控制模块，其用于控制所述停车平台以便对电动汽车进行水平定位以及抬升电动汽车；换电小车控制模块，其用于控制所述换电小车的移动、举升以及电池的拆卸、转运和安装。

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车换电站的模块化控制系统，所述换电站包括停车平台、换电小车和电池仓，所述电池仓中设置有电池存储充电架和电池仓升降机，其特征在于，所述模块化控制系统包括：停车平台控制模块，其用于控制所述停车平台以便对电动汽车进行水平定位以及抬升电动汽车；换电小车控制模块，其用于控制所述换电小车的移动、举升以及电池的拆卸、转运和安装。2.根据权利要求1所述的电动汽车换电站的模块化控制系统，其特征在于，所述模块化控制系统还包括电池存储充电架控制模块，所述电池存储充电架控制模块用于控制所述电池存储充电架对乏电电池进行充电和断开满电电池的充电电源以及乏电/满电电池在所述电池存储充电架内的横向传送。3.根据权利要求2所述的电动汽车换电站的模块化控制系统，其特征在于，所述模块化控制系统还包括电池仓升降机控制模块，所述电池仓升降机控制模块用于控制所述电池仓升降机的升降、与所述换电小车的对接以及乏电/满电电池在所述电池仓升降机上的横向传送。4.根据权利要求3所述的电动汽车换电站的模块化控制系统，其特征在于，所述模块化控制系统还包括人机交互模块，所述人机交互模块用于为操作人员提供所述换电站的整体信息以及用于使操作人员对所述换电站的各个操作进行输入控制。5.根据权利要求4所述的电动汽车换电站的模块化控制系统，其特征在于，所述模块化控制系统还包括总体控制模块，所述总体控制模块用于进行所述换电站的总体逻辑控制并且选择性地进行停车平台前后坡道翻转控制、换电站卷帘门功能控制、冷却装置控制、照明装置控制以及异常处理机制控制中的至少一项。6.根据权利要求5所述的电动汽车换电站的模块化控制系统，其特征在于，所述模块化控制系统还包括通信模块，所述通信模块用于收集所述总体控制模块、所述停车平台控制模块、所述换电小车控制模块、所述电池存储充电架控制模块、所述电池仓升降机控制模块和所述人机交互模块的实时信息以...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵金程，马骏，
申请(专利权)人：上海蔚来汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31