CN116247336A - 一种换电站的热能控制方法及换电站 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆换电领域，公开了一种换电站的热能控制方法及换电站，包括：获取充电室外温度，若充电室外温度低于第一温度阈值，关闭换电站的换气窗，判断换电机器人是否处于空闲，若是，控制换电机器人对充电工位进行调配，使得预热充电工位闲置，普通充电工位上的电池箱对预热充电工位上的电池箱吹风使其进行预热，换电机器人将车辆上的电池箱放置在闲置的充电工位上对其进行充电，使用集中供热系统对电池箱进行加热。本发明通过将充电工位分成普通充电工位和预热充电工位使得可以收集未利用的能源为电池箱进行预热，避免了传统技术中由于使用单独的预热装置使得换电站的能源消耗过多且能源不清洁的问题。

Description

一种换电站的热能控制方法及换电站

技术领域

本发明涉及车辆换电领域，尤其涉及一种换电站的热能控制方法及换电站。

背景技术

随着汽车数量的迅速增加，一方面使得非再生能源的紧缺和环境污染问题显得日益突出；另一方面，燃料汽车尾气的大量排出，也会导致大量疾病，危害每个人的身心健康。要想从根本上解决以上问题，大力推广电动汽车显得尤为重要，采用电池供电，而电池的容量是有限的，无法保证车辆长距离运行，这成为车辆进一步发展的瓶颈。通常采用以下两种方法解决车辆能源补给问题，一是对车辆进行整车充电，二是更换电池，其中第一种方法需要车辆停止运行，正常充电时用户等待时间长，而第二种方法在换电站直接更换电池，简单易行，用户等待时间短，可以很好的解决电动客车能源补给问题。

在传统技术中，在换电站对电池进行加热是一种很常见的方式，但是传统换电站没有考虑温度对于电池产生的影响，在不同季节，电池的容量和充电速度都受温度进行影响，且在电池刚换下来时就对其进行充电，则其由于电池性能等问题，导致充电效率不高，因此急需一种在不浪费过多能源的前提下的提高充电效率的方法。

发明内容

本发明的目的在于克服上述一种或多种现有的技术问题，提供一种换电站的热能控制方法及换电站。

为实现上述目的，本发明提供一种换电站的热能控制方法，包括：

步骤S1，获取充电室外温度，若充电室外温度低于第一温度阈值，关闭换电站的换气窗；

步骤S2，判断换电机器人是否处于空闲，若是，控制所述换电机器人对充电工位进行调配，使得预热充电工位闲置；

其中，所述充电工位为两排，包含第一排的普通充电工位和第二排的所述预热充电工位，所述普通充电工位上的电池箱对所述预热充电工位上的电池箱吹风使其进行预热；

步骤S3，所述换电机器人将车辆上的电池箱放置在闲置的所述充电工位上对其进行充电，使用集中供热系统对电池箱进行加热。

根据本发明的一个方面，所述步骤S2中，所述普通充电工位上的电池箱通过排风口倾斜向下排出气流吹向所述预热充电工位上的电池箱使得所述预热充电工位上的电池箱进行预热。

根据本发明的一个方面，进行调配的方法为，若闲置的所述充电工位为所述普通充电工位，则通过所述换电机器人对所述充电工位进行调配，使得至少一个所述预热充电工位为闲置状态，获取所述普通充电工位上的电池箱电量，选取电池箱电量最少的所述普通充电工位，通过所述换电机器人将电池箱放置在与其对应的闲置的所述预热充电工位上。

根据本发明的一个方面，所述步骤S3包括：

步骤S31，所述换电机器人将车辆上的电池箱放置在闲置的所述预热充电工位上，通过所述电池箱顶部的循环风机抽吸换电站顶部空气；

步骤S32，通过换电站侧壁的循环管道将所述循环风机抽吸的空气排至所述预热充电工位底部中的热源仓内；

步骤S33，打开所述电池箱底部的气流通道，通过所述集中供热系统对电池箱进行加热。

根据本发明的一个方面，所述步骤S1还包括：获取充电室内温度和充电室外温度；

若充电室外温度低于所述第一温度阈值且充电室内温度高于第二温度阈值，换电站的换气窗间歇打开。

根据本发明的一个方面，所述步骤S1还包括，若充电室外温度高于第三温度阈值，换电站的换气窗全部打开。

根据本发明的一个方面，方法还包括步骤S11，若充电室外温度高于第三温度阈值，所述普通充电工位上的电池箱通过排风口倾斜向上排出气流吹向所述预热充电工位上的电池箱。

为实现上述目的，本发明提供应用于所述换电站的热能控制方法的换电站，包括：

换电室、充电室和换电机器人；

所述充电室包括沿所述充电室的长度方向设置的两排充电工位、换气窗和集中供热系统；

其中所述充电工位中，第一排为普通充电工位，第二排为预热充电工位，所述普通充电工位和所述预热充电工位的间距为

L=H×(0.8-1)；

其中，L为普通充电工位和预热充电工位的间距；

H为电池箱的高度；

所述普通充电工位上的电池箱对所述预热充电工位上的电池箱吹风使其进行预热。

根据本发明的一个方面，所述预热充电工位为远离所述换电室的第二排的所述充电工位。

根据本发明的一个方面，所述集中供热系统包括循环风机、循环管道、气流通道和热源仓，所述循环风机与所述循环管道相连使得所述循环风机抽吸的空气通过所述循环管道输送至所述预热充电工位底部中的热源仓内，所述预热充电工位通过所述气流通道与所述热源仓相连。

基于此，本发明的有益效果在于：

（1）本发明通过将充电工位分成普通充电工位和预热充电工位使得可以收集未利用的能源为电池箱进行预热，避免了传统技术中由于使用单独的预热装置使得换电站的能源消耗过多且能源不清洁的问题；

（2）通过检测换电站站内和站外的温度，使得电池箱保持相对稳定的温度；

（3）通过集中供热系统收集电池箱散发的热量并将其储存，完成了对热能的回收利用，也可进一步对电池箱进行预热。

附图说明

图1示意性表示本发明一种实施方式的一种换电站的热能控制方法的流程图；

图2示意性表示本发明一种实施方式的另一种换电站的热能控制方法的流程图；

图3示意性表示本发明一种实施方式的一种换电站的热能控制方法的侧视图；

图4示意性表示本发明一种实施方式的一种换电站的热能控制方法的主视图；

图5示意性表示本发明一种实施方式的一种换电站的热能控制方法的俯视图。

附图标记：

101-换电室，102-充电室，103-换电机器人，104-集中供热系统，105-普通充电工位，106-预热充电工位，107-循环风机，108-循环管道，109-气流通道110-热源仓。

具体实施方式

现在将参照示例性实施例来论述本发明的内容，应当理解，论述的实施例仅是为了使得本领域普通技术人员能够更好地理解且因此实现本发明的内容，而不是暗示对本发明的范围的任何限制。

如本文中所使用的，术语“包括”及其变体要被解读为意味着“包括但不限于”的开放式术语。术语“基于”要被解读为“至少部分地基于”，术语“一个实施例”和“一种实施例”要被解读为“至少一个实施例”。

图1表示本发明一种实施方式的一种换电站的热能控制方法的流程图，如图1所示，本发明的一种换电站的热能控制方法，包括：

步骤S1，获取充电室外温度，若充电室外温度低于第一温度阈值，关闭换电站的换气窗；

通过此步骤使得换电站可以获取充电室外的温度，根据预设的温度和当前获取温度进行对比，使得此步骤可以克服换电站一个最常见的问题，即换电站的气温由于电池充电时产生的热量使得电池温度过高，或者在冬天时由于气温过低，导致电池容量减少和充电效率受外部温度变化等一系列问题，因此通过对温度进行测定，使得换电站内部温度得到相应的变化，使得换电站在进行充电时候，保证电池充电的外部温度处于一个相对合理的区间。

步骤S2，判断换电机器人103是否处于空闲，若是，控制换电机器人103对充电工位进行调配，使得预热充电工位106闲置；

其中，充电工位为两排，包含第一排的普通充电工位105和第二排的预热充电工位106，普通充电工位105上的电池箱对预热充电工位106上的电池箱吹风使其进行预热；

充电工位为两排，分别为普通充电工位105和预热充电工位106，普通充电工位105和预热充电工位106和预热充电工位106一一对应，普通充电工位105和预热充电工位106在图中均为四个，在换电机器人103空闲时，对充电工位进行调配，空闲为在没有其他电池箱需要搬运到充电工位上，换电站中各个充电工位上的电池箱的充电时间是不确定的，而本发明需要保证新到换电站的电池箱应该使其放置在预热充电工位106上，因此需要使用换电机器人103进行调配。

本发明所要解决的问题为如何提高电池的充电效率，若想提高电池的充电效率有两个办法，其中第一个为保持换电站内部温度，第二个为增加电池的初始温度，使其快速达到最高充电效率，其中保持换电站的内部温度可以通过本申请步骤S1进行实现，因此步骤S1所要解决的是如何使电池保持最高充电效率，在传统技术中，一般是通过增设能源装置，使得电池箱底部产生一定热量，对其进行初步预热，但是这样会加大能源的消耗，因此，本申请将充电工位设置为普通充电工位105和预热充电工位106，通过普通充电工位105对电池箱进行充电，其上的电池箱在充电过程中会变热，从而有一定的热量会散发，传统技术中不会将散发的热量进行收集利用，而本申请通过一定的设置，使得普通充电工位105上的电池箱充电时散发的热量可以通过排风口等装置的运用，使其将热量传递给位于预热充电工位106上的电池箱，使其进行预热，增加电池的初始温度，使其快速达到最高充电效率。

步骤S3，换电机器人103将车辆上的电池箱放置在闲置的充电工位上对其进行充电，使用集中供热系统104对电池箱进行加热。

本申请不仅设置了普通充电工位105和预热充电工位106，还设置了集中供热系统104，仅仅使用电池充电散发的热量对新的电池箱进行预热是远远不够的，还需要收集换电站其他形式的热量对预热充电工位106上的电池箱进行进一步预热，保持预热充电工位106上的电池箱的热量，使其充电效率达到最大。

根据本发明的一个实施方式，步骤S2中，普通充电工位105上的电池箱通过排风口倾斜向下排出气流吹向预热充电工位106上的电池箱使得预热充电工位106上的电池箱进行预热。

本申请可以根据季节的不同，通过排风口的不同角度使得气流产生不同的效果，在冬天时，由于电池箱从外部的车辆上移动到换电站进行充电，此时电池的温度会比较低，如果直接对电池进行充电，则电池首先需要进行预热操作，如果不进行预热操作，则会损伤电池的寿命，而传统技术中，换电站会增加一个能源装置对其进行预热后再进行充电，这就导致换电站会耗费巨大的能源消耗，因此本发明使用普通充电工位105上的电池箱通过排风口倾斜向下排出气流吹向预热充电工位106上的电池箱使得预热充电工位106上的电池箱进行预热的方式，解决了充电电池中的散热问题，还收集了散发的热量，对新充电的电池箱进行预热，避免了能源的浪费，也进一步降低了换电站运行所需要的能源，使得真正做到使用清洁能源避免环境污染。

根据本发明的一个实施方式，进行调配的方法为，若闲置的充电工位为普通充电工位105，则通过换电机器人103对充电工位进行调配，使得至少一个预热充电工位106为闲置状态，获取普通充电工位105上的电池箱电量，选取电池箱电量最少的普通充电工位105，通过换电机器人103将电池箱放置在与其对应的闲置的预热充电工位106上。

换电机器人103会对普通充电工位105和预热充电工位106上的电池箱进行调配，换电机器人103会对充电工位进行判断，判断预热充电工位106上是否有电池箱，若没有，则换电机器人103会将新到的电池箱直接放置在预热充电工位106上，若预热充电工位106已经满了，则换电机器人103会对预热充电工位106上的电池箱的电量进行检测并判断其充电情况，换电机器人103会把电量最高的电池箱从预热充电工位106上移动到普通充电工位105上，由于电量最高的电池箱已经充电一段时间，则其并不需要继续预热，并且已经充电一段时间的电池箱可以为新的电池箱进行预热，换电机器人103会通过调配的方式，使得新来的电池箱处在预热充电工位106上，普通充电工位105和预热充电工位106一一对应，换电机器人103只会将新来的电池箱放在普通充电工位105有电池箱的临近的热充电工位上，若普通充电工位105上均含有已经充电一段时间的电池箱，则换电机器人103会对普通充电工位105上的电池箱进行检测，获取其电池箱的电量，选取充电电量最少的普通充电工位105，将新来的电池箱放在与其对应的预热充电工位106上，这样做的目的为电量最少的电池箱可以更长时间的对预热充电工位106上的电池箱进行预热，从而不浪费能源。

图2示意性表示本发明一种实施方式的另一种换电站的热能控制方法的流程图，如图2所示，根据本发明的一个实施方式，步骤S3包括：

步骤S31，换电机器人103将车辆上的电池箱放置在闲置的预热充电工位106上，通过电池箱顶部的循环风机107抽吸换电站顶部空气；

步骤S32，通过换电站侧壁的循环管道108将循环风机107抽吸的空气排至预热充电工位106底部中的热源仓110内；

步骤S33，打开电池箱底部的气流通道109，通过集中供热系统104对电池箱进行加热。

使用普通充电工位105散发的热量对预热充电工位106是远远不够的，因此在电池箱的顶部设置了循环风机107，使其可以收集预热充电工位106的电池箱顶部散热后的热量，对其进行收集，通过循环管道108，将其循环至预热充电工位106底部中的热源仓110内，使得第一个电池箱可以靠底部的热源仓110对其进行预热，使得在换电站充电压力没有那么大时，仍然有方法对电池箱进行预热操作，电池箱底部的热源仓110与预热充电工位106底部通过气流通道109交换热量，使得电池箱在没有普通充电工位105的辅助下对其进行预热。

根据本发明的一个实施方式，步骤S1还包括：获取充电室内温度和充电室外温度；

若充电室外温度低于第一温度阈值且充电室内温度高于第二温度阈值，换电站的换气窗间歇打开。

本发明不仅要对充电室外温度进行检测，还需要对充电室内温度同样进行检测，为了追求经济效益，换电站的电池箱充电工位较多，若所有的充电工位都在工作，则换电站的内部的温度会过高，此时虽然会对新的电池箱的预热产生较好的帮助，但是对于已经充电一段的电池箱来说，温度会导致电池箱的过度老化，因此需要时刻检测换电站内部的温度，通过换电站的换气窗间歇打开，使得换电站内部的电池箱保持在一定温度内。

根据本发明的一个实施方式，步骤S1还包括，若充电室外温度高于第三温度阈值，换电站的换气窗全部打开。

检测充电室外温度，若充电室外温度高于第三温度阈值，则表明外部的气温处于适宜的环境下，因此，换电站外的环境对换电站内部的电池箱并没有产生影响，此时可以全部打开换气窗，辅助电池箱进行预热。

根据本发明的一个实施方式，方法还包括步骤S11，若充电室外温度高于第三温度阈值，普通充电工位105上的电池箱通过排风口倾斜向上排出气流吹向预热充电工位106上的电池箱。

若站外的温度较高时，则仅通过换电站的温度便可以对预热充电工位106上的电池箱进行预热，因此此时使得排风口的方向进行变化，将排风口倾斜向上排出气流，使得增加电池箱的散热并且可以通过循环风机107对其进行收集。

图3示意性表示本发明一种实施方式的一种换电站的热能控制方法的侧视图，图4示意性表示本发明一种实施方式的一种换电站的热能控制方法的主视图，图5示意性表示本发明一种实施方式的一种换电站的热能控制方法的俯视图，如图3、4和5所示，本发明的一种换电站包括：

换电室101、充电室102和换电机器人103；

充电室102包括沿充电室102的长度方向设置的两排充电工位、换气窗和集中供热系统104；

其中充电工位中，第一排为普通充电工位105，第二排为预热充电工位106，普通充电工位105和预热充电工位106的间距为

L=H×(0.8-1)；

其中，L为普通充电工位105和预热充电工位106的间距；

H为电池箱的高度；

普通充电工位105上的电池箱对预热充电工位106上的电池箱吹风使其进行预热。

本申请可以根据季节的不同，通过排风口的不同角度使得气流产生不同的效果，在冬天时，由于电池箱从外部的车辆上移动到换电站进行充电，此时电池的温度会比较低，如果直接对电池进行充电，则电池首先需要进行预热操作，如果不进行预热操作，则会损伤电池的寿命，而传统技术中，换电站会增加一个能源装置对其进行预热后再进行充电，这就导致换电站会耗费巨大的能源消耗，因此本发明使用普通充电工位105上的电池箱通过排风口倾斜向下排出气流吹向预热充电工位106上的电池箱使得预热充电工位106上的电池箱进行预热的方式，解决了充电电池中的散热问题，还收集了散发的热量，对新充电的电池箱进行预热，避免了能源的浪费，也进一步降低了换电站运行所需要的能源，使得真正做到使用清洁能源避免环境污染。

根据本发明的一个实施方式，预热充电工位106为远离换电室101的第二排的充电工位。

换电室101和充电室102之间由于为了增强预热的效果，因此换电室101与充电室102之间设置了可以打开的门，由于换电机器人103将车辆上的电池箱搬运到充电工位，因此会反复打开换电室101和充电室102之间的门，因此临近大门的一组充电工位则不设置预热充电工位106，因此在实际情况下，预热充电工位106为3个，普通充电工位105为5个，通过此项设置，可以提高本申请对电池箱的预热效果。

根据本发明的一个实施方式，集中供热系统104包括循环风机107、循环管道108、气流通道109和热源仓110，循环风机107与循环管道108相连使得循环风机107抽吸的空气通过循环管道108输送至预热充电工位106底部中的热源仓110内，预热充电工位106通过气流通道109与热源仓110相连。

使用普通充电工位105散发的热量对预热充电工位106是远远不够的，因此在电池箱的顶部设置了循环风机107，使其可以收集预热充电工位106的电池箱顶部散热后的热量，对其进行收集，通过循环管道108，将其循环至预热充电工位106底部中的热源仓110内，使得第一个电池箱可以靠底部的热源仓110对其进行预热，使得在换电站充电压力没有那么大时，仍然有方法对电池箱进行预热操作，电池箱底部的热源仓110与预热充电工位106底部通过气流通道109交换热量，使得电池箱在没有普通充电工位105的辅助下对其进行预热。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的模块及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置和设备的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本发明实施例方案的目的。

另外，在本发明实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例节能信号发送/接收的方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

应理解，本发明的发明内容及实施例中各步骤的序号的大小并不绝对意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

Claims (10)

1.一种换电站的热能控制方法，其特征在于，包括：

步骤S1，获取充电室外温度，若充电室外温度低于第一温度阈值，关闭换电站的换气窗；

步骤S2，判断换电机器人是否处于空闲，若是，控制所述换电机器人对充电工位进行调配，使得预热充电工位闲置；

其中，所述充电工位为两排，包含第一排的普通充电工位和第二排的所述预热充电工位，所述普通充电工位上的电池箱对所述预热充电工位上的电池箱吹风使其进行预热；

步骤S3，所述换电机器人将车辆上的电池箱放置在闲置的所述充电工位上对其进行充电，使用集中供热系统对电池箱进行加热。

2.根据权利要求1所述的一种换电站的热能控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述普通充电工位上的电池箱通过排风口倾斜向下排出气流吹向所述预热充电工位上的电池箱使得所述预热充电工位上的电池箱进行预热。

3.根据权利要求2所述的一种换电站的热能控制方法，其特征在于，进行调配的方法为，若闲置的所述充电工位为所述普通充电工位，则通过所述换电机器人对所述充电工位进行调配，使得至少一个所述预热充电工位为闲置状态，获取所述普通充电工位上的电池箱电量，选取电池箱电量最少的所述普通充电工位，通过所述换电机器人将电池箱放置在与其对应的闲置的所述预热充电工位上。

4.根据权利要求3所述的一种换电站的热能控制方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

步骤S31，所述换电机器人将车辆上的电池箱放置在闲置的所述预热充电工位上，通过所述电池箱顶部的循环风机抽吸换电站顶部空气；

步骤S32，通过换电站侧壁的循环管道将所述循环风机抽吸的空气排至所述预热充电工位底部中的热源仓内；

步骤S33，打开所述电池箱底部的气流通道，通过所述集中供热系统对电池箱进行加热。

5.根据权利要求4所述的一种换电站的热能控制方法，其特征在于，所述步骤S1还包括：获取充电室内温度和充电室外温度；

若充电室外温度低于所述第一温度阈值且充电室内温度高于第二温度阈值，换电站的换气窗间歇打开。

6.根据权利要求5所述的一种换电站的热能控制方法，其特征在于，所述步骤S1还包括，若充电室外温度高于第三温度阈值，换电站的换气窗全部打开。

7.根据权利要求6所述的一种换电站的热能控制方法，其特征在于，方法还包括步骤S11，若充电室外温度高于第三温度阈值，所述普通充电工位上的电池箱通过排风口倾斜向上排出气流吹向所述预热充电工位上的电池箱。

8.一种应用权利要求1-7中任一项所述一种换电站的热能控制方法的换电站，其特征在于，包括：换电室、充电室和换电机器人；

所述充电室包括沿所述充电室的长度方向设置的两排充电工位、换气窗和集中供热系统；

其中所述充电工位中，第一排为普通充电工位，第二排为预热充电工位，所述普通充电工位和所述预热充电工位的间距为

L=H×(0.8-1)；

其中，L为普通充电工位和预热充电工位的间距；

H为电池箱的高度；

所述普通充电工位上的电池箱对所述预热充电工位上的电池箱吹风使其进行预热。

9.根据权利要求8所述的换电站，其特征在于，所述预热充电工位为远离所述换电室的第二排的所述充电工位。

10.根据权利要求9所述的换电站，其特征在于，所述集中供热系统包括循环风机、循环管道、气流通道和热源仓，所述循环风机与所述循环管道相连使得所述循环风机抽吸的空气通过所述循环管道输送至所述预热充电工位底部中的热源仓内，所述预热充电工位通过所述气流通道与所述热源仓相连。

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