充换分离模式下的电动汽车换电系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种充换分离模式下的电动汽车换电系统及方法，其中的系统包括：换电站、集中充电场，电池包数据管理系统以及运行与控制中心。换电站设置有换电通道、托盘车通道与运输通道；托盘车通道设置有托盘车；换电通道对应换电作业区，在换电作业区亏电电池包被卸下并放置于托盘车内，满电电池包被装载至换电车辆；运输通道对应运输作业区，用于供转运车将亏电电池包和满电电池包在托盘车中在换电站和集中充电场之间转移。电池包数据管理系统包括多个电池包监控诊断装置，运行与控制中心通过电池包监控诊断装置与换电站、集中充电站以及转运环节的电池包进行数据交换。本发明专利技术能够克服充换一体模式下充电的弊端，具有很好的实用性，易于推广。

【技术实现步骤摘要】
充换分离模式下的电动汽车换电系统及方法
本专利技术涉及电动汽车充电
，尤其涉及一种充换分离模式下的电动汽车换电系统及方法。
技术介绍
电动新能源汽车能源补充方式基本有三：充电模式、增程模式和换电模式。其中，充电模式为，在车辆停止状态下给车载电池包充电；增程模式为，在车辆行驶过程中，给电池包进行补电，或采用第三方能源给车辆增加续航里程；换电模式为，将车辆开至指定地点，将亏电电池包拆下，换上满电电池包。目前，在换电模式下的能源补充方式主要是充换一体模式，即，在换电机构里设置充电设施和设备，给亏电电池包进行现场充电，但这种模式存在以下问题：第一、在充换一体的换电结构中，同时在机器仍然运转情形下给几十个亏电电池包充电，存在安全隐患。例如，由于充换一体，安装电池包的空间过于封闭狭窄，容易导致电池包过热失火。第二、在充换一体的换电结构中，满电电池包和亏电电池包混在一起，难以单包识别；同时，复杂的堆垛结构容易造成满电电池包和亏电电池包在换电机里发生诸如卡机和碰撞等问题。第三、在充换一体的换电结构中，由于空间有限，不可能存放过多的电池包，且与换电时间相比，充电时间长，被换下的亏电电池包难以在理想时间内完成充电，因而不能满足换电作业对满电电池包的需求。第四、基于方便客户使用的需要，充换一体的换电站通常需要设置在市区人口和建筑物密集区和街区，但另一方面，由于充电过程存在的风险和电网容量的限制，在这些区域设置换电站市政规划困难，难以获得城市规划和电力部门的审批，且投资成本高。此外，在上述区域设置换电站进行充电所需要的电能成本高，而且无法利用一些距离较远的光伏储能、风电等清洁能源或电厂余电等经济便宜的新能源电力资源，加重电力公司的负荷。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种充换分离模式下的电动汽车换电系统及方法，以至少解决充换一体的换电结构所存在上述问题之一。第一方面，本专利技术公开了一种充换分离模式下的电动汽车换电系统，包括：多个换电站、集中充电场、电池包数据管理系统以及运行与控制中心。其中，每一换电站设置有换电通道、托盘车通道与运输通道；所述换电通道和所述运输通道分布于所述托盘车通道的两侧；所述托盘车通道设置有托盘车，所述托盘车用于接收亏电电池包并提供满电电池包；所述换电通道对应换电作业区，亏电电池包在该换电作业区被卸下并放置于所述托盘车内，并且，满电电池包被装载至换电车辆；所述运输通道对应运输作业区，用于供转运车向集中充电场转移装载有亏电电池包的托盘车，以及，供来自所述集中充电场的转运车输送装载满电电池包的托盘车。所述集中充电场与所述换电站分离设置，用于为亏电电池包进行集中充电。集中充电场和托盘车的设计，使电池包对换电站的供应灵活，换电站需要多少满电电池包，充电场、托盘车和运输车辆的联合作业就能供应多少满电电池包。所述电池包数据管理系统包括多个电池包监控诊断装置，每一所述电池包监控诊断装置设置于电池包内，用于对电池包的使用状态数据和电动汽车的行驶数据按照预先设定的频率进行采样，并发送至所述运行与控制中心。所述运行与控制中心通过所述电池包监控诊断装置与处于各个换电站、集中充电站以及转运环节的各个电池包进行数据交换，以对电池包进行智能管理；并且，所述运行与控制中心还用于为转运车在多个换电站及集中充电场之间进行电池包转送提供策略。进一步地，在本专利技术充换分离模式下的电动汽车换电系统的一个优选的实施例中，所述换电站包括：换电操作系统，用于将亏电电池包从位于所述换电通道的电动汽车上卸下，并装入位于托盘车通道的托盘车中；以及，将满电电池包从位于所述托盘车通道的托盘车反向装载至位于换电通道的电动汽车；并且，所述换电操作系统还用于接收所述运行与控制中心所指示的当前行驶车辆更换电池包所需支付的账单信息，并接受客户依据该账单信息所进行的支付；所述账单信息由所述运行与控制中心根据亏电电池包所连接的电池包监控诊断装置所采样的数据确定。进一步地，在本专利技术充换分离模式下的电动汽车换电系统的一个优选的实施例中，所述换电操作系统包括：电池包识别装置、支付系统、所述托盘车调动装置、RGV和RGV升降装置。其中，电池包识别装置用于识别需要更换电池包的车辆所安装的电池包。支付系统用于接收所述运行与控制中心所指示的当前行驶车辆更换电池包所需支付的账单信息，并接受客户依据该账单信息所进行的支付；所述托盘车调动装置，用于在换电通道停有需要更换电池包的换电车辆时，调动空闲托盘车，使所述空闲托盘车定位于与所述换电车辆平行的槽位上；以及，调动满电包托盘车，使其定位于与所述换电车辆平行的槽位上。RGV用于在所述空闲托盘车定位于与所述换电车辆平行的槽位之后，将亏电电池包从换电车辆卸下并送至所述空闲托盘车；以及，将满电电池包从托盘车中卸下装入所述换电车辆中。RGV升降装置，用于控制RGV的举升高度。进一步地，在本专利技术充换分离模式下的电动汽车换电系统的一个优选的实施例中，所述换电站和所述集中充电场还包括桁车；所述运输通道上的转运车与所述托盘车通道的托盘车采用所述桁车在空中对接，控制所述桁车从转运车上卸下容纳满电电池包的托盘车并放在托盘车通道上；并且，把容纳亏电电池包的托盘车从托盘车通道上装入转运车。进一步地，在本专利技术充换分离模式下的电动汽车换电系统的一个优选的实施例中，所述集中充电场包括操控室、托盘车卡位、充电桩、充电器以及输变电设备。操控室用于对进行充电的亏电电池包进行数据分析，获取各个电池包的SOC和SOH数据，基于电池包不同SOC和SOH值进行充电管理；托盘车卡位用于实现托盘车上的电池包与所述充电桩机械连接；充电器设置于充电桩上的；输变电设备用于为所述充电器供电。进一步地，在本专利技术充换分离模式下的电动汽车换电系统的一个优选的实施例中，所述集中充电场还设置有消防设施；所述消防设施包括传感器、水槽和沙槽；所述传感器与所述操控室通过电信号连接，在所述传感器监测到异常时，由所述操控室切断电源，并打开所述水槽，将事故电池包推入所述水槽并将沙子倾入水槽。进一步地，在本专利技术充换分离模式下的电动汽车换电系统的一个优选的实施例中，所述运行与控制中心包括：云平台，以及，与所述云平台信号连接的中央运控中心。进一步地，在本专利技术充换分离模式下的电动汽车换电系统的一个优选的实施例中，所述电池包的使用状态数据包括电池包和/或模组和/或电芯的电压和温度、电池包的荷电状态SOC，以及，电池包的健康状态SOH；所述行驶数据包括驾驶风格信息、城市地图数据、车辆里程表、行驶速度、航向和GPS定位数据。进一步地，在本专利技术充换分离模式下的电动汽车换电系统的一个优选的实施例中，所述运行与控制中心还用于依据多个电池包所形成的电池包群所传送的监控数据进行统计分析与预测，并做出包括单体电池包或其对应的该批次电池包群继续使用、进行维修或是退役的决定。第二方面，本专利技术还公开了一种充换分离模式下的电动汽车换电方法，所述方法基于上述任一种充换分离模式下的电动汽车换电系统。本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种充换分离模式下的电动汽车换电系统，其特征在于，包括：/n多个换电站、集中充电场、电池包数据管理系统以及运行与控制中心；/n其中，每一换电站设置有换电通道、托盘车通道与运输通道；所述换电通道和所述运输通道分布于所述托盘车通道的两侧；所述托盘车通道设置有托盘车，所述托盘车用于接收亏电电池包并提供满电电池包；所述换电通道对应换电作业区，亏电电池包在该换电作业区被卸下并放置于所述托盘车内，并且，满电电池包被装载至换电车辆；所述运输通道对应运输作业区，用于供转运车向集中充电场转移装载有亏电电池包的托盘车，以及，供来自所述集中充电场的转运车输送装载满电电池包的托盘车；/n所述集中充电场与所述换电站分离设置，用于为亏电电池包进行集中充电；/n所述电池包数据管理系统包括多个电池包监控诊断装置，每一所述电池包监控诊断装置设置于电池包内，用于对电池包的使用状态数据和电动汽车的行驶数据按照预先设定的频率进行采样，并发送至所述运行与控制中心；/n所述运行与控制中心通过所述电池包监控诊断装置与处于各个换电站、集中充电站以及转运环节的各个电池包进行数据交换，以对电池包进行智能管理；并且，所述运行与控制中心还用于为转运车在多个换电站及集中充电场之间进行电池包转送提供策略。/n...

【技术特征摘要】
1.一种充换分离模式下的电动汽车换电系统，其特征在于，包括：
多个换电站、集中充电场、电池包数据管理系统以及运行与控制中心；
其中，每一换电站设置有换电通道、托盘车通道与运输通道；所述换电通道和所述运输通道分布于所述托盘车通道的两侧；所述托盘车通道设置有托盘车，所述托盘车用于接收亏电电池包并提供满电电池包；所述换电通道对应换电作业区，亏电电池包在该换电作业区被卸下并放置于所述托盘车内，并且，满电电池包被装载至换电车辆；所述运输通道对应运输作业区，用于供转运车向集中充电场转移装载有亏电电池包的托盘车，以及，供来自所述集中充电场的转运车输送装载满电电池包的托盘车；
所述集中充电场与所述换电站分离设置，用于为亏电电池包进行集中充电；
所述电池包数据管理系统包括多个电池包监控诊断装置，每一所述电池包监控诊断装置设置于电池包内，用于对电池包的使用状态数据和电动汽车的行驶数据按照预先设定的频率进行采样，并发送至所述运行与控制中心；
所述运行与控制中心通过所述电池包监控诊断装置与处于各个换电站、集中充电站以及转运环节的各个电池包进行数据交换，以对电池包进行智能管理；并且，所述运行与控制中心还用于为转运车在多个换电站及集中充电场之间进行电池包转送提供策略。


2.根据权利要求1所述的充换分离模式下的电动汽车换电系统，其特征在于，所述换电站包括：
换电操作系统，用于将亏电电池包从位于所述换电通道的电动汽车上卸下，并装入位于托盘车通道的托盘车中；以及，将满电电池包从位于所述托盘车通道的托盘车反向装载至位于换电通道的电动汽车；并且
所述换电操作系统还用于接收所述运行与控制中心所指示的当前行驶车辆更换电池包所需支付的账单信息，并接受客户依据该账单信息所进行的支付；所述账单信息由所述运行与控制中心根据亏电电池包所连接的电池包监控诊断装置所采样的数据确定。


3.根据权利要求2所述的充换分离模式下的电动汽车换电系统，其特征在于，所述换电操作系统包括：
电池包识别装置，用于识别需要更换电池包的车辆所安装的电池包；
支付系统，用于接收所述运行与控制中心所指示的当前行驶车辆更换电池包所需支付的账单信息，并接受客户依据该账单信息所进行的支付；
所述托盘车调动装置，用于在换电通道停有需要更换电池包的换电车辆时，调动空闲托盘车，使所述空闲托盘车定位于与所述换电车辆平行的槽位上；以及，调动满电包托盘车，使其定位于与所述换电车辆平行的槽位上；
RGV，用于在所述空闲托盘车定...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡云耿，克劳迪欧·罗西，乔瓦尼·保罗，
申请(专利权)人：浙江秦欧控股集团有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33