CN112498167A - 一种换电电池箱充电方法和充电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种换电电池箱充电系统，包括站控系统、若干充电机和电池箱，电池箱内设置有与充电机对应的充电仓位，充电仓位内存放有电池包，充电机为电池包充电并与电池包通信连接，站控系统与充电机通信连接，站控系统接收充电机的反馈信息并下达操作指令至充电机。充电机内设置有控制器和与控制器通信连接的辅助电源和绝缘检测电路，电池包内设置有BMS和散热模块，辅助电源通过辅助电源回路为BMS和散热模块供电，绝缘检测电路通过直流功率回路与电池包通信连接，绝缘检测电路用于充电过程中的绝缘检测，控制器与站控系统通信连接并通过引导回路与BMS连通。还公开了此系统的充电方法。实现轻量化设计，降低制造、运营成本。

Description

一种换电电池箱充电方法和充电系统
技术领域
本发明涉及汽车充电桩充电技术领域，尤其涉及一种换电电池箱充电方法和充电系统。
背景技术
换电站作为电动汽车能源快速补给设备，需在场站内储备一定数量的电池包，并配置充电机为电池包补充电能。为保证充、换电过程顺利进行，充电过程中，需对充电主回路做绝缘检测，同时，为电池包散热模块提供工作电源。另外，无论是否充电，电池包BMS均需处于工作状态，以便向站控系统实时传递电池包状态信息。目前，为保证换电站所用充电机与电动汽车充电机的标准统一，采用了如附图1的技术手段：
1)在电池包内配置绝缘检测电路，参照电动汽车充电方式，启动充电时由充电桩进行绝缘检测，充电过程中由电池包本身进行绝缘检测；
2)在电池包内配置辅助蓄电池及其所需的充电组件，参照电动汽车充电方式，充电过程中由充电机为电池包BMS(电池管理系统)系统提供工作电源，在结束充电后，充电机切断BMS辅助电源，由电池包内置辅助蓄电池为BMS提供工作电源；
3)充电过程中，由电池包内置辅助蓄电池为散热模块提供工作电源。
该方案为保证换电站所用充电机与电动汽车充电机的标准统一，在电池包内配置了绝缘检测电路、辅助蓄电池组件。对于电池包储备庞大的换电站而言，这是一个不可忽视的成本。同时额外增加了电池包重量，也造成了资源浪费。另外，对于采用两块电池包并联成组工作的电动汽车而言，在换电前需先检测两块电池的电压差是否符合要求。而上述方案，一旦结束充电，充电机就无法提取电池包的电压信息。
发明内容
为克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种换电电池箱充电方法。
为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种换电电池箱充电方法，其特征在于：包括如下步骤，
步骤1.站控系统给换电机器人下达指令，将亏电电池包插入电池箱空置的充电仓位内；
步骤2.站控系统给充电机下达启动充电指令，充电机控制辅助电回路导通，通过充电机内的辅助电源给电池包内的BMS及散热模块供电；
步骤3.充电机和BMS分别检测连接两者的导引回路是否导通，若通则执行步骤4，否则执行步骤5；
步骤4.充电机与BMS开始通信、启动充电，并采集电池信息；
步骤5.充电机将故障信息经充电机反馈至站控系统；
步骤6.站控系统接收电池信息和故障信息，并通过电池信息对电池包对比筛选，将筛选结果传输至换电机器人。
本发明的有益效果在于：由充电机为电池包BMS及散热模块提供持续工作电源，可以取消电池包内置辅助蓄电池及充电组件，优化资源配置；充电机可实时获取电池包状态信息、电压信息，并反馈站控系统，由站控系统进行对比筛选，并将换电指令下发给换电机器人。可以满足多电池组并联工作的电动车换电需求。优化了电池箱和电池包，实现电池包的高效充电和换电操作。
进一步来说，所述步骤6包括如下步骤，
步骤61.所述BMS将电池包实时的电池状态信息、电池电压信息发送至充电机内的控制器，所述控制器将接收到的信息发送至站控系统；
步骤62.所述站控系统会比对所有电池包的电池状态信息、电池电压信息，并将合适的电池包位置信息传递给换电机器人。
对于采用两块及以上电池包的车辆，如果电池包采用并联成组方式工作，那站控系统会根据实际充电情况筛选合适的电池包，可以满足多电池组并联工作的电动车换电需求。
进一步来说，所述充电机还包括绝缘检测电路，所述绝缘监测电路通过直流功率回路与电池包通信连接，所述绝缘监测电路用于充电过程中的绝缘检测，所述直流功率回路上设置有控制其通断的第二开关K2，所述控制器控制第二开关K2启闭。充电过程中，由充电机做全程绝缘检测，可以取消电池包内置绝缘检测电路，优化资源配置
进一步来说，所述辅助电回路上设置有控制其通断的第一开关K1,,所述控制器控制第一开关K1启闭。
进一步来说，所述电池包上设置有显示其状态的指示灯，所述指示灯与控制器通信连接。方便现场运维人员了解电池包状态信息。
本发明的目的在于提供一种换电电池箱充电系统，轻量化设计，降低制造、运营成本。
为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种换电电池箱充电系统，包括站控系统、若干充电机和电池箱，所述电池箱内设置有与充电机对应的充电仓位，所述充电仓位内存放有电池包，所述充电机为电池包充电并与所述电池包通信连接，所述站控系统与充电机通信连接，所述站控系统接收充电机的反馈信息并下达操作指令至充电机，其特征在于：所述充电机内设置有控制器和与控制器通信连接的辅助电源和绝缘检测电路，所述电池包内设置有BMS和散热模块，所述辅助电源通过辅助电源回路为BMS和散热模块供电，所述绝缘检测电路通过直流功率回路与电池包通信连接，所述绝缘检测电路用于充电过程中的绝缘检测，所述控制器与站控系统通信连接并通过引导回路与BMS连通。
充电过程中，由充电机做全程绝缘检测，可以取消电池包内置绝缘检测电路，优化资源配置；由充电机为BMS及散热模块提供持续工作电源，可以取消电池包内置辅助蓄电池及充电组件，优化资源配置；利于电池包的轻量化设计，降低制造、运营成本。
进一步来说，还包括换电机器人，所述换电机器人与站控系统通信连接，所述换电机器人用于将电池包插入或取出电池箱。
进一步来说，所述辅助电源回路上设置有控制其通断的第一开关K1，所述直流功率回路上设置有控制器通断的第二开关K2。
进一步来说，所述电池箱上还设置有指示灯，所述指示灯与充电位对应设置，所述指示灯对应的充电机内的控制器通信连接。
进一步来说，所述BMS采集充电机和电池包联通过程中，电池包的电池状态信息、电池电压信息，站控系统接收电池状态信息、电池电压信息和故障信息，并通过电池状态信息、电池电压信息对电池包对比筛选，将筛选结果传输至换电机器人。
附图说明
图1为现有技术中的充电机与电池包的结构框图；
图2为本发明实施例1的结构框图；
图3为本发明实施例1中充电机与电池包的结构框图；
图4为本发明实施例2的流程图；
图5位本发明实施例2中步骤6的流程图。
图中：
100-站控系统，200-充电机，21-控制器，22-辅助电源，23-绝缘检测电路，300-电池箱，400-电池包，41-BMS，42-散热模块，500-指示灯，600-换电机器人。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例
参见附图2-3所示，本发明的一种换电电池箱300充电系统，包括站控系统100、若干充电机200、电池箱300和换电机器人600。所述电池箱300内设置有与充电机200对应的充电仓位，所述充电仓位内存放有电池包400，所述换电机器人600与站控系统100通信连接，所述换电机器人600用于将电池包400插入或取出电池箱300。所述充电机200为电池包400充电并与所述电池包400通信连接，充电机200与电池包400间进行导引及能量传输和信息交互。所述站控系统100与充电机200通信连接，所述站控系统100接收充电机200的反馈信息并下达操作指令至充电机200，充电机200接收到操作指令后，为电池包400导通充电。
所述充电机200内设置有控制器21和与控制器21通信连接的辅助电源22和绝缘检测电路23，所述电池包400内设置有BMS41和散热模块42。所述辅助电源22通过辅助电源22回路为BMS41和散热模块42供电，所述辅助电源22回路上设置有控制其通断的第一开关K1。第一开关K1通过控制器21控制其闭合，站控系统100发送指令信息给控制器21，控制器21闭合第一开关K1。
所述绝缘检测电路23通过直流功率回路与电池包400通信连接，所述绝缘检测电路23用于充电过程中的绝缘检测，所述直流功率回路上设置有控制器21通断的第二开关K2，第一开关K1通过控制器21控制其闭合，在充电过程中站控系统100发送指令信息给控制器21，控制器21闭合第一开关K1。所述控制器21与站控系统100通信连接并通过引导回路与BMS41连通。
充电过程中，充电机200内的绝缘检测电路23对直流功率回路进行全程绝缘检测，充电机200内的辅助电源22为BMS41及散热模块42提供辅助电源22。充电结束后，充电机200断开K2,切断绝缘检测回路,辅助电源22持续为电池包400BMS41及散热模块42提供辅助电源22,由于已经结束充电，电池包400实际不再产生热量，即使充电机200继续为散热模块42供电，散热模块42也不会工作。
充电过程中，由充电机200做全程绝缘检测，可以取消电池包400内置绝缘检测电路23，优化资源配置；由充电机200为BMS41及散热模块42提供持续工作电源，可以取消电池包400内置辅助蓄电池及充电组件，优化资源配置；利于电池包400的轻量化设计，降低制造、运营成本。
所述电池箱300上还设置有指示灯500，所述指示灯500与充电位对应设置，所述指示灯500对应的充电机200内的控制器21通信连接。
所述BMS41采集充电机200和电池包400联通过程中，电池包400的电池状态信息、电池电压信息，站控系统100接收电池状态信息、电池电压信息和故障信息，并通过电池状态信息、电池电压信息对电池包400对比筛选，将筛选结果传输至换电机器人600。
实施例2
参见附图4-5，本发明中的一种换电电池箱300充电方法,包括如下步骤，
步骤1.站控系统100给换电机器人600下达指令，换电机器人600将亏电电池包400插入电池箱300空置的充电仓位内。
步骤2.站控系统100给充电机200下达启动充电指令，充电机200控制辅助电回路导通，通过充电机200内的辅助电源22给电池包400内的BMS41及散热模块42供电。
步骤3.充电机200和BMS41分别检测连接两者的导引回路是否导通，若通则执行步骤4，否则执行步骤5。
步骤4.充电机200与BMS41开始通信、启动充电，并采集电池信息。
所述充电机200还包括绝缘检测电路23，所述绝缘监测电路通过直流功率回路与电池包400通信连接，所述绝缘监测电路用于充电过程中的绝缘检测，所述直流功率回路上设置有控制其通断的第二开关K2，所述控制器21控制第二开关K2启闭。充电过程中，由充电机200做全程绝缘检测，可以取消电池包400内置绝缘检测电路23，优化资源配置
步骤5.充电机200将故障信息经充电机200反馈至站控系统100。
步骤6.站控系统100接收电池信息和故障信息，并通过电池信息对电池包400对比筛选，将筛选结果传输至换电机器人600。
所述步骤6包括如下步骤，
步骤61.所述BMS41将电池包400实时的电池状态信息、电池电压信息发送至充电机200内的控制器21，所述控制器21将接收到的信息发送至站控系统100；
步骤62.所述站控系统100会比对所有电池包400的电池状态信息、电池电压信息，并将合适的电池包400位置信息传递给换电机器人600。
对于采用两块及以上电池包400的车辆，如果电池包400采用并联成组方式工作，那站控系统100会根据实际充电情况筛选合适的电池包400，可以满足多电池组并联工作的电动车换电需求。
所述辅助电回路上设置有控制其通断的第一开关K1,所述控制器21控制第一开关K1启闭。所述电池包400上设置有显示其状态的指示灯500，所述指示灯500与控制器21通信连接。方便现场运维人员了解电池包400状态信息。
由充电机200为BMS41及散热模块42提供持续工作电源，可以取消电池包400内置辅助蓄电池及充电组件，优化资源配置；充电机200可实时获取电池包400状态信息、电压信息，并反馈站控系统100，由站控系统100进行对比筛选，并将换电指令下发给换电机器人600。可以满足多电池组并联工作的电动车换电需求。优化了电池箱300和电池包400，实现电池包400的高效充电和换电操作。
以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种换电电池箱充电方法，其特征在于：包括如下步骤，
步骤1.站控系统给换电机器人下达指令，将亏电电池包插入电池箱空置的充电仓位内；
步骤2.站控系统给充电机下达启动充电指令，充电机控制辅助电回路导通，通过充电机内的辅助电源给电池包内的BMS及散热模块供电；
步骤3.充电机和BMS分别检测连接两者的导引回路是否导通，若通则执行步骤4，否则执行步骤5；
步骤4.充电机与BMS开始通信、启动充电，并采集电池信息；
步骤5.充电机将故障信息经反馈至站控系统；
步骤6.站控系统接收电池信息和故障信息，并通过电池信息对电池包对比筛选，将筛选结果传输至换电机器人。
2.根据权利要求1所述的一种换电电池箱充电方法，其特征在于：所述步骤6包括如下步骤，
步骤61.所述BMS将电池包实时的电池状态信息、电池电压信息发送至充电机内的控制器，所述控制器将接收到的信息发送至站控系统；
步骤62.所述站控系统比对所有电池包的电池状态信息、电池电压信息，并将合适的电池包位置信息传递给换电机器人。
3.根据权利要求1所述的一种换电电池箱充电方法，其特征在于：所述充电机还包括绝缘检测电路，所述绝缘监测电路通过直流功率回路与电池包通信连接，所述绝缘监测电路用于充电过程中的绝缘检测，所述直流功率回路上设置有控制其通断的第二开关K2，所述控制器控制第二开关K2启闭。
4.根据权利要求2所述的一种换电电池箱充电方法，其特征在于：所述辅助电回路上设置有控制其通断的第一开关K1,,所述控制器控制第一开关K1启闭。
5.根据权利要求2所述的一种换电电池箱充电方法，其特征在于：所述电池包上设置有显示其状态的指示灯，所述指示灯与控制器通信连接。
6.一种换电电池箱充电系统，包括站控系统、若干充电机和电池箱，所述电池箱内设置有与充电机对应的充电仓位，所述充电仓位内存放有电池包，所述充电机为电池包充电并与所述电池包通信连接，所述站控系统与充电机通信连接，所述站控系统接收充电机的反馈信息并下达操作指令至充电机，其特征在于：所述充电机内设置有控制器和与控制器通信连接的辅助电源和绝缘检测电路，所述电池包内设置有BMS和散热模块，所述辅助电源通过辅助电源回路为BMS和散热模块供电，所述绝缘检测电路通过直流功率回路与电池包通信连接，所述绝缘检测电路用于充电过程中的绝缘检测，所述控制器与站控系统通信连接并通过引导回路与BMS连通。
7.根据权利要求6所述的一种换电电池箱充电系统，其特征在于：还包括换电机器人，所述换电机器人与站控系统通信连接，所述换电机器人用于将电池包插入或取出电池箱。
8.根据权利要求6所述的一种换电电池箱充电系统，其特征在于：所述辅助电源回路上设置有控制其通断的第一开关K1，所述直流功率回路上设置有控制器通断的第二开关K2。
9.根据权利要求6-8任一所述的一种换电电池箱充电系统，其特征在于：所述电池箱上还设置有指示灯，所述指示灯与充电位对应设置，所述指示灯对应的充电机内的控制器通信连接。
10.根据权利要求6所述的一种换电电池箱充电系统，其特征在于：所述BMS采集充电机和电池包联通过程中，电池包的电池状态信息、电池电压信息，站控系统接收电池状态信息、电池电压信息和故障信息，并通过电池状态信息、电池电压信息对电池包对比筛选，将筛选结果传输至换电机器人。
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