换电站控制装置及方法与流程

本技术涉及新能源汽车换电，具体而言，涉及一种换电站控制装置及方法。

背景技术：

1、换电和充电成为电动汽车补能的两种主要方式，而换电因为其快捷、方便、安全的特点，受到越来越多用户的青睐。通常换电站内储存有多个大功率动力电池包。换电站从电网获取电能，通过功率转换模块将电能存储至电池包内。电动汽车进入换电站换电时，换电机构首先拆卸下车上电池包，再将站内的满电电池包安装至车辆上。整个过程中能量的流动方向为电网->站内电池包->车身电池包。当站内电池包充满电时，电池包一直处于等待换电的状态。

2、目前，大多换电站必须在并网模式下运营。换电过程中外部电网突然断电时，换电动作将立即中止，给换电驾乘人员带来安全风险和不好的用户体验。此外，换电站内的消防系统和电池管理系统也将处于失效状态，对整个换电站的安全造成较大风险。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术实施例的目的在于提供一种换电站控制装置及方法，通过设置并离网切换系统、充放电系统和电池包系统，并离网切换系统包括换电站控制供电单元、电力监测单元和并离网切换开关，通过监测外部供电网的供电状态是否正常，控制并离网切换开关的接通或断开形成不同的供电回路，将换电站切换为并网状态或离网状态，实现了在供电电网异常时换电的正常运行，避免了现有换电站在供电电网异常时换电流程中断导致的安全风险，从而解决了上述技术问题。

2、第一方面，本技术实施例提供一种换电站控制装置，所述装置包括：并离网切换系统、充放电系统和电池包系统；所述并离网切换系统与所述充放电系统可切换连接，所述充放电系统与所述电池包系统电连接；所述并离网切换系统包括：换电站控制供电单元、电力监测单元和并离网切换开关；所述电力监测单元用于监测外部供电网的供电状态；所述并离网切换开关用于接通或断开所述充放电系统与所述电池包系统组成的供电回路；所述换电站控制供电单元用于根据所述供电状态，控制所述并离网切换开关的接通或断开，以将换电站切换为并网状态或离网状态；其中，所述换电站为并网运行状态对应于正常的供电状态；所述换电站为离网运行状态对应于异常的供电状态。

3、在上述实现过程中，通过设置并离网切换系统、充放电系统和电池包系统，其中，并离网切换系统包括换电站控制供电单元、电力监测单元和并离网切换开关，通过监测外部供电网的供电状态是否正常，控制并离网切换开关的接通或断开形成不同的供电回路，将换电站切换为并网状态或离网状态，实现了在供电电网异常时换电的正常运行，避免了现有换电站在供电电网异常时换电流程中断导致的安全风险，提高了换电效率。

4、可选地，所述充放电系统包括：双向电能转换模块和单向电能转换模块；所述电池包系统包括：电池包；所述双向电能转换模块与单向电能转换模块均与所述电池包电连接，以形成闭合的供电回路；所述并离网切换开关包括：交流母线开关、双向电能转换模块开关和单向电能转换模块开关；所述换电站控制供电单元用于根据所述供电状态，控制所述交流母线开关、双向电能转换模块开关和单向电能转换模块开关的接通或断开，以将换电站切换为所述并网运行状态或离网运行状态。

5、在上述实现过程中，通过监测外部供电电网状态，切换对应的开关电路实现并离网切换，实现了在供电电网异常时换电的正常运行，外部电网断电后，换电站仍可离网运行，无需担心用户换电中断、换电站消防安全等问题，提高了换电效率。

6、可选地，所述双向电能转换模块开关包括：双向电能转换模块总开关和双向电能转换模块控制开关；所述单向电能转换模块开关包括：单向电能转换模块控制开关；其中，所述换电站的并网充电状态包括，所述交流母线开关接通、所述双向电能转换模块总开关断开、且所述双向电能转换模块控制开关和单向电能转换模块控制开关接通的状态。

7、在上述实现过程中，通过控制双向电能转换模块总开关、双向电能转换模块控制开关、单向电能转换模块控制开关等所在的开关电路，能够实现并网充电状态的切换，方便快捷，提高了换电效率。

8、可选地，所述换电站的并网放电状态包括：所述交流母线开关接通、所述双向电能转换模块总开关断开、所述双向电能转换模块控制开关接通、且所述单向电能转换模块控制开关断开的状态。

9、在上述实现过程中，通过控制双向电能转换模块总开关、双向电能转换模块控制开关、单向电能转换模块控制开关等所在的开关电路，能够实现并网放电状态的切换，方便快捷，可以实现换电站低电价时充电、高电价时放电，获取峰谷价差，提高了换电站的经济价值。

10、可选地，所述换电站的离网运行状态包括：所述交流母线开关断开、所述双向电能转换模块总开关接通、且所述双向电能转换模块控制开关和单向电能转换模块控制开关断开的状态。

11、在上述实现过程中，通过控制双向电能转换模块总开关、双向电能转换模块控制开关、单向电能转换模块控制开关等所在的开关电路，能够实现离网运行状态的切换，实现了在供电电网异常时换电的正常运行，外部电网断电后，换电站仍可离网运行，无需担心用户换电中断、换电站消防安全等问题，提高了换电效率。

12、可选地，所述并离网切换系统还包括：临时电源；所述临时电源与所述换电站控制供电单元、电力监测单元电连接；所述临时电源用于当所述电力监测单元监测外部供电网的供电状态为异常状态时，为所述换电站控制供电单元供电。

13、在上述实现过程中，通过增加临时电源，避免了电力监控单元、换电站控制供电单元因外部供电异常时出现断电不能工作的情况，提高了换电站运行的安全性和抗风险性。

14、可选地，所述换电站控制供电单元还用于当所述电力监测单元监测外部供电网的供电状态为异常状态的情况下，保存状态机断点；并在后续将换电站切换为并网运行状态的过程中，从所述状态机断点处读取配置信息；其中，所述配置信息用于恢复供电。

15、在上述实现过程中，通过保存状态机断点，并在状态机断点处恢复供电，避免了换电车辆正在换电时，外部电网断电，立即终止换电的问题风险，提高了换电的稳定性和安全性。

16、可选地，所述电池包系统包括：动力电池存储单元、电池包码垛搬运单元和动力电池输送缓存位；所述动力电池存储单元包括：单向仓位和双向仓位；所述单向仓位用于存储单向转换的电池包；所述单向仓位用于存储双向转换的电池包；所述电池包码垛搬运单元用于：沿垂直方向和/或水平方向搬运电池包至所述动力电池输送缓存位后，再依次输送至动力电池存储单元中的单向仓位和/或双向仓位。

17、在上述实现过程中，通过动力电池存储单元、电池包码垛搬运单元和动力电池输送缓存位的配合实现电池包系统的有序运转，不需要将每个仓位的功率模块都配置为双向转换功率模块，而是通过换电站自身必备的电池包码垛搬运单元实现各个仓位的电池包均可充放电，减少了换电站的建设成本，提高了换电效率。

18、可选地，所述充放电系统包括：双向电能转换模块和单向电能转换模块；所述双向电能转换模块与所述双向仓位对应连接，所述单向电能转换模块与所述单向仓位对应连接；所述电池包码垛搬运单元还用于：当所述双向仓位的电池包放电达到设定充放电深度的情况下，将所述单向仓位的电池包与所述双向仓位的电池包进行更换，并基于更换后的电池包继续放电，直至所有仓位的电池包全部完成放电。

19、在上述实现过程中，通过调仓，能够延长换电站的离网使用时长，可应对长期停电的场景，提高了实用性。

20、第二方面，本技术实施例提供了一种换电站控制方法，所述方法应用于换电站控制装置，所述装置包括：并离网切换系统、充放电系统和电池包系统；所述并离网切换系统包括：换电站控制供电单元、电力监测单元和并离网切换开关；所述并离网切换系统与所述充放电系统可切换连接，所述充放电系统与所述电池包系统电连接；所述方法包括：由所述电力监测单元，监测外部供电网的供电状态；由所述并离网切换开关，接通或断开所述充放电系统与所述电池包系统组成的供电回路；由所述换电站控制供电单元，根据所述供电状态，控制所述并离网切换开关的接通或断开，以将换电站切换为并网状态或离网状态；其中，所述换电站为并网运行状态对应于正常的供电状态；所述换电站为离网运行状态对应于异常的供电状态。

21、第三方面，本技术实施例还提供一种电子设备，包括：处理器、存储器，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行上述的方法的步骤。

22、第四方面，本技术实施例提供一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行上述的方法的步骤。

23、为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。