CN110194076A - 一种适于人工换电的多直流储能模块系统及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电动汽车蓄电池储能技术领域，具体涉及一种适于人工换电的多直流储能模块系统及控制方法。利用直流储能模块换电方式实现电动汽车供电，将直流储能模块做成适于人工搬运安装的小型化直流储能模块，采用多个多直流储能模块通过直流快速插接连接线方便快捷的与多直流储能模块并接连接装置连接，构成多直流储能模块系统的电动汽车供电系统，实现了多个直流储能模块独立更换、受控运行，更加安全可靠；同时还可以在紧急情况时作为不间断电源使用；通过注册与加密验证确保蓄电池模块全程监控，保证了储能模块的蓄电池运行、保存、更换全过程受控，极大的提高了蓄电池运行的安全性，便于实现电与车分离管理，这将大大满足电动汽车使用的要求。

Description

一种适于人工换电的多直流储能模块系统及控制方法
技术领域
本发明属于电动汽车蓄电池储能技术领域，具体涉及一种适于人工换电的多直流储能模块系统及控制方法。
背景技术
众所周知，新能源电力和电动汽车正在越来越广泛的应用和普及，已经成为能源与环境保护的一个发展趋势。特别是储能蓄电池的进步为新能源电力平稳供电提供了一种可行的支撑及技术路径，同时也促进了电动汽车的应用推广，为了环境保护和改善雾霾天气，电动汽车受到了政府和民众的大力扶植与响应。
目前由于电动汽车充电桩不够多、充电速度慢，造成充电不便，浪费了用户的宝贵时间；而采用换电的电动汽车，由于蓄电池价格昂贵，用户不能一用一备；在换电站更换又存在蓄电池新旧不同，价值不同，而且真假难辨；特别是大部分换电电动汽车采用一体化蓄电池模块，一个单体重达上百公斤，需要专业搬运设备进行换电作业，投资大网点少，用户换电困难，影响了用户使用电动汽车的积极性，也给电动汽车用户造成困扰。
发明内容
如果换电电动汽车采用多模块、小型化蓄电池模块，不需要专门设备人工可以更换，并且蓄电池组串模块可以辨识控制，就可以实现蓄电池组串模块的共享和灵活更换，用户购买的蓄电池组串模块在保用期或保用量范围内，可以任意更换只需要支付电费及服务费即可，这将大大满足电动汽车使用的要求。为此，本发明提出了一种适于人工换电的多直流储能模块系统及控制方法，主要包括：第1直流储能模块、第i直流储能模块、满电替换备用第j直流储能模块、第1直流插接连接线卡扣、第i直流插接连接线卡扣、双向DC/AC电力变换模块、交流电力线插接装置及连接线、输入输出电力连接及监测保护及计量模块、电力连接器电力线、电力连接器通信线、电动汽车电力连接器、主控系统模块、数据编码器、数据存储器、通信控制电路、定位信息处理电路、人工操控界面、提示电路模块、工作电源、模块系统总线、无线通信收发模块、通信接口电路、系统通信线路、第1直流快速插接连接线、第i直流快速插接连接线、多直流储能模块并接连接装置、市电供电、公共通信网络、调控中心及信息平台系统、手机及移动终端，其中：
第1直流储能模块通过系统通信线路连接通信接口电路，构成第1直流储能模块与主控系统模块交互信息的通信链路；
第i直流储能模块通过系统通信线路连接通信接口电路，构成第i直流储能模块与主控系统模块交互信息的通信链路；
第1直流储能模块通过第1直流快速插接连接线接入多直流储能模块并接连接装置，再由多直流储能模块并接连接装置顺次连接双向DC/AC电力变换模块、输入输出电力连接及监测保护及计量模块、电力连接器电力线并通过电力连接器电力线连接电动汽车电力连接器，构成第1直流储能模块为电动汽车供电的电力路径；
第i直流储能模块通过第i直流快速插接连接线接入多直流储能模块并接连接装置，再由多直流储能模块并接连接装置顺次连接双向DC/AC电力变换模块、输入输出电力连接及监测保护及计量模块、电力连接器电力线并通过电力连接器电力线连接电动汽车电力连接器，构成第i直流储能模块为电动汽车供电的电力路径；
由市电供电通过交流电力线插接装置及连接线连接输入输出电力连接及监测保护及计量模块，并通过输入输出电力连接及监测保护及计量模块顺次连接双向DC/AC电力变换模块、多直流储能模块并接连接装置、直流快速插接连接线及第1直流储能模块，构成电网市电供电与第1直流储能模块进行充放电的电力路径；
由市电供电通过交流电力线插接装置及连接线连接输入输出电力连接及监测保护及计量模块，并通过输入输出电力连接及监测保护及计量模块顺次连接双向DC/AC电力变换模块、多直流储能模块并接连接装置、第i直流快速插接连接线及第i直流储能模块，构成电网市电供电与第i直流储能模块进行充放电的电力路径；
主控系统模块通过模块系统总线分别连接数据编码器、数据存储器、通信控制电路、定位信息处理电路、人工操控界面、提示电路模块、工作电源，构成多直流储能蓄模块系统的验证及监控管理的通信链路；
主控系统模块通过模块系统总线顺次连接通信控制电路及通信接口电路，由通信接口电路通过系统通信线路分别链接第1直流插接连接线卡扣、第i直流储能模块、第i直流插接连接线、双向DC/AC电力变换模块、交流电力线插接装置及连接线、输入输出电力连接及监测保护及计量模块、多直流储能模块并接连接装置，构成主控系统模块调控电力输入输出及储能模块充放电的控制通信链路；
主控系统模块通过模块系统总线顺次连接通信控制电路及通信接口电路，由通信接口电路通过系统通信线路链接输入输出电力连接及监测保护及计量模块以及经输入输出电力连接及监测保护及计量模块连接的电力连接器通信线与电动汽车电力连接器链接，构成主控系统模块与电动汽车控制器交互信息的通信链路；
主控系统模块通过模块系统总线顺次连接通信控制电路及无线通信收发模块，由无线通信收发模块通过公共通信网络分别链接调控中心及信息平台系统、手机及移动终端，构成主控系统模块与调控中心及信息平台系统和手机及移动终端交换信息的通信链路；
一种适于人工换电的多直流储能模块系统的运行控制方法为：
在适于人工换电的多直流储能蓄模块系统的直流储能模块更换使用过程中，首先用户需要在调控中心及信息平台系统注册，注册成功的用户在需要更换缺少电量的第i直流储能模块时，通过注册的手机及移动终端在固定或移动的直流储能模块更换站点或通过未注册的手机及移动终端发送用户账户信息或用户驾车到预约的直流储能模块更换地点或查询预约到的直流储能模块更换站点出示证件信息并由工作人员利用手机及移动终端将通过手机及移动终端扫码及通过与适于人工换电的多直流储能蓄模块系统的无线通信收发模块或通信接口电路的外接端口链接并获取的直流储能模块的标识编码、直流储能模块的荷电数据及相关信息与调控中心及信息平台系统进行信息交互并获取动态码，由无线通信收发模块或通信接口电路的外接端口链接或利用人工操控界面将动态码传送至适于人工换电的多直流储能蓄模块系统的主控系统模块，由其通过数据编码器审核确认通过后发送或显示以约定方法产生的回复编码；
同时工作人员通过人工操作将回复编码和准备替换的满电替换备用第j直流储能模块的编码扫码上传至调控中心及信息平台系统，经审核无误由调控中心及信息平台系统发送审核码给适于人工换电的多直流储能蓄模块系统的主控系统模块，被审核的准备替换的满电替换备用第j直流储能模块通过第i直流快速插接连接线联通适于人工换电的多直流储能蓄模块系统的主控系统模块，由主控系统模块验证审核码后生成相应的动态密码及混合编码发送至调控中心及信息平台系统；
由调控中心及信息平台系统审核并记录相应信息后生成本次更换服务的结算单，用户确认付款成功时，调控中心及信息平台系统向适于人工换电的多直流储能蓄模块系统的主控系统模块发送本次准备替换的满电替换备用第j直流储能模块激活指令，并提示工作人员完成换电及结算操作，在满电替换备用第j直流储能模块更换并连接正常时，由适于人工换电的多直流储能蓄模块系统的主控系统模块根据激活指令控制多直流储能模块并接连接装置选通并按照调控中心及信息平台系统指定的方式投切第i直流快速插接连接线，此后更换的满电替换备用第j直流储能模块进行正常受控充放电运行；
在需要充电的第i直流储能模块连接市电供电进行充电时，需要适于人工换电的多直流储能蓄模块系统的主控系统模块通过模块系统总线顺次连接通信控制电路及无线通信收发模块，由无线通信收发模块通过公共通信网络向调控中心及信息平台系统发送需要充电的第i直流储能模块的相应身份信息数据、蓄电池状态数据及连接并获取的充电设备信息，调控中心及信息平台系统与之前存留记录的该直流储能模块数据信息进行分析及审核确认后发送充电激活指令和充电策略，充电完成后适于人工换电的多直流储能蓄模块系统的主控系统模块向调控中心及信息平台系统发送充电过程及完成的相应数据，由调控中心及信息平台系统记录到本次充电的直流储能模块的数据档案中。
一种适于人工换电的多直流储能模块系统及控制方法，所述直流储能模块的特征是，主要包括：蓄电池组串、直流电控通断电路、直流快速插接连接线连接端子、蓄电池管理模块、模块外部通信连接电路、蓄电池管理连接线束、模块总线，其蓄电池组串顺次连接直流电控通断电路、直流快速插接连接线连接端子，构成蓄电池组串充放电的电力路径；由蓄电池管理模块通过模块总线分别连接直流电控通断电路、模块外部通信连接电路，构成蓄电池管理模块监控直流电控通断电路的通信链路以及通过模块外部通信连接电路和系统通信线路与适于人工换电的多直流储能蓄模块系统的主控系统模块建立交互信息的通信链路；由蓄电池管理模块保存直流储能模块的相关数据信息以及通过蓄电池管理连接线束连接蓄电池组串中每一个蓄电池并实时监测和记录每一个蓄电池的运行数据，同时受控实施对直流电控通断电路的控制。
一种适于人工换电的多直流储能模块系统及控制方法，所述直流储能模块的特征是，第i直流储能模块的模块外壳表面上具有清晰的二维码或数字及图形标识编码并在第i直流储能模块出厂备用时注册在调控中心及信息平台系统的数据库中，且未连接充放电设备时直流储能模块处于禁止电力输入输出的状态，在连接充放电设备并收到调控中心及信息平台系统发送的激活指令后，由该适于人工换电的多直流储能模块系统的主控系统模块根据激活指令控制输入输出电力连接及监测保护及计量模块选通调控中心及信息平台系统指定的方式投切第i直流快速插接连接线及通过蓄电池管理模块控制直流电控通断电路的通断。
一种适于人工换电的多直流储能模块系统及控制方法，所述多直流储能模块并接连接装置的特征是，具有数据处理及通信电路和通信连接端子，同时具有直流母线及相应多组用于连接多个直流储能模块并联的正极与负极连接端子和相应通断控制电路，分别用于通过相应的直流快速插接连接线并接多个直流储能模块。
一种适于人工换电的多直流储能模块系统及控制方法，其第i直流插接连接线卡扣的特征是，用卡扣方式固定第i直流快速插接连接线的插接部件并控制实现对第i直流快速插接连接线进行安全插拔操作，即卡扣的打开和扣合状态通过系统通信线路传送给适于人工换电的多直流储能蓄模块系统的主控系统模块，由主控系统模块判断和控制多直流储能模块并接连接装置的选通及直流电控通断电路的通断，确保更换直流储能模块时切断第i直流快速插接连接线及控制直流电控通断电路处于断开状态。
一种适于人工换电的多直流储能模块系统及控制方法，所述数据编码器的特征是，根据主控系统模块提供的直流储能模块标识编码、充电设备编码、用户账户信息、用户预留手机号码的直流储能模块身份信息和定位信息，审核分析及并利用上述数据信息要素生成约定数据长度的相应动态密码及混合编码。
一种适于人工换电的多直流储能模块系统及控制方法，所述数据存储器(92)的特征是采用非易失存储器，用于存储直流储能模块身份信息和定位信息、蓄电池荷电数据以及主控系统模块在调控和运行过程中需要保存的数据信息。
一种适于人工换电的多直流储能模块系统及控制方法，所述通信接口电路特征是，至少具有两个通信接口，其中一个通信接口连接系统通信线路，至少还具有一个用于连接外部设备的通信接口。
一种适于人工换电的多直流储能模块系统及控制方法，所述定位信息处理电路特征是，实时处理并生成现场位置的定位数据，供主控系统模块调用及上传。
一种适于人工换电的多直流储能模块系统及控制方法，利用直流储能模块换电方式实现电动汽车，采用多直流储能模块、适于人工搬运安装的小型化直流储能模块，构成多直流储能模块系统的电动汽车供电系统，解决了多个直流储能模块独立调控、受控运行，更加安全、可靠；同时还可以在紧急情况时作为不间断电源使用；通过注册与加密验证确保蓄电池模块全程监控，保证了储能模块的蓄电池运行、保存、更换全过程受控，极大的提高了蓄电池运行的安全性，便于实现电与车分离管理，且直流储能模块可以辨识控制，实现的共享和灵活更换，用户购买的蓄电池组串模块在保用期或保用电量的范围内，可以任意更换只需要支付电费及服务费即可，这将大大满足电动汽车使用的要求，由此解决了蓄电池价格昂贵，用户不能一用一备；在换电站更换又存在蓄电池新旧不同，价值不同，而且真假难辨的难题。
附图说明
图1是一种适于人工换电的多直流储能模块系统的构成原理框图。
图2是一种直流储能模块的构成原理框图。
具体实施方式
作为实施例子，结合图1对一种适于人工换电的多直流储能模块系统及控制方法给予说明，但是，本发明的技术与方案不限于本实施例子给出的内容。
如图1所示，本发明提出一种适于人工换电的多直流储能模块系统及控制方法，主要包括：第1直流储能模块(1)、第i直流储能模块(1i)、满电替换备用第j直流储能模块(1j)、第1直流插接连接线卡扣(2)、第i直流插接连接线卡扣(2i)、双向DC/AC电力变换模块(3)、交流电力线插接装置及连接线(4)、输入输出电力连接及监测保护及计量模块(5)、电力连接器电力线(6)、电力连接器通信线(7)、电动汽车电力连接器(8)、主控系统模块(9)、数据编码器(91)、数据存储器(92)、通信控制电路(93)、定位信息处理电路(94)、人工操控界面(95)、提示电路模块(96)、工作电源(97)、模块系统总线(10)、无线通信收发模块(11)、通信接口电路(12)、系统通信线路(13)、第1直流快速插接连接线(14)、第i直流快速插接连接线(14i)、多直流储能模块并接连接装置(15)、市电供电(16)、公共通信网络(17)、调控中心及信息平台系统(18)、手机及移动终端(19)，其中：
第1直流储能模块(1)通过系统通信线路(13)连接通信接口电路(12)，构成第1直流储能模块(1)与主控系统模块(9)交互信息的通信链路；
第i直流储能模块(1i)通过系统通信线路(13)连接通信接口电路(12)，构成第i直流储能模块(1i)与主控系统模块(9)交互信息的通信链路；
第1直流储能模块(1)通过第1直流快速插接连接线(14)接入多直流储能模块并接连接装置(15)，再由多直流储能模块并接连接装置(15)顺次连接双向DC/AC电力变换模块(3)、输入输出电力连接及监测保护及计量模块(5)、电力连接器电力线(6)并通过电力连接器电力线(6)连接电动汽车电力连接器(8)，构成第1直流储能模块(1)为电动汽车供电的电力路径；
第i直流储能模块(i)通过第i直流快速插接连接线(14i)接入多直流储能模块并接连接装置(15)，再由多直流储能模块并接连接装置(15)顺次连接双向DC/AC电力变换模块(3)、输入输出电力连接及监测保护及计量模块(5)、电力连接器电力线(6)并通过电力连接器电力线(6)连接电动汽车电力连接器(8)，构成第i直流储能模块(1i)为电动汽车供电的电力路径；
由市电供电(16)通过交流电力线插接装置及连接线(4)连接输入输出电力连接及监测保护及计量模块(5)，并通过输入输出电力连接及监测保护及计量模块(5)顺次连接双向DC/AC电力变换模块(3)、多直流储能模块并接连接装置(15)、直流快速插接连接线(14)及第1直流储能模块(1)，构成电网市电供电(16)与第1直流储能模块(1)进行充放电的电力路径；
由市电供电(16)通过交流电力线插接装置及连接线(4)连接输入输出电力连接及监测保护及计量模块(5)，并通过输入输出电力连接及监测保护及计量模块(5)顺次连接双向DC/AC电力变换模块(3)、多直流储能模块并接连接装置(15)、第i直流快速插接连接线(14i)及第i直流储能模块(1i)，构成电网市电供电(16)与第i直流储能模块(1i)进行充放电的电力路径；
主控系统模块(9)通过模块系统总线(10)分别连接数据编码器(91)、数据存储器(92)、通信控制电路(93)、定位信息处理电路(94)、人工操控界面(95)、提示电路模块(96)、工作电源(97)，构成多直流储能蓄模块系统的验证及监控管理的通信链路；
主控系统模块(9)通过模块系统总线(10)顺次连接通信控制电路(93)及通信接口电路(12)，由通信接口电路(12)通过系统通信线路(13)分别链接第1直流插接连接线卡扣(2)、第i直流储能模块(1i)、第i直流插接连接线(2i)、双向DC/AC电力变换模块(3)、交流电力线插接装置及连接线(4)、输入输出电力连接及监测保护及计量模块(5)、多直流储能模块并接连接装置(15)，构成主控系统模块(9)调控电力输入输出及储能模块充放电的控制通信链路；
主控系统模块(9)通过模块系统总线(10)顺次连接通信控制电路(93)及通信接口电路(12)，由通信接口电路(12)通过系统通信线路(13)链接输入输出电力连接及监测保护及计量模块(5)以及经输入输出电力连接及监测保护及计量模块(5)连接的电力连接器通信线(7)与电动汽车电力连接器(8)链接，构成主控系统模块(9)与电动汽车控制器交互信息的通信链路；
主控系统模块(9)通过模块系统总线(10)顺次连接通信控制电路(93)及无线通信收发模块(11)，由无线通信收发模块(11)通过公共通信网络(17)分别链接调控中心及信息平台系统(18)、手机及移动终端(19)，构成主控系统模块(9)与调控中心及信息平台系统(18)和手机及移动终端(19)交换信息的通信链路；
一种适于人工换电的多直流储能模块系统的运行控制方法为：
在适于人工换电的多直流储能蓄模块系统的直流储能模块更换使用过程中，首先用户需要在调控中心及信息平台系统(18)注册，注册成功的用户在需要更换缺少电量的第i直流储能模块(1i)时，通过注册的手机及移动终端(19)在固定或移动的直流储能模块更换站点或通过未注册的手机及移动终端发送用户账户信息或用户驾车到预约的直流储能模块更换地点或查询预约到的直流储能模块更换站点出示证件信息并由工作人员利用手机及移动终端(19)将通过于机及移动终端扫码及通过与适于人工换电的多直流储能蓄模块系统的无线通信收发模块(11)或通信接口电路(12)的外接端口链接并获取的直流储能模块的标识编码、直流储能模块的荷电数据及相关信息与调控中心及信息平台系统(18)进行信息交互并获取动态码，由无线通信收发模块(11)或通信接口电路(12)的外接端口链接或利用人工操控界面(95)将动态码传送至适于人工换电的多直流储能蓄模块系统的主控系统模块(9)，由其通过数据编码器(91)审核确认通过后发送或显示以约定方法产生的回复编码；
同时工作人员通过人工操作将回复编码和准备替换的满电替换备用第j直流储能模块(1j)的编码扫码上传至调控中心及信息平台系统(18)，经审核无误由调控中心及信息平台系统(18)发送审核码给适于人工换电的多直流储能蓄模块系统的主控系统模块(9)，被审核的准备替换的满电替换备用第j直流储能模块(1j)通过第i直流快速插接连接线(14i)联通适于人工换电的多直流储能蓄模块系统的主控系统模块(9)，由主控系统模块(9)验证审核码后生成相应的动态密码及混合编码发送至调控中心及信息平台系统(18)；
由调控中心及信息平台系统(18)审核并记录相应信息后生成本次更换服务的结算单，用户确认付款成功时，调控中心及信息平台系统(18)向适于人工换电的多直流储能蓄模块系统的主控系统模块(9)发送本次准备替换的满电替换备用第j直流储能模块(1j)激活指令，并提示工作人员完成换电及结算操作，在满电替换备用第j直流储能模块(1j)更换并连接正常时，由适于人工换电的多直流储能蓄模块系统的主控系统模块(9)根据激活指令控制多直流储能模块并接连接装置(15)选通并按照调控中心及信息平台系统(18)指定的方式投切第i直流快速插接连接线(14i)，此后更换的满电替换备用第j直流储能模块(1j)进行正常受控充放电运行；
在需要充电的第i直流储能模块(1i)连接市电供电(16)进行充电时，需要适于人工换电的多直流储能蓄模块系统的主控系统模块(9)通过模块系统总线(10)顺次连接通信控制电路(93)及无线通信收发模块(11)，由无线通信收发模块(11)通过公共通信网络(17)向调控中心及信息平台系统(18)发送需要充电的第i直流储能模块(1i)的相应身份信息数据、蓄电池状态数据及连接并获取的充电设备信息，调控中心及信息平台系统(18)与之前存留记录的该直流储能模块数据信息进行分析及审核确认后发送充电激活指令和充电策略，充电完成后适于人工换电的多直流储能蓄模块系统的主控系统模块(9)向调控中心及信息平台系统(18)发送充电过程及完成的相应数据，由调控中心及信息平台系统(18)记录到本次充电的直流储能模块的数据档案中。
如图2所示，一种适于人工换电的多直流储能模块系统及控制方法，所述直流储能模块的特征是，主要包括：蓄电池组串(101)、直流电控通断电路(102)、直流快速插接连接线连接端子(103)、蓄电池管理模块(104)、模块外部通信连接电路(105)、蓄电池管理连接线束(106)、模块总线(107)，其蓄电池组串(101)顺次连接直流电控通断电路(102)、直流快速插接连接线连接端子(103)，构成蓄电池组串充放电的电力路径；由蓄电池管理模块(104)通过模块总线(107)分别连接直流电控通断电路(102)、模块外部通信连接电路(105)，构成蓄电池管理模块(104)监控直流电控通断电路(102)的通信链路以及通过模块外部通信连接电路(105)和系统通信线路(13)与适于人工换电的多直流储能蓄模块系统的主控系统模块(9)建立交互信息的通信链路；由蓄电池管理模块(104)保存直流储能模块的相关数据信息以及通过蓄电池管理连接线束(106)连接蓄电池组串(101)中每一个蓄电池并实时监测和记录每一个蓄电池的运行数据，同时受控实施对直流电控通断电路(102)的控制。
一种适于人工换电的多直流储能模块系统及控制方法，所述直流储能模块的特征是，第i直流储能模块(1i)的模块外壳表面上具有清晰的二维码或数字及图形标识编码并在第i直流储能模块(1i)出厂备用时注册在调控中心及信息平台系统(18)的数据库中，且未连接充放电设备时直流储能模块处于禁止电力输入输出的状态，在连接充放电设备并收到调控中心及信息平台系统(18)发送的激活指令后，由该适于人工换电的多直流储能模块系统的主控系统模块(9)根据激活指令控制输入输出电力连接及监测保护及计量模块(5)选通调控中心及信息平台系统(18)指定的方式投切第i直流快速插接连接线(14i)及通过蓄电池管理模块(104)控制直流电控通断电路(102)的通断。
一种适于人工换电的多直流储能模块系统及控制方法，所述多直流储能模块并接连接装置(15)的特征是，具有数据处理及通信电路和通信连接端子，同时具有直流母线及相应多组用于连接多个直流储能模块并联的正极与负极连接端子和相应通断控制电路，分别用于通过相应的直流快速插接连接线并接多个直流储能模块。
一种适于人工换电的多直流储能模块系统及控制方法，其第i直流插接连接线卡扣(2i)的特征是，用卡扣方式固定第i直流快速插接连接线(14i)的插接部件并控制实现对第i直流快速插接连接线(14i)进行安全插拔操作，即卡扣的打开和扣合状态通过系统通信线路(13)传送给适于人工换电的多直流储能蓄模块系统的主控系统模块(9)，由主控系统模块(9)判断和控制多直流储能模块并接连接装置(15)的选通及直流电控通断电路(102)的通断，确保更换直流储能模块时切断第i直流快速插接连接线(14i)及控制直流电控通断电路(102)处于断开状态。
一种适于人工换电的多直流储能模块系统及控制方法，所述数据编码器(91)的特征是，根据主控系统模块(9)提供的直流储能模块标识编码、充电设备编码、用户账户信息、用户预留手机号码的直流储能模块身份信息和定位信息，审核分析及并利用上述数据信息要素生成约定数据长度的相应动态密码及混合编码。
一种适于人工换电的多直流储能模块系统及控制方法，所述数据存储器(92)的特征是采用非易失存储器，用于存储直流储能模块身份信息和定位信息、蓄电池荷电数据以及主控系统模块(9)在调控和运行过程中需要保存的数据信息。
一种适于人工换电的多直流储能模块系统及控制方法，所述通信接口电路(12)特征是，至少具有两个通信接口，其中一个通信接口连接系统通信线路(13)，至少还具有一个用于连接外部设备的通信接口。
一种适于人工换电的多直流储能模块系统及控制方法，所述定位信息处理电路(94)特征是，实时处理并生成现场位置的定位数据，供主控系统模块(9)调用及上传。
一种适于人工换电的多直流储能模块系统及控制方法，利用直流储能模块换电方式实现电动汽车供电，将直流储能模块做成适于人工搬运安装的小型化直流储能模块，采用多个多直流储能模块通过直流快速插接连接线方便快捷的与多直流储能模块并接连接装置连接，构成多直流储能模块系统的电动汽车供电系统，实现了多个直流储能模块独立更换、受控运行，更加安全可靠；同时还可以在紧急情况时作为不间断电源使用；通过注册与加密验证确保蓄电池模块全程监控，保证了储能模块的蓄电池运行、保存、更换全过程受控，极大的提高了蓄电池运行的安全性，便于实现电与车分离管理，且直流储能模块可以辨识控制，实现的共享和灵活更换，用户购买的蓄电池组串模块在保用期或保用电量的范围内，可以任意更换只需要支付电费及服务费即可，这将大大满足电动汽车使用的要求，由此解决了蓄电池价格昂贵，用户不能一用一备；在换电站更换又存在蓄电池新旧不同，价值不同，而且真假难辨的难题。

Claims (9)

1.一种适于人工换电的多直流储能模块系统及控制方法，主要包括：第1直流储能模块(1)、第i直流储能模块(1i)、满电替换备用第j直流储能模块(1j)、第1直流插接连接线卡扣(2)、第i直流插接连接线卡扣(2i)、双向DC/AC电力变换模块(3)、交流电力线插接装置及连接线(4)、输入输出电力连接及监测保护及计量模块(5)、电力连接器电力线(6)、电力连接器通信线(7)、电动汽车电力连接器(8)、主控系统模块(9)、数据编码器(91)、数据存储器(92)、通信控制电路(93)、定位信息处理电路(94)、人工操控界面(95)、提示电路模块(96)、工作电源(97)、模块系统总线(10)、无线通信收发模块(11)、通信接口电路(12)、系统通信线路(13)、第1直流快速插接连接线(14)、第i直流快速插接连接线(14i)、多直流储能模块并接连接装置(15)、市电供电(16)、公共通信网络(17)、调控中心及信息平台系统(18)、手机及移动终端(19)，其中：
第1直流储能模块(1)通过系统通信线路(13)连接通信接口电路(12)，构成第1直流储能模块(1)与主控系统模块(9)交互信息的通信链路；
第i直流储能模块(1i)通过系统通信线路(13)连接通信接口电路(12)，构成第i直流储能模块(1i)与主控系统模块(9)交互信息的通信链路；
第1直流储能模块(1)通过第1直流快速插接连接线(14)接入多直流储能模块并接连接装置(15)，再由多直流储能模块并接连接装置(15)顺次连接双向DC/AC电力变换模块(3)、输入输出电力连接及监测保护及计量模块(5)、电力连接器电力线(6)并通过电力连接器电力线(6)连接电动汽车电力连接器(8)，构成第1直流储能模块(1)为电动汽车供电的电力路径；
第i直流储能模块(i)通过第i直流快速插接连接线(14i)接入多直流储能模块并接连接装置(15)，再由多直流储能模块并接连接装置(15)顺次连接双向DC/AC电力变换模块(3)、输入输出电力连接及监测保护及计量模块(5)、电力连接器电力线(6)并通过电力连接器电力线(6)连接电动汽车电力连接器(8)，构成第i直流储能模块(1i)为电动汽车供电的电力路径；
由市电供电(16)通过交流电力线插接装置及连接线(4)连接输入输出电力连接及监测保护及计量模块(5)，并通过输入输出电力连接及监测保护及计量模块(5)顺次连接双向DC/AC电力变换模块(3)、多直流储能模块并接连接装置(15)、直流快速插接连接线(14)及第1直流储能模块(1)，构成电网市电供电(16)与第1直流储能模块(1)进行充放电的电力路径；
由市电供电(16)通过交流电力线插接装置及连接线(4)连接输入输出电力连接及监测保护及计量模块(5)，并通过输入输出电力连接及监测保护及计量模块(5)顺次连接双向DC/AC电力变换模块(3)、多直流储能模块并接连接装置(15)、第i直流快速插接连接线(14i)及第i直流储能模块(1i)，构成电网市电供电(16)与第i直流储能模块(1i)进行充放电的电力路径；
主控系统模块(9)通过模块系统总线(10)分别连接数据编码器(91)、数据存储器(92)、通信控制电路(93)、定位信息处理电路(94)、人工操控界面(95)、提示电路模块(96)、工作电源(97)，构成多直流储能蓄模块系统的验证及监控管理的通信链路；
主控系统模块(9)通过模块系统总线(10)顺次连接通信控制电路(93)及通信接口电路(12)，由通信接口电路(12)通过系统通信线路(13)分别链接第1直流插接连接线卡扣(2)、第i直流储能模块(1i)、第i直流插接连接线(2i)、双向DC/AC电力变换模块(3)、交流电力线插接装置及连接线(4)、输入输出电力连接及监测保护及计量模块(5)、多直流储能模块并接连接装置(15)，构成主控系统模块(9)调控电力输入输出及储能模块充放电的控制通信链路；
主控系统模块(9)通过模块系统总线(10)顺次连接通信控制电路(93)及通信接口电路(12)，由通信接口电路(12)通过系统通信线路(13)链接输入输出电力连接及监测保护及计量模块(5)以及经输入输出电力连接及监测保护及计量模块(5)连接的电力连接器通信线(7)与电动汽车电力连接器(8)链接，构成主控系统模块(9)与电动汽车控制器交互信息的通信链路；
主控系统模块(9)通过模块系统总线(10)顺次连接通信控制电路(93)及无线通信收发模块(11)，由无线通信收发模块(11)通过公共通信网络(17)分别链接调控中心及信息平台系统(18)、手机及移动终端(19)，构成主控系统模块(9)与调控中心及信息平台系统(18)和手机及移动终端(19)交换信息的通信链路；
一种适于人工换电的多直流储能模块系统的运行控制方法为：
在适于人工换电的多直流储能蓄模块系统的直流储能模块更换使用过程中，首先用户需要在调控中心及信息平台系统(18)注册，注册成功的用户在需要更换缺少电量的第i直流储能模块(1i)时，通过注册的手机及移动终端(19)在固定或移动的直流储能模块更换站点或通过未注册的手机及移动终端发送用户账户信息或用户驾车到预约的直流储能模块更换地点或查询预约到的直流储能模块更换站点出示证件信息并由工作人员利用手机及移动终端(19)将通过手机及移动终端扫码及通过与适于人工换电的多直流储能蓄模块系统的无线通信收发模块(11)或通信接口电路(12)的外接端口链接并获取的直流储能模块的标识编码、直流储能模块的荷电数据及相关信息与调控中心及信息平台系统(18)进行信息交互并获取动态码，由无线通信收发模块(11)或通信接口电路(12)的外接端口链接或利用人工操控界面(95)将动态码传送至适于人工换电的多直流储能蓄模块系统的主控系统模块(9)，由其通过数据编码器(91)审核确认通过后发送或显示以约定方法产生的回复编码；
同时工作人员通过人工操作将回复编码和准备替换的满电替换备用第j直流储能模块(1j)的编码扫码上传至调控中心及信息平台系统(18)，经审核无误由调控中心及信息平台系统(18)发送审核码给适于人工换电的多直流储能蓄模块系统的主控系统模块(9)，被审核的准备替换的满电替换备用第j直流储能模块(1j)通过第i直流快速插接连接线(14i)联通适于人工换电的多直流储能蓄模块系统的主控系统模块(9)，由主控系统模块(9)验证审核码后生成相应的动态密码及混合编码发送至调控中心及信息平台系统(18)；
由调控中心及信息平台系统(18)审核并记录相应信息后生成本次更换服务的结算单，用户确认付款成功时，调控中心及信息平台系统(18)向适于人工换电的多直流储能蓄模块系统的主控系统模块(9)发送本次准备替换的满电替换备用第j直流储能模块(1j)激活指令，并提示工作人员完成换电及结算操作，在满电替换备用第j直流储能模块(1j)更换并连接正常时，由适于人工换电的多直流储能蓄模块系统的主控系统模块(9)根据激活指令控制多直流储能模块并接连接装置(15)选通并按照调控中心及信息平台系统(18)指定的方式投切第i直流快速插接连接线(14i)，此后更换的满电替换备用第j直流储能模块(1j)进行正常受控充放电运行；
在需要充电的第i直流储能模块(1i)连接市电供电(16)进行充电时，需要适于人工换电的多直流储能蓄模块系统的主控系统模块(9)通过模块系统总线(10)顺次连接通信控制电路(93)及无线通信收发模块(11)，由无线通信收发模块(11)通过公共通信网络(17)向调控中心及信息平台系统(18)发送需要充电的第i直流储能模块(1i)的相应身份信息数据、蓄电池状态数据及连接并获取的充电设备信息，调控中心及信息平台系统(18)与之前存留记录的该直流储能模块数据信息进行分析及审核确认后发送充电激活指令和充电策略，充电完成后适于人工换电的多直流储能蓄模块系统的主控系统模块(9)向调控中心及信息平台系统(18)发送充电过程及完成的相应数据，由调控中心及信息平台系统(18)记录到本次充电的直流储能模块的数据档案中。
2.根据权利要求1所述一种适于人工换电的多直流储能模块系统及控制方法，所述直流储能模块的特征是，主要包括：蓄电池组串(101)、直流电控通断电路(102)、直流快速插接连接线连接端子(103)、蓄电池管理模块(104)、模块外部通信连接电路(105)、蓄电池管理连接线束(106)、模块总线(107)，其蓄电池组串(101)顺次连接直流电控通断电路(102)、直流快速插接连接线连接端子(103)，构成蓄电池组串充放电的电力路径；由蓄电池管理模块(104)通过模块总线(107)分别连接直流电控通断电路(102)、模块外部通信连接电路(105)，构成蓄电池管理模块(104)监控直流电控通断电路(102)的通信链路以及通过模块外部通信连接电路(105)和系统通信线路(13)与适于人工换电的多直流储能蓄模块系统的主控系统模块(9)建立交互信息的通信链路；由蓄电池管理模块(104)保存直流储能模块的相关数据信息以及通过蓄电池管理连接线束(106)连接蓄电池组串(101)中每一个蓄电池并实时监测和记录每一个蓄电池的运行数据，同时受控实施对直流电控通断电路(102)的控制。
3.根据权利要求1所述一种适于人工换电的多直流储能模块系统及控制方法，所述直流储能模块的特征是，第i直流储能模块(1i)的模块外壳表面上具有清晰的二维码或数字及图形标识编码并在第i直流储能模块(1i)出厂备用时注册在调控中心及信息平台系统(18)的数据库中，且未连接充放电设备时直流储能模块处于禁止电力输入输出的状态，在连接充放电设备并收到调控中心及信息平台系统(18)发送的激活指令后，由该适于人工换电的多直流储能模块系统的主控系统模块(9)根据激活指令控制输入输出电力连接及监测保护及计量模块(5)选通调控中心及信息平台系统(18)指定的方式投切第i直流快速插接连接线(14i)及通过蓄电池管理模块(104)控制直流电控通断电路(102)的通断。
4.根据权利要求1所述一种适于人工换电的多直流储能模块系统及控制方法，所述多直流储能模块并接连接装置(15)的特征是，具有数据处理及通信电路和通信连接端子，同时具有直流母线及相应多组用于连接多个直流储能模块并联的正极与负极连接端子和相应通断控制电路，分别用于通过相应的直流快速插接连接线并接多个直流储能模块。
5.根据权利要求1所述一种适于人工换电的多直流储能模块系统及控制方法，其第i直流插接连接线卡扣(2i)的特征是，用卡扣方式固定第i直流快速插接连接线(14i)的插接部件并控制实现对第i直流快速插接连接线(14i)进行安全插拔操作，即卡扣的打开和扣合状态通过系统通信线路(13)传送给适于人工换电的多直流储能蓄模块系统的主控系统模块(9)，由主控系统模块(9)判断和控制多直流储能模块并接连接装置(15)的选通及直流电控通断电路(102)的通断，确保更换直流储能模块时切断第i直流快速插接连接线(14i)及控制直流电控通断电路(102)处于断开状态。
6.根据权利要求1所述一种适于人工换电的多直流储能模块系统及控制方法，所述数据编码器(91)的特征是，根据主控系统模块(9)提供的直流储能模块标识编码、充电设备编码、用户账户信息、用户预留手机号码的直流储能模块身份信息和定位信息，审核分析及并利用上述数据信息要素生成约定数据长度的相应动态密码及混合编码。
7.根据权利要求1所述一种适于人工换电的多直流储能模块系统及控制方法，所述数据存储器(92)的特征是采用非易失存储器，用于存储直流储能模块身份信息和定位信息、蓄电池荷电数据以及主控系统模块(9)在调控和运行过程中需要保存的数据信息。
8.根据权利要求1所述一种适于人工换电的多直流储能模块系统及控制方法，所述通信接口电路(12)特征是，至少具有两个通信接口，其中一个通信接口连接系统通信线路(13)，至少还具有一个用于连接外部设备的通信接口。
9.根据权利要求1所述一种适于人工换电的多直流储能模块系统及控制方法，所述定位信息处理电路(94)特征是，实时处理并生成现场位置的定位数据，供主控系统模块(9)调用及上传。
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