一种乘用车底盘电池共享换电站系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种乘用车底盘电池共享换电站系统及其控制方法，站控系统，用于共享换电站内设备运行参数和状态进行监视、控制和管理；车辆识别设备，用于车型和车牌识别机器人通过智能学习和图像解析，实现乘用车的型号和车牌识别，并提供给智能换电设备；智能换电设备，用于自主对车辆的电池进行智能更换；充电设备，用于对电池进行充电，并对充电过程进行监测、保护，并和电池BMS、后台监控系统进行数据交互和控制；环境控制器，用于对共享换电站内的温度、湿度、门禁、空调、消防报警进行监测和控制。本发明专利技术提供整站运行监测、控制平台，方便用户实时掌握换电站的运行情况，保障充换电运行可靠、高效。高效。高效。

【技术实现步骤摘要】
一种乘用车底盘电池共享换电站系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及一种乘用车底盘电池共享换电站系统及其控制方法，属于电动汽车换电


技术介绍

[0002]在能源及环境压力下，对可再生清洁能源的利用己成为未来电网发展的确定趋势。但是，由于可再生清洁能源具有波动性强、可控性差的特点，大规模可再生能源发电接入己对电网的安全稳定性造成了直接影响。同时由于负荷快速增长，引起的输配电升级改造需求也为电网的运行造成了压力。
[0003]电动汽车接入电网充电增加了电力系统负荷，若在负荷曲线高峰期接入大量电动汽车充电，则进一步拉大电网负荷曲线峰谷差，可能导致配电网线路过载、电压跌落、配电网损耗增加、配电变压器过载等一系列问题，甚至会超出局部配电网的承受能力，给电网安全运行带来负担。电网需要新增装机容量、改造相应输配电设备，使得电网运行效率降低。
[0004]其次，电动汽车用户选取充电时间和空间的不确定性，则产生具有随机性的电动汽车充电负荷，对电网的优化控制提出更高的要求。
[0005]再次，电动汽车充电负荷作为一种恒功率负荷，可能恶化电网频率电压特性，增加电网调频、调压的难度。
[0006]最后，电动汽车充电过程主要完成交直流功率变换，充电负荷属于非线性负荷，所使用的电力电子设备将产生大量谐波，降低电网和用户的电能质量，减少电气设备使用寿命。
[0007]因此，大规模接入的电动汽车充电负荷及大量建设的充电设施将改变配网拓扑结构(增加网络节点、线路改造等)以及负荷布局，对配电系统规划及运行方式提出了新的要求与挑战。
[0008]针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0009]目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种乘用车底盘电池共享换电站系统及其控制方法，提供整站运行监测、控制平台，方便用户实时掌握换电站的运行情况，保障充换电运行可靠、高效。
[0010]技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：第一方面，一种乘用车底盘电池共享换电站系统，包括：站控系统、车辆识别设备、智能换电设备、环境监测装置、充电设备。
[0011]所述站控系统，用于共享换电站内设备运行参数和状态进行监视、控制和管理。
[0012]所述车辆识别设备，用于车型和车牌识别机器人通过智能学习和图像解析，实现乘用车的型号和车牌识别，并提供给智能换电设备。
[0013]所述智能换电设备，用于自主对车辆的电池进行智能更换。
[0014]所述充电设备，用于对电池进行充电，并对充电过程进行监测、保护，并和电池BMS、后台监控系统进行数据交互和控制。
[0015]所述环境控制器，用于对共享换电站内的温度、湿度、门禁、空调、消防报警进行监测和控制。
[0016]进一步的，所述智能换电设备，包括：RGV换电机器人、换电堆垛机、电池交换平台、换电机器人导轨、模块化电池仓、柔性化停车平台。
[0017]所述RGV换电机器人，用于对多种车型的电池包进行自动更换。
[0018]所述换电堆垛机，用于对多种类型的电池包进行取出和存放的操作。
[0019]所述电池交换平台，用于将电池包在换电堆垛机与RGV换电机器人之间进行交换。
[0020]所述换电机器人导轨，用于RGV换电机器人在电池交换平台和停车位之间来回搬运电池。
[0021]所述模块化电池仓，用于存放不同类型电池包且具有适应不同类型电池包充电接口的设备。
[0022]所述柔性化停车平台，用于自动调整车辆位置，适应多种类型轮距和轴距的换电车辆，并对换电车辆自动定位。
[0023]第二方面，一种乘用车底盘电池共享换电站系统的控制方法，包括如下步骤：初始化状态控制，所述初始化状态控制用于工控机上电后，站控系统自动启动，并进行工控机初始化；进行各类配置参数和配置文件的初始化、站内各个监控设备的通信的初始化、站内各类设备的状态初始化，经过初始化后，站控系统具备进行实际工作的条件。
[0024]空闲状态控制，所述空闲状态控制用于智能换电设备不进行换电设备操作时的控制。
[0025]车辆驶入状态控制，所述车辆驶入状态控制用于站控系统通过车辆识别设备感知车辆接近换电站入口时到车辆进入到智能换电设备的柔性化停车平台为止时的控制。
[0026]换电状态控制，所述换电状态控制用于从换电车辆进入智能换电设备的柔性化停车平台到智能换电设备完成电池包更换为止时控制。
[0027]换电结束状态控制，所述换电结束状态控制用于智能换电设备在完成更换车辆的电池包时刻起，到车辆驶出智能换电设备并驶出换电站出口闸机时刻为止的控制。
[0028]异常状态控制，所述异常状态控制用于站控系统监测到智能换电设备、充电设备、环境监测装置、车辆识别设备在运行状态异常时，进行信息提示、告警、停运控制。
[0029]进一步的，所述空闲状态控制，具体包括：站控系统定时监测和车辆识别设备、电池包识别设备、智能换电设备、模块化电池仓、环境监测装置、视频监控设备、闸机、充电机的通信状态，并对通信异常状态进行处理，进行参数记录、存储；对无法恢复并影响正常运行的通信状态进行报警提示。
[0030]站控系统定时监测工控机本身的工作状态，并进行参数记录、存储；对异常运行状态进行预警提示。
[0031]站控系统定时进行换电设备的工作状态检测，包括在线/离线，正常/故障，工作/空闲状态进行监测；对换电设备的运行参数进行监测，并将运行状态和参数数据进行分析、展示、处理和存储，并根据控制策略进行相应的联动控制。
[0032]站控系统定时进行充电设备的状态检测，包括在线/离线，正常/故障，充电/空闲
状态，和充电机相连的电池包的告警状态，电池包的在线/离线，正常/故障，充满/充电/待充状态；进行运行参数采集，包括每个充电机的输出电压、输出电流、功率进行检测，对与充电机相连的电池包的参数，包括单体电池最高电压、最低电压，最高温度、最低温度，充入电量，SOC，剩余充电时间参数进行检测，并将运行状态和参数数据进行分析、展示、处理和存储，并根据充电和电池包的控制策略进行相应的联动控制。
[0033]站控系统定时进行环境监测装置的工作状态检测，包括：环境温度、湿度、消防状态、闸机状态、空调状态的运行状态和参数；进行运行参数采集，并将运行状态和参数数据进行分析、展示、处理和存储，并根据控制策略进行相应的联动控制，包括当监测到消防告警时，站控系统自动转到消防模式，并下发指令将智能换电设备转换到消防工作模式。
[0034]站控系统定时进行供电设备的工作状态检测，包括对电压，各个回路开关状态、电流、功率，功率因数、电量进行采集；进行运行参数采集，并将运行状态和参数数据进行分析、展示、处理和存储，并根据控制策略进行相应的联动控制。
[0035]进一步的，所述车辆驶入状态控制，具体包括：在换电车辆靠近换电站入口，车辆识别设备自动识别车辆的车型和车本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种乘用车底盘电池共享换电站系统，其特征在于：包括：站控系统、车辆识别设备、智能换电设备、环境监测装置、充电设备；所述站控系统，用于共享换电站内设备运行参数和状态进行监视、控制和管理；所述车辆识别设备，用于车型和车牌识别机器人通过智能学习和图像解析，实现乘用车的型号和车牌识别，并提供给智能换电设备；所述智能换电设备，用于自主对车辆的电池进行智能更换；所述充电设备，用于对电池进行充电，并对充电过程进行监测、保护，并和电池BMS、后台监控系统进行数据交互和控制；所述环境控制器，用于对共享换电站内的温度、湿度、门禁、空调、消防报警进行监测和控制。2.根据权利要求1所述的一种乘用车底盘电池共享换电站系统，其特征在于：所述智能换电设备，包括：RGV换电机器人、换电堆垛机、电池交换平台、换电机器人导轨、模块化电池仓、柔性化停车平台；所述RGV换电机器人，用于对多种车型的电池包进行自动更换；所述换电堆垛机，用于对多种类型的电池包进行取出和存放的操作；所述电池交换平台，用于将电池包在换电堆垛机与RGV换电机器人之间进行交换；所述换电机器人导轨，用于RGV换电机器人在电池交换平台和停车位之间来回搬运电池；所述模块化电池仓，用于存放不同类型电池包且具有适应不同类型电池包充电接口的设备；所述柔性化停车平台，用于自动调整车辆位置，适应多种类型轮距和轴距的换电车辆，并对换电车辆自动定位。3.一种乘用车底盘电池共享换电站系统的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：初始化状态控制，所述初始化状态控制用于工控机上电后，站控系统自动启动，并进行工控机初始化；进行各类配置参数和配置文件的初始化、站内各个监控设备的通信的初始化、站内各类设备的状态初始化，经过初始化后，站控系统具备进行实际工作的条件；空闲状态控制，所述空闲状态控制用于智能换电设备不进行换电设备操作时的控制；车辆驶入状态控制，所述车辆驶入状态控制用于站控系统通过车辆识别设备感知车辆接近换电站入口时到车辆进入到智能换电设备的柔性化停车平台为止时的控制；换电状态控制，所述换电状态控制用于从换电车辆进入智能换电设备的柔性化停车平台到智能换电设备完成电池包更换为止时控制；换电结束状态控制，所述换电结束状态控制用于智能换电设备在完成更换车辆的电池包时刻起，到车辆驶出智能换电设备并驶出换电站出口闸机时刻为止的控制；异常状态控制，所述异常状态控制用于站控系统监测到智能换电设备、充电设备、环境监测装置、车辆识别设备在运行状态异常时，进行信息提示、告警、停运控制。4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于：所述空闲状态控制，具体包括：站控系统定时监测和车辆识别设备、电池包识别设备、智能换电设备、模块化电池仓、环境监测装置、视频监控设备、闸机、充电机的通信状态，并对通信异常状态进行处理，进行参数记录、存储；对无法恢复并影响正常运行的通信状态进行报警提示；
站控系统定时监测工控机本身的工作状态，并进行参数记录、存储；对异常运行状态进行预警提示；站控系统定时进行换电设备的工作状态检测，包括在线/离线，正常/故障，工作/空闲状态进行监测；对换电设备的运行参数进行监测，并将运行状态和参数数据进行分析、展示、处理和存储，并根据控制策略进行相应的联动控制；站控系统定时进行充电设备的状态检测，包括在线/离线，正常/故障，充电/空闲状态，和充电机相连的电池包的告警状态，电池包的在线/离线，正常/故障，充满/充电/待充状态；进行运行参数采集，包括每个充电机的输出电压、输出电流、功率进行检测，对与充电机相连的电池包的参数，包括单体电池最高电压、最低电压，最高温度、最低温度，充入电量，SOC，剩余充电时间参数进行检测，并将运行状态和参数数据进行分析、展示、处理和存储，并根据充电和电池包的控制策略进行相应的联动控制；站控系统定时进行环境监测装置的工作状态检测，包括：环境温度、湿度、消防状态、闸机状态、空调状态的运行状态和参数；进行运行参数采集，并将运行状态和参数数据进行分析、展示、处理和存储，并根据控制策略进行相应的联动控制，包括当监测到消防告警时，站控系统自动转到消防模式，并下发指令将智能换电设备转换到消防工作模式；站控系统定时进行供电设备的工作状态检测，包括对电压，各个回路开关状态、电流、功率，功率因数、电量进行采集；进行运行参数采集，并将运行状态和参数数据进行分析、展示、处理和存储，并根据控制策略进行相应的联动控制。5.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于：所述车辆驶入状态控制，具体包括：在换电车辆靠近换电站入口，车辆识别设备自动识别车辆的车型和车牌并上报站控系统，站控系统验证该换电车辆的车牌、车型、电池包ID信息的合法性；如果验证失败，则站控系统通过文字信息弹框提示，指示牌提示、语音提示的方式提示用户驶离；如果验证成功，站控系统下发预备换电指令，将换电车辆的电池包信息、车辆信息、待换电池包ID、待换电池包存放的仓位号，换下电池包存放的仓位号的信息下发给智能换电设备，指示智能换电设备做好换电准备；在站控系统下发预备换电指令并确认后，下发开闸指令并引导用户驶入；当该车辆用户驶入闸机并进入智能换电设备停稳后，则可根据用户操作进入换电状态或驶出智能换电设备。6.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于：所述换电状态控制，具体包括：站控系统实时监测智能换电设备的运行状态，监测换电站内的环境状态，控制站控系统自动进入相应的工作模式；进入自动换电模式，具体包括：车辆驶入智能换电设备，停稳车辆并熄火后，...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡鑫，陈良亮，马玉立，林祥，周斌，张浩，朱庆，杨凤坤，甘海庆，王明深，韩华春，周材，张建洲，曹华松，鲍杰，刘斌，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：