CN110774935B

CN110774935B - 一种换电集装箱控制系统、方法及其装置

Info

Publication number: CN110774935B
Application number: CN201910958803.0A
Authority: CN
Inventors: 吴静平; 弘利军; 路哲藐
Original assignee: Shenzhen Precise Testing Technology Co ltd
Current assignee: Shenzhen Puresis Testing Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2019-10-10
Filing date: 2019-10-10
Publication date: 2023-03-14
Anticipated expiration: 2039-10-10
Also published as: CN110774935A

Abstract

本发明公开了一种换电集装箱控制系统、方法及其装置，其中方法包括：负载；供电设备，用于存储或提供电能；信息采集系统，用于采集负载的用电需求和供电设备的状态数据；控制系统，用于根据负载的用电需求控制供电设备根据不同的充电配置提供电能给负载、根据供电设备的状态数据控制市电对供电设备充电；显示系统，用于根据供电设备的状态数据显示供电设备的状态。通过根据用电需求和状态数据控制供电设备进行充电或提供电能给负载，克服现有技术集装箱电池只充当应急电源使用，不能灵活应用的技术问题，实现了集装箱可以存储电能做电动车的电池包换电使用也可以提供给消防用电设备等负载做应急供电，使供电设备能够灵活应用。

Description

一种换电集装箱控制系统、方法及其装置

技术领域

本发明涉及供电系统的技术领域，尤其是一种换电集装箱控制系统、方法及其装置。

背景技术

随着人们对清洁能源的要求越来越高，锂电池由于其能量密度高，安全无污染，循环寿命长等特点不断占领市场，广泛应用在储能和电动车等各个领域。尽管锂电池相较于铅酸电池有众多的有点，但其较高的成本还是大大阻碍了在储能和电动车领域的应用。

在现有技术中，共享换电柜如雨后春笋般出现，能降低锂电池使用成本，优化资源分配。在储能领域的应急电源方面，传统集装箱式应急电源配置都是固定式只是用于状态数据后等待应急时刻使用，所以平时集装箱式的应急电源都是闲置，造成资源浪费，且应急电源无法根据不同的场景灵活配置使用，使应急电源的使用率低下。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的是提供一种换电集装箱控制系统，能够进行充电存储以便于做应急电源且可以提供电能给用电设备，提高供电设备的使用性。

为此，本发明的第二个目的是提供一种换电集装箱控制方法。

本发明的第三目的是提供一种换电集装箱。

本发明所采用的技术方案是：

第一方面，本发明提供一种换电集装箱控制系统，包括：

负载，所述负载为消防用电设备等需应急使用的设备；

供电设备，用于存储或提供电能；

信息采集系统，用于采集所述负载的用电需求和所述供电设备的状态数据；

控制系统，用于根据所述负载的用电需求控制所述供电设备根据不同的充电配置提供电能给所述负载、根据所述供电设备的状态数据控制市电对所述供电设备充电；

显示系统，用于根据供电设备的状态数据显示所述供电设备的状态。

进一步地，所述控制系统包括：储能双向逆变器、充电机、电能控制模块以及环境控制模块，

所述储能双向逆变器连接于所述充电机与市电之间、所述供电设备和所述负载之间，所述电能控制模块用于控制所述储能双向逆变器的整流或逆变状态，以控制市电交流电转换成直流电提供给所述充电机或控制所述供电设备的直流点转换成交流电提供给所述负载。

进一步地，一种换电集装箱控制系统还包括维护系统；所述维护系统用于对所述供电设备所在的换电柜进行安全防护；

所述信息采集系统还采集供电设备所在的换电柜的供电设备环境数据，所述环境控制模块根据所述供电设备环境数据控制所述维护系统执行对应的维护措施。

进一步地，所述供电设备环境数据包括：温度数据、烟雾数据以及监控数据；

所述维护系统包括散热模块以及安防模块；

所述散热模块用于对所述供电设备所在空间进行散热；

所述安防模块用于对所述供电设备所在的换电柜执行对应的安防措施。

进一步地，所述供电设备为锂电池，所述供电设备参数为所述锂电池的状态数据，所述负载参数为所述负载的用电需求；

所述信息采集系统包括：

数据采集模块，用于采集所述锂电池的状态数据以及所述负载的用电需求并根据所述负载的用电需求制定对应的锂电池配置方式；

温度采集模块，用于采集所述锂电池所在的换电柜内的温度数据；

烟雾采集模块，用于采集所述锂电池所在的换电柜内的烟雾数据；

监控模块，用于采集集装箱内部的情况以形成监控数据。

进一步地，所述环境控制模块包括：

散热控制子模块，用于预设温度阈值并与所述温度数据比较，并根据温度数据比较结果控制所述散热模块对所述锂电池所在空间进行散热；

安防控制子模块，用于预设烟雾阈值并与烟雾数据比较，根据烟雾数据比较结果和所述监控数据控制所述安防模块执行安防措施。

第二方面，本发明提供一种换电集装箱控制方法，包括：

采集供电设备的状态数据、负载的用电需求以及供电设备环境数据；

根据所述用电需求控制所述供电设备进行充电、根据所述用电需求控制所述供电设备以不同的配置方式提供电能给所述负载；

根据所述供电设备环境数据对所述供电设备所在的换电柜进行对应的防护措施；

根据所述供电设备充电状态或所述供电设备根据不同配置方式供电状态进行实时显示。进一步地，所述供电设备为锂电池，所述信息采集系统包括：

监控模块，用于采集集装箱内部的情况以形成监控数据。

进一步地，根据所述用电需求控制所述供电设备进行充电、根据所述用电需求控制所述供电设备以不同的配置方式提供电能给所述负载具体为：

根据所述锂电池的状态数据控制储能双向逆变器为整流状态，并将市电交流电转换成直流电，将所述直流电通过充电机对所述锂电池充电；

根据所述负载的用电需求控制所述储能双向逆变器为逆变状态，并控制锂电池根据配置方式提供的直流电转换成交流电提供给负载。

第三方面，本发明提供一种换电集装箱，其特征在于，用于实现如权利要求7所述的一种换电集装箱控制方法，包括箱体，所述箱体底部四端安装有滑动轮，所述箱体设有电池隔间，所述电池隔间内设有换电柜，箱体还设有与所述电池隔间相邻的电气隔间，所述电气隔间内设有电气装置，所述电气隔间内设有用于给电气装置散热的排风扇，所述换电柜上设有导风层，所述电池隔间内设有空调，所述空调的风道与所述导风层相连通。

本发明的有益效果是：

本发明通过采用根据状态数据控制市电转换提供合适电能给供电设备、根据用电需求控制供电设备不同的配置方式提供电能给负载，克服现有技术存在集装箱主要存储电能提供给电动车，平时都是闲置不能灵活调用且整个集装箱的安全性能差的技术问题，实现了集装箱可以存储电能提供电能给电动车、还可以闲置时提供电能给负载，还能根据电动车的用电需求输出所需要的电压和功率给电动车，从而使换电集装箱可以根据具体情况灵活运用。

附图说明

图1是本发明一种换电集装箱实施例中箱体的外形图；

图2是本发明一种换电集装箱实施例中换电柜的结构示意图；

图3是本发明一种换电集装箱实施例中箱体的结构示意图；

图4是本发明一种换电集装箱控制系统实施例的模块框图；

图5是本发明一种换电集装箱控制系统实施例中的锂电池充放电的模块框图

图6是本发明一种换电集装箱控制系统实施例中锂电池与充电机的电路图；

图7是本发明一种换电集装箱控制系统实施例的模块框图；

图8是本发明一种换电集装箱控制方法实施例中锂电池充电的流程图；

图9是本发明一种换电集装箱控制方法实施例中负载充电的流程图。

附图标记：10、供电设备；11、锂电池；12、充电机；20、维护系统；21、散热模块；22、安防模块；30、信息采集系统；31、数据采集模块；32、温度采集模块；33、烟雾采集模块；34、监控模块；40、控制系统；41、电能控制模块；42、环境控制模块；421、散热控制子模块；422、安防控制子模块；43、储能双向逆变器；50、显示系统；60、箱体；61、电池隔间；611、换电柜；612、空调；613、电池仓；62、电气隔间；621、电气装置；622、排风扇；63、灭火器；64、隔间小门；65、大门；70、滑动轮；80、负载。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

参照图1，本发明实施例公开了一种换电集装箱，包括箱体60，箱体60底部的四端固定安装有滑动轮70，且滑动轮70为带刹车的滑动轮70，当箱体60需要运动到指定地点则通过滑动轮70带动箱体60滚动运输到指定地点，使箱体60移动方便节省人力。

参照图2和图3，箱体60内部设有电气隔间62和电池隔间61，电气隔间62内设有电气装置621，其中电气装置621包括控制器以及储能双向逆变器43(图中未标出)，电池隔间61内设有换电柜611，且换电柜611设有若干个。换电柜611内设有锂电池11、电池仓613以及充电机12，锂电池11放置于电池仓613内进行电能存储。电气隔间62和电池隔间61之间设有隔间小门64进行隔离，通过隔间小门64隔离锂电池11和电气装置621以防止两者之间产生干扰。电气隔间62内设有排风扇622对电气装置621进行散热，且换电柜611上设有导风层，电池隔间61内设有空调612，且空调612通过管道与换电柜611的导风层相连通，以便于空调612产生的冷气通过管道流向换电柜611处，以减低换电柜611内锂电池11产生的热，从而是换电柜611的温度适宜，通过排风扇622和空调612的设置能够减少电气隔间62和电池隔间61中电气装置621和锂电池11产生的热，从而提供一个适宜的温度给锂电池11和电气装置621正常工作，减少高温带来的电气装置621和锂电池11故障情况。

箱体60内部设置有灭火器63，在本实施例中灭火器63设置于电池隔间61且设有两个，换电柜611设置于电池隔间61内两排，两个灭火器63分别位于两排换电柜611的两端，且灭火器63连接有若干个片干粉灭火喷头，其干粉灭火喷头设置于电池仓613内，每一个电池仓613内都设有一个干粉灭火喷头，当电池仓613内的锂电池11故障导致起火时，通过干粉灭火喷头对该电池仓613进行喷干粉以进行灭火，从而提高整个换电柜611的安全性能。

箱体60上设有盖合箱体60的大门65，且在箱体60作为电动车共享换电使用时，大门65为常开状态，而隔间小门64为常闭状态，需要更换电动车的锂电池11的人可以进入集装箱更换锂电池11，通过在换电柜611上更换锂电池11既可以，通过大门65和隔间小门64的设置能够便于电动车车主使用且防止他人损坏电气隔间62内的设备。

综上，通过滑动轮70设置于箱体60四端以便于箱体60通过工人拉动即可以移动到指定位置，使箱体60移动灵活且简易。通过排风扇622和空调612设置于电气隔间62和电池隔间61，排风扇622给电气隔间62内的电气装置621进行降温，而空调612给电池隔间61内的锂电池11降温，以使电气装置621和锂电池11在适宜的温度中运行，减少电气装置621和锂电池11因为高温导致损坏的概率，再通过灭火器63和干粉灭火喷头的设置能够给电池造成进行灭火从而提高换电柜611的安全性能。

参照图4，实施例二：本发明实施例公开了一种换电集装箱控制系统，包括负载80、供电设备10、维护系统20、信息采集系统30、控制系统40以及显示系统50，负载80在本实施例为消防用电设备，供电设备10为锂电池11，该锂电池11用于在电动车进入集装箱内进行更换后提供电能给电动车或根据负载的用电需求配置多个锂电池11一起提供电能给负载80；维护系统20用于对供电设备10所在的集装箱进行安全防护，信息采集系统30用于采集负载80的用电需求、供电设备10的状态数据以及供电设备10的环境数据。控制系统40用于根据用电需求控制供电设备10以不同的配置方式提供电能给负载80进行应急供电，控制系统40根据状态数据控制市电转换成供电设备10适合存储的电能并提供给供电设备10，控制系统40根据负载80的用电需求控制供电设备10以不同的配置方式提供电能给负载80，控制系统40根据供电设备环境数据控制维护系统20对供电设备10所在的换电柜执行对应的安防措施。显示系统50用于根据供电设备10的状态数据显示供电设备10的状态。

通过信息采集系统30采集供电设备10的状态数据和负载80的用电需求以及供电设备10所处空间的供电设备环境数据后，控制系统40根据状态数据控制供电设备10进行充电、根据用电需求控制不同配置方式的供电设备10提供电能给负载80、根据环境数据控制维护系统20执行对应的维护措施，以便于换电集装箱内根据供电设备10的使用情况控制供电设备10进行充电提供电能给电动车，或者面对紧急情况时控制供电设备10配置到满足负载80的用电需求后提供电能给负载80，以实现集装箱内的供电设备10的灵活运用，提高供电设备10的使用性，同时通过显示系统50可以直接查看到供电设备10的状态数据，以便于使用人员根据供电设备10的状态数据了解到当前供电设备10状态，以更好地更换锂电池11，同时可以根据供电设备环境数据对供电设备10进行安防措施以提高换电集装箱的安全性。

参照图3和图4，其中供电设备10在本实施例为锂电池11，且锂电池11放置于换电柜611内，在本实施例中换电柜611设置于集装箱内部两排，换电柜611内设置充电机12，充电机用于对锂电池11进行充电。

参照图2、图4和图5，集装箱内设有电气装置621，电气装置621为控制系统40，控制系统40包括储能双向逆变器43和充电机12，储能双向逆变器43用于将控制市电的交流电转换成直流电后提供给充电机，充电机再将直流电提供给锂电池11进行充电，且储能双向逆变器43还可以将锂电池11的直流电能转换为用电设备需要的交流电。换电柜611上还设有电池仓613，电池仓613用于放置锂电池11。

参照图5，当需要给锂电池11充电时，储能双向逆变器43为整流状态，储能双向逆变器43将380V市电整流转换成直流电后传输给充电机12，且锂电池11上设有充电连接器、放电连接器以及通讯连接器，充电机12通过充电连接器连接充电机12以提供电能给锂电池11以完成锂电池11的充电。当充满电的锂电池11连接负载80通过放电连接器提供电能给负载80时，储能双向逆变器43为逆变状态，储能双向逆变器43将配置好的多个锂电池11输出的直流电转换成交流电，并将交流电提供给负载80。锂电池11还可以直接更换于电动汽车时通过放电连接器提供电能给电动汽车。充电机12给锂电池11充电主要通过储能双向逆变器43转换成直流电后再给锂电池11的充电，当锂电池11需要提供应急电源给负载80时，储能双向逆变器43将锂电池11的直流电转换成交流电提供给负载80，从而提高锂电池11的使用性。

参照图5和图7，信息采集系统30包括：数据采集模块31、温度采集模块32、烟雾采集模块33以及监控模块34；数据采集模块31用于采集锂电池11的状态数据以及负载80的用电需求并根据用电需求形成锂电池11的不同配置方式，且状态数据为锂电池11的储能功率、储能状态以及放电状态，负载80的用电需求主要包括负载80的用电电压和用电功率。温度采集模块32用于采集锂电池11所在的集装箱内的温度数据，烟雾采集模块33用于采集锂电池11所在的集装箱内内的烟雾数据，监控模块34用于采集集装箱内部的情况以形成监控数据。控制系统40还包括：电能控制模块41和环境控制模块42，且环境控制模块42包括：散热控制子模块421和安防控制子模块422，电能控制模块41用于根据数据采集模块31采集的状态数据控制充电机12对锂电池11进行充电，并根据用电需求控制锂电池11形成不同的配置方式提供电能给负载80；散热控制子模块421用于预设温度阈值并与温度数据比较，并根据温度数据比较结果控制散热模块21对锂电池11所在的集装箱内进行散热；安防控制子模块422用于预设烟雾阈值并与烟雾数据比较，根据烟雾数据比较结果和监控数据控制安防模块22执行安防措施。

数据采集模块31包括：电池数据采集单元以及负载数据采集单元，电池数据采集单元用于采集锂电池11的储能功率、储能状态以及放电状态；负载数据采集单元用于采集负载80的用电电压和用电功率并根据用电功率和储能功率之间的比例关系得到对应数量和对应状态数据的锂电池11并联或串联在一起连接提供电能给负载80。通过对储能功率的采集以便于控制系统40控制储能双向逆变器43为整流状态将市电交流电转换成直流电提供给充电机12后再对锂电池11充电，且根据用电设备的用电电压和用电功率能够计算那些锂电池11可以提供电能，且需要多少个锂电池11同时工作提供电能，控制锂电池11一起工作后再将锂电池转换成交流电提供给负载80，以便于灵活运用换电集装箱提供电能或存储电能。

参照图3和图5，储能双向逆变器43将市电转换成锂电池11使用的直流电，锂电池11放置于电池仓613内后数据采集模块31采集锂电池11的状态数据，其中数据采集模块31在本实施例为通讯连接器，锂电池11放置于电池仓613内后锂电池11与充电连接器、放电连接器以及通讯连接器连接，通过通讯连接器获取到锂电池11的状态数据，电能控制模块41读取到锂电池11的储能功率后选中对应的充电模式，然后电能控制模块41控制充电机12采取对应的充电模式对锂电池11进行充电。其中充电模式的参数包括充电速度、电流、电压，通过根据储能电压和储能功率充电机12执行对应充电速度、充电电流以及充电电压给锂电池11充电。通过根据锂电池11的储能电压和储能功率以采取不同充电模式进行充电，使锂电池11充电简易。

参照图5和图6，锂电池11设置有若干个，在本实施例中若干锂电池11的连接方式主要为每一个锂电池11并联有一个第一极管D1，且第一二极管D1的正极连接锂电池11的负极、另一个锂电池11的正极和充电机12，第一二极管D1的负极连接锂电池11的正极，且锂电池11的正极连接第一二极管D1的负极和一个开关KT的一端，开关的另一端连接第二二极管D2的正极，第二二极管D2的负极的一端连接负载80的正极，当开关KT闭合后，所有的锂电池11正极连接后流过第一二极管D1后通向负载80的正极，充电机12充电时只直接流入到锂电池11的正极，由于锂电池11进行充放电都是同口，所以通过反向二极管连接与锂电池11的设置能够防止锂电池11在充电的时候反向对负载80进行充电，也防止给负载80充电时锂电池11进行充电，使锂电池11的充放电互相不影响。当用电设备需要进行紧急供电时，通过控制开关KT的断开或闭合来配置不同储能电压和储能功率的锂电池11一起工作提供电能给用电设备进行应急。

参照图2和图7，当消防用电设备需要进行紧急供电时，用电设备连接换电柜611，数据采集模块31获取消防用电设备的用电需求也即用电设备的电压需求和功率需求，电能控制模块41根据电动车的电压需求和功率需求首先分析锂电池11的数据然后选择对应的锂电池11启动，没有选择的锂电池11自动断电对外输出，然后电能控制模块41控制储能双向逆变器43为逆变状态以将锂电池11的直流电转换成交流电，且该交流电的输出电压和输出功率匹配用电设备的电压需求和功率需求，然后电能控制模块41闭合开关以对消防用电设备进行充电，从而使消防用电设备紧急时可以通过锂电池11配置成消防用电设备需要的电压和功率提供电能，以灵活使用锂电池11。同时显示系统50在本实施例为液晶显示操作界面，液晶显示操作界面主要显示锂电池11在充电时的充电状态或消防用电设备充电时锂电池11的连接方式以及锂电池11的充电状态，以便于使用人员根据液晶显示操作界面的显示掌握当前锂电池11的状态。

参照图2、图3以及图7，供电设备10环境数据包括：温度数据、烟雾数据以及监控数据；温度数据主要通过温度采集模块32采集锂电池11所在箱体60内的温度，其中温度采集装置在本实施例为温度传感器，且温度传感器主要设置在电气装置621和换电柜611所在处用于检测电气装置621和换电柜611的温度。烟雾数据主要通过烟雾采集模块33采集电池仓613内的烟雾值，烟雾采集模块33在本实施例为烟雾检测器，当电池在电池仓613内发生火灾，烟雾检测器采集电池仓613内的烟雾数值能够掌握电池仓613内火势情况。监控数据在本实施例主要通过监控摄像头采集集装箱内的情况，主要采集电气装置621的环境情况、换电柜611处电池情况、集装箱内使用人员的情况，其中监控数据为监控视频。监控摄像头安装于集装箱顶部负责拍摄和记录集装箱内换电柜611的情况，同时监控摄像头采集的视频数据会存储至安防控制子模块422中，同时安防控制子模块422将视频数据上传至云端后台，方便后台管理中心能够掌握集装箱内锂电池11的状态。

维护系统20包括散热模块21以及安防模块22；散热模块21用于对锂电池11所在空间进行散热，安防模块22用于对供电设备10所在的换电柜611执行对应的安防措施。散热模块21在本实施例为空调612和排风扇622，排风扇622设置于电气装置621处用于给电气装置621散热，而空调612设置于换电柜611所在空间以用于对电池产生的高温进行降温。安防模块22在本实施包括灭火器63以及后台管理中心，灭火器63上连接有若干干粉灭火喷头，且干粉灭火喷头设置于每个电池仓613内，通过干粉灭火喷头对电池仓613内起火的锂电池11喷射干粉以对锂电池11进行灭火，从而完成锂电池11的自动灭火提高换电柜611的安全性。

散热控制子模块421预设温度阈值，当散热控制子模块421接收来自温度采集模块32发送的温度数据超过温度阈值，则散热控制子模块421控制排风扇622和/或空调612启动进行散热，以实现排风扇622和/或空调612的自动控制以保持集装箱内的温度恒定，以防止集装箱内由于电气装置621运行和锂电池11充放电产生的热使集装箱温度过高，以是集装箱内的温度适宜电气装置621和锂电池11正常工作。安防控制子模块422预设烟雾阈值，当锂电池11着火时，安防控制子模块422接收来自烟雾采集模块33的烟雾数据超过烟雾阈值时，安防控制子模块422控制灭火器63启动同时控制着火的电池仓613内的干粉灭火喷头导通喷出干粉进行灭火，从而防止由于某个锂电池11着火导致整个集装箱爆炸的情况，以提高整个换电柜611的安全性能。

综上，通过采集锂电池11的状态数据和电动车的用电需求，根据状态数据控制充电机12采用对应的充电模式对锂电池11进行充电，并根据用电需求控制对应参数的锂电池11启动，然后连接启动的锂电池11输出对应的电压和功率提供给消防用电设备，从而使集装箱不仅做电量存储还可以对外进行电能共享。通过温度传感器、烟雾检测器以及监控摄像头采集对应的温度数据、烟雾数据以及监控数据，以便于散热控制子模块421根据温度数据控制集装箱内的温度适宜，安防控制子模块422根据烟雾数据控制干粉灭火喷头对起火的电池仓613进行灭火，后台管理中心获取监控视频以掌握整个集装箱内部情况，从而提高集装箱的安全性能。

实施例三：供电设备为锂电池，供电设备所在的换电柜设有电池仓以及充电机，锂电池放置在电池仓内；本发明实施例公开了一种换电集装箱控制方法包括：

采集供电设备的状态数据和负载的用电需求，采集供电设备所在的换电柜的情况并形成供电设备环境数据，且用电需求和供电设备数据的采集过程具体为：

采集锂电池的状态数据和负载的用电需求，锂电池的状态数据主要为锂电池的储能电压、状态数据功率，负载在本实施例为用电设备，且用电需求为用电设备的电压需求和功率需求；

采集锂电池所在空间的温度数据、烟雾数据以及集装箱内部的监控数据，通过在锂电池所在空间出设置温度传感器以采集该处的温度数据，且烟雾数据通过烟雾检测器安装于锂电池所在的电池仓内采集，监控数据通过安装于集装箱内顶部的监控室摄像头采集。

根据用电需求控制供电设备进行充电或控制供电设备不同配置方式供电给用电设备具体为：

参照图8，根据锂电池的状态数据控制市电对锂电池进行充电，其中对锂电池充电具体为：

当对锂电池进行充电时，储能双向逆变器为整流状态，通过储能双向逆变器将380V市电转换成直流电，然后储能双向逆变器将直流电输送给换电柜的充电机，由于锂电池已经放置于电池仓内同时连接好充电连接器，根据锂电池的状态数据和储能大小控制充电机的充电模式，该充电模式适合锂电池的充电需求，充电机根据接收到充电指令采用该充电模式对锂电池进行充电。

参照图9，根据用电设备的电压需求和功率需求控制不同数量的锂电池提供给用电设备，且不同数量的锂电池的储能电压以及储能功率相互搭配起来满足用电设备的电压需求和功率需求，给用电设备的供电过程具体为：

根据电动设备的电压需求、功率需求，分析锂电池并选出对应电压、功率的锂电池；

并确定锂电池的数量并确定哪些锂电池对外输出，将不参与对外输出的锂电池自动断电，将参与的锂电池进行均衡处理后串并联连接；

将储能双向逆变器转换为逆变模式，储能双向逆变器将锂电池的直流电转换为交流电提供给用电设备。通过根据锂电池的储能大小、状态数据功率设定不同的充电模式对锂电池进行充电，根据不同用电设备的电压需求与功率需求控制对应的锂电池工作以提供输出适合电压和功率给用电设备，从而使集装箱不仅可以存储电能也可以进行电动车的电能共享站，还可以配置锂电池配置用电设备，从使换电集装箱可以灵活使用，进而提高换电集装箱的使用性。

根据供电环境数据对用电设备所在的换电柜进行对应的防护措施，防护措施主要包括散热措施、灭火措施以及监控措施，散热措施主要通过设置空调和排风扇对供电设备所在空间进行散热，灭火措施主要通过设置干粉灭火喷头于每个电池仓对着火的锂电池进行灭火，监控操作主要通过设置集装箱内监控摄像头采集监控数据以上传至云端后台，以便于后台管理中心掌握。

根据供电设备数据做出的防护措施具体为：

预设温度阈值并与采集的温度数据比较，若温度数据超过温度阈值控制排风扇和空调启动对锂电池所在处进行散热，从而保持锂电池内的温度适宜，减少由于温度过高导致锂电池寿命减少的机率。

预设烟雾阈值并与采集的烟雾数据比较，若烟雾数据超过烟雾阈值则控制干粉灭火喷头对电池仓进行喷射干粉灭火，以提高锂电池的安全性进而提高整个集装箱的安全性能。

根据集装箱内的监控数据，将监控数据存储并上传云端后台，后台管理中心通过云端后台可以直接查看集装箱内的监控数据，监控数据在本实施例为监控视频，以便于管理人员根据监控视频做出对应的安防措施。

实时显示用电需求对应的供电设备和用电设备的用电状态，在本实施例显示用电状态通过液晶显示操作界面进行显示，且供电设备和用电设备的用电状态显示主要为锂电池的状态信息显示、用电设备连接充电的状态，以便于使用人员通过液晶显示操作界面掌握当前锂电池的信息和用电设备充电的情况。

综上，通过采集锂电池的状态数据和电动车的电压需求和功率需求，并根据状态数据控制不同的充电模式给锂电池进行充电，根据电压需求和功率需求调用不同的锂电池组合提供电能给电动车进行充电。从而是换电集装箱不仅可以充电储能也可以充当电动车的共享换电站，以提高换电集装箱的使用性。同时个采集锂电池所处空间的温度数据、烟雾数据以及监控数据，进行对应的安防措施，从而提高整个换电集装箱的安全性能。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims

1.一种换电集装箱控制系统，其特征在于，包括：

负载，所述负载为消防用电设备；

供电设备，用于存储或提供电能；所述供电设备为锂电池，锂电池设置有若干个，每一个锂电池并联有一个第一二极管，且第一二极管的正极连接锂电池的负极、另一个锂电池的正极和充电机，第一二极管的负极连接锂电池的正极，且锂电池的正极连接第一二极管的负极和一个开关的一端，开关的另一端连接第二二极管的正极，第二二极管的负极的一端连接负载的正极，当开关闭合后，所有的锂电池正极连接后流过第一二极管后通向负载的正极，充电机充电时只直接流入到锂电池的正极，当负载需要进行紧急供电时，通过控制开关的断开或闭合来配置不同储能电压和储能功率的锂电池一起工作提供电能给用电设备进行应急；

信息采集系统，用于采集所述负载的用电需求和所述供电设备的状态数据；所述用电需求包括电压需求和功率需求；

控制系统，用于根据所述负载的用电需求控制所述供电设备根据不同的充电配置提供电能给所述负载、根据所述供电设备的状态数据控制市电对所述供电设备充电；所述控制系统包括：储能双向逆变器、充电机、电能控制模块以及环境控制模块，所述储能双向逆变器连接于所述充电机与市电之间、所述供电设备和所述负载之间，所述电能控制模块用于控制所述储能双向逆变器的整流或逆变状态，根据负载的电压需求、功率需求，分析锂电池并选出对应电压、功率的锂电池；并确定锂电池的数量并确定哪些锂电池对外输出，将不参与对外输出的锂电池自动断电，将参与的锂电池进行均衡处理后串并联连接，储能双向逆变器将锂电池的直流电转换为交流电提供给负载，或者控制市电交流电转换成直流电提供给所述充电机；

2.根据权利要求1所述的一种换电集装箱控制系统，其特征在于，还包括维护系统；所述维护系统用于对所述供电设备所在的换电柜进行安全防护；

3.根据权利要求2所述的一种换电集装箱控制系统，其特征在于，所述供电设备环境数据包括：温度数据、烟雾数据以及监控数据；

所述维护系统包括散热模块以及安防模块；

所述散热模块用于对所述供电设备所在空间进行散热；

4.根据权利要求3所述的一种换电集装箱控制系统，其特征在于，所述供电设备为锂电池，所述信息采集系统包括：

监控模块，用于采集集装箱内部的情况以形成监控数据。

5.根据权利要求3所述的一种换电集装箱控制系统，其特征在于，所述环境控制模块包括：

6.一种换电集装箱控制方法，其特征在于，包括：

采集供电设备的状态数据、负载的用电需求以及供电设备环境数据；所述供电设备为锂电池，锂电池设置有若干个，每一个锂电池并联有一个第一极管，且第一二极管的正极连接锂电池的负极、另一个锂电池的正极和充电机，第一二极管的负极连接锂电池的正极，且锂电池的正极连接第一二极管的负极和一个开关的一端，开关的另一端连接第二二极管的正极，第二二极管的负极的一端连接负载的正极，当开关闭合后，所有的锂电池正极连接后流过第一二极管后通向负载的正极，充电机充电时只直接流入到锂电池的正极，当负载需要进行紧急供电时，通过控制开关的断开或闭合来配置不同储能电压和储能功率的锂电池一起工作提供电能给用电设备进行应急；

根据所述用电需求控制所述供电设备进行充电、根据所述用电需求控制所述供电设备以不同的配置方式提供电能给所述负载；所述用电需求包括电压需求和功率需求；

根据所述负载的用电需求控制所述储能双向逆变器为逆变状态，根据负载的电压需求、功率需求，分析锂电池并选出对应电压、功率的锂电池；并确定锂电池的数量并确定哪些锂电池对外输出，将不参与对外输出的锂电池自动断电，将参与的锂电池进行均衡处理后串并联连接，储能双向逆变器将锂电池的直流电转换为交流电提供给负载；所述负载为消防用电设备；

根据所述供电设备充电状态或所述供电设备根据不同配置方式供电状态进行实时显示。

7.根据权利要求6所述的一种换电集装箱控制方法，其特征在于，采集供电设备的状态数据、负载的用电需求以及供电设备环境数据具体为：

采集所述锂电池的状态数据和所述负载的用电需求；

采集所述锂电池所在空间的温度数据、烟雾数据以及集装箱内部的监控数据。

8.一种换电集装箱，其特征在于，用于实现如权利要求6所述的一种换电集装箱控制方法，包括箱体，所述箱体底部四端安装有滑动轮，所述箱体设有电池隔间，所述电池隔间内设有换电柜，箱体还设有与所述电池隔间相邻的电气隔间，所述电气隔间内设有电气装置，所述电气隔间内设有用于给电气装置散热的排风扇，所述换电柜上设有导风层，所述电池隔间内设有空调，所述空调的风道与所述导风层相连通。