一种电池集中充电方法及系统与流程

1.本发明属于车辆电池充电技术领域，具体涉及一种电池集中充电方法及系统。


背景技术：

2.重型卡车统称为重卡，往往体型较大，具有较强的运载和承载能力；重卡电动化是新能源汽车发展的重要组成部分，在节能减排领域具有巨大的潜力。为保证电动化不对重卡的正常运行和日常维护造成影响，简单高效的充电方式是必要的研究方向。
3.现有技术中，电动汽车的充电方式往往是将待充电车辆停放至充电机所在位置，将车辆电池与充电机连接后，对电池进行充电；而由于重卡存在电池容量大、充电时间较长，车辆占用体积大、需要的充电功率大、充电站建设有难度等特点，现有的车辆充电方式在对重卡进行充电时，充电操作较复杂，且效率较低；并且，针对重卡充电的充电站建设及运营成本也相对较高。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种电池集中充电方法及系统，用于解决现有的电动汽车的充电方式对重卡进行充电时，充电操作较复杂且效率较低的问题。
5.为了实现上述目的，本发明提供了一种电池集中充电系统，包括板车、充电弓、多个充电机以及后台监控模块；
6.所述板车上设置有电池放置位，用于储存和运输电池；
7.所述充电弓包括可控制的升降臂和若干个充电触点；升降臂设置在板车的设定停车位置的上方，用于升起或落下充电弓；各个充电触点的位置与板车上的电池放置位对应，用于在充电弓落下时与电池连接；
8.若干个充电机连接在同一充电弓上，且各个充电机分别与充电弓上的各个充电触点对应，用于在充电弓落下时通过充电弓上的充电触点与电池连接，为连接的电池充电；
9.所述后台监控模块与充电弓以及充电机通信连接，用于控制升降臂升起或落下充电弓，以及控制充电机启动充电或停止充电。
10.上述技术方案的有益效果为：通过一个充电弓对应多个充电机，每个充电机对应一个充电触点，每个充电触点与板车上的电池放置位分别对应的对应关系，能够直接通过落下/升起充电弓的单次操作，统一控制多个充电机和多个待充电的乏电电池接触/脱离，因此能够简化充电操作，相应地提高充电效率。
11.进一步地，还包括防护罩，所述防护罩设置在板车车顶，用于在运输电池的过程中保持闭合以保护电池；所述后台监控模块还用于与板车通信连接，用于下发指令以控制防护罩开启或闭合。
12.上述技术方案的有益效果为：能够在转运途中对电池进行保护。
13.进一步地，后台监控模块还用于在板车进入设定充电站后且未进入设定停车位置前检测充电弓是否升起，若未升起则控制升降臂升起充电弓。
14.上述技术方案的有益效果为：由于停车入位前防护罩为闭合状态，则在板车停车入位前先检查并保证充电弓升起，可避免出现防护罩与充电弓发生摩擦或碰撞的情况，保证板车入位安全。
15.进一步地，后台监控模块还用于接收工作人员输入的充电信号并对工作人员进行鉴权和识别，若鉴权和识别通过则下发指令以控制防护罩开启，并控制升降臂落下充电弓，控制充电机启动充电。
16.上述技术方案的有益效果为：能够保证充电操作的合法性。
17.进一步地，板车上还设置有板车监控子系统，用于向后台监控模块上送电池实时信息和防护罩状态，并根据后台监控模块下发的相应指令控制防护罩开启或闭合。
18.进一步地，后台监控模块还用于监测各个充电机的充电状态，并根据各个充电机的充电状态判断充电是否完成；在判定充电完成后，控制充电机停止充电，控制升降臂升起充电弓，并下发指令以控制防护罩闭合。
19.进一步地，后台监控模块还用于在判定充电完成后，向工作人员发送完成充电消息，以提示工作人员将板车及车上满电的电池进行转运。
20.上述技术方案的有益效果为：及时提醒工作人员进行电池的转运，避免充电完成的电池长时间占用充电系统，提高整体充电效率。
21.本发明还提供了一种电池集中充电方法，所述电池集中充电方法采用权利要求1-7任一项所述的电池集中充电系统对电池进行充电；充电步骤如下：
22.1)当板车进入设定充电站区域时，后台监控模块检测充电弓是否升起，若未升起则遥控升起充电弓；
23.2)当板车停在设定停车位置时，将板车与后台监控模块连接；
24.3)工作人员向后台监控模块输入充电信号，输入的充电信号并对工作人员进行鉴权和识别，若鉴权和识别通过则向板车下发指令控制防护罩开启，并控制升降臂落下充电弓，控制充电机启动充电；
25.4)后台监控模块监测各个充电机的充电状态，并根据各个充电机的充电状态判断充电是否完成；在判定充电完成后，控制充电机停止充电，控制升降臂升起充电弓，并向板车下发指令控制防护罩闭合。
26.上述技术方案的有益效果为：能够通过一个充电弓对应多个充电机，每个充电机对应一个充电触点，每个充电触点与板车上的电池放置位分别对应的对应关系，使得落下/升起充电弓的单次操作即可统一控制多个充电机和多个待充电的乏电电池接触/脱离，充电操作较简单，充电效率相对较高；并且，能够通过后台监控模块远程控制充电弓、充电机和防护罩的状态，因此整个电池集中充电系统都能够由后台监控模块统一控制，从而提高控制效率。
27.进一步地，每次进行集中充电前，将板车上的任一电池放置位设置为冗余电池放置位；所述冗余电池放置位在进行集中充电时不放置电池，用于在本次集中充电后对重卡进行换电时放置替换下来的首个乏电电池。
28.上述技术方案的有益效果为：在换电时使得首个乏电电池从重卡上拆卸后无需等待满电电池从板车上拆卸，能够直接将替换下的乏电电池储存在板车上，从而简化换电操作，提高换电效率。
附图说明
29.图1为本发明电池集中充电系统实施例中的电池集中充电系统的结构框图；
30.图2为本发明电池集中充电方法实施例中的电池集中充电方法的流程框图。
具体实施方式
31.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
32.电池集中充电系统实施例：
33.本实施例给出了一种电池集中充电系统，参照图1，该充电系统包括板车、充电弓、多个充电机以及后台监控模块；
34.板车上设置有电池放置位，用于储存和运输电池，本实施例中的电池为从重卡上拆卸下来的电池箱(即图1中板车上的电池箱)，板车进入电池集中充电系统对应的充电站区域时，各个电池放置位上放置着转运而来的乏电电池箱；在每次进行集中充电前，都将板车上的任一电池放置位设置为冗余电池放置位(即图1中板车上的空位)，该冗余电池放置位在进行集中充电时不放置电池，而是用于在本次集中充电后对重卡进行换电时放置替换下来的首个乏电电池，这样的设置在换电时使得首个乏电电池从重卡上拆卸后无需等待满电电池从板车上拆卸，能够直接将替换下的乏电电池储存在板车上，从而简化换电操作，提高换电效率。
35.本实施例中，板车通过航插与后台监控模块连接，当板车到达设定停车位置时，通过航插与后台监控模块连接后，即可与后台监控系统与进行网络连接，相应地上送板车电池箱和防护罩的相关信息。
36.充电弓包括可控制的升降臂(图1中未示出)和若干个充电触点；升降臂设置在板车的设定停车位置的上方，用于升起或落下充电弓；根据图1能够看出，各个充电触点的位置与停在设定停车位置时的板车上的各个电池放置位对应，用于在充电弓落下时与电池连接；若干个充电机连接在同一充电弓上，且各个充电机分别与充电弓上的各个充电触点对应，用于在充电弓落下时通过充电弓上的充电触点与电池连接，为连接的电池充电；由此可见，本实施例中的电池集中充电系统通过一个充电弓对应多个充电机，每个充电机对应一个充电触点，每个充电触点与板车上的电池放置位分别对应的对应关系，能够直接通过落下/升起充电弓的单次操作，统一控制多个充电机和多个待充电的乏电电池接触/脱离，因此能够简化充电操作，相应地提高充电效率，并且车电分离和高效率集中充电的方式也能够降低充电系统的建设和运营成本。
37.本实施例中，该充电系统还包括设置在板车车顶的可控制开合的防护罩，该防护罩用于在运输电池的过程中保持闭合以保护电池；后台监控模块还与板车通信连接，用于下发指令以遥控板车上的防护罩开启或闭合；板车上还设置有一套板车监控子系统，该板车监控子系统可用于在板车通过航插与后台监控模块连接后，实时向后台监控模块上送电池箱信息和防护罩状态，并根据后台监控模块下发的指令相应控制防护罩开启、闭合。综上所述，后台监控模块能够与板车、充电弓以及充电机连接，分别读取板车上电池箱和防护罩实时信息(如防护罩处于开启或关闭的状态)、充电弓实时信息(如充电弓处于升起或落下的状态)、充电机实时信息并展示在后台监控模块对应的人机交互界面上。
38.后台监控模块与充电弓以及充电机通信连接(连接线路图1中未示出)，用于控制升降臂升起或落下充电弓，以及控制充电机启动充电或停止充电；还能够用于接收充电机上送的充电状态、充电电流、充电电压等充电机实时信息。后台监控模块还用于在板车进入设定充电站后且未进入设定停车位置前检测充电弓是否升起，若未升起则控制升降臂升起充电弓；其中，设定充电站区域可以人为设置，仅用于判断板车是否已经接近充电弓/设定停车位置；上述检测充电弓是否升起的相关技术手段相当于在板车驶入充电站(接近设定停车位置，准备进行充电)的时候再对充电弓状态进行检查；由于停车入位前防护罩为闭合状态，在板车停车入位前先检查并保证充电弓升起，可避免出现防护罩与充电弓发生摩擦或碰撞的情况，保证板车入位安全。
39.本实施例中，后台监控模块还用于接收工作人员通过扫码输入的充电信号并对工作人员进行鉴权和识别，以保证充电的合法性；若鉴权和识别通过则下发指令以控制防护罩开启，并控制升降臂落下充电弓，控制各充电机依次启动充电；若鉴权识别未通过，后台监控模块会发送短信给工作人员，提示工作人员检查二维码或主动联系值班人员进行处理，同时后台监控模块对应的人机交互界面会弹出告警消息，提示值班人员核实情况并进行处理；对工作人员进行鉴权和识别的具体方式为：工作人员注册时会根据姓名、联系方式、车辆唯一编码等注册信息生成一个专属身份二维码，扫码输入充电信号时还出示此身份二维码并对准停车位(设定充电站区域)旁的扫码器，扫码器将身份二维码信息传送至后台监控模块，后台监控模块将身份二维码信息与后台数据库中人员、车辆资产信息进行比较，若存在一致信息则鉴权通过。
40.后台监控模块还用于监测各个充电机的充电状态，并实时根据各个充电机的充电状态判断充电是否完成；具体地，若各个充电机的充电状态均为待机状态，则判定充电完成，不再继续判断；若存在任一充电机的充电状态为正在充电状态，则判定充电未完成，继续进行充电是否完成的判断。
41.在判定充电完成后，控制充电机停止充电，控制升降臂升起充电弓，并下发指令以控制防护罩闭合；在判定充电完成后，后台监控模块还向工作人员发送完成充电消息，以提示工作人员将板车及车上满电的电池进行转运，即及时通知工作人员将板车及车上满电的电池转运至重卡换电站；本实施例中，后台监控模块以手机短信的形式向工作人员发送完成充电消息，在其他实施例中，也能够通过向相应终端或人机交互界面发送信息的方式发送完成充电消息。
42.电池集中充电方法实施例：
43.本实施例给出了一种电池集中充电方法，该电池集中充电方法采用上述电池集中充电系统实施例中的电池集中充电系统对电池进行充电；本实施例中的电池为从重卡上拆卸下来的电池箱，参照图2，具体充电步骤如下：
44.1)当板车进入设定充电站区域时，后台监控模块检测充电弓是否升起，若未升起则遥控升起充电弓；
45.2)当板车停在设定停车位置时，将板车与后台监控模块连接；本实施例中，板车通过航插与后台监控系统连接，以使得后台监控系统能够与板车进行网络连接，相应地上送板车电池箱和防护罩的相关信息；
46.3)工作人员通过扫码向后台监控模块输入充电信号，输入的充电信号并对工作人
员进行鉴权和识别，若鉴权和识别通过则向板车下发指令控制防护罩开启，并控制升降臂落下充电弓，控制充电机启动充电；
47.4)后台监控模块监测各个充电机的充电状态，并根据各个充电机的充电状态判断充电是否完成；在判定充电完成后，控制各个充电机停止充电，控制升降臂升起充电弓，并向板车下发指令控制防护罩闭合；判定充电完成后，后台监控系统还向工作人员发送完成充电消息，以提示工作人员将板车及车上满电的电池进行转运，即及时通知工作人员将板车及车上满电的电池转运至重卡换电站；本实施例中，后台监控模块以手机短信的形式向工作人员发送完成充电消息，在其他实施例中，也能够通过向相应终端或人机交互界面发送信息的方式发送完成充电消息。
48.由此可见，本实施例中的电池集中充电方法能够通过一个充电弓对应多个充电机，每个充电机对应一个充电触点，每个充电触点与板车上的电池放置位分别对应的对应关系，使得落下/升起充电弓的单次操作即可统一控制多个充电机和多个待充电的乏电电池接触/脱离，因此充电操作较简单，充电效率相对较高，并且车电分离和高效率集中充电的方式也能够降低充电系统的建设和运营成本。
49.本实施例的电池集中充电方法在每次进行集中充电前，将板车上的任一电池放置位设置为冗余电池放置位；这样的冗余电池放置位在进行集中充电时不放置电池，用于在本次集中充电后对重卡进行换电时放置替换下来的首个乏电电池；这样的设置在换电时使得首个乏电电池从重卡上拆卸后无需等待满电电池从板车上拆卸，能够直接将替换下的乏电电池储存在板车上，从而简化换电操作，提高换电效率。
50.由于本实施例的电池集中充电方法所采用的电池集中充电系统的具体运行方式及原理已经在上述的电池集中充电系统实施例中进行了详细说明，因此此处不再赘述。
51.本发明具有以下特点：
52.1)整体的电池集中充电系统通过一个充电弓对应多个充电机，每个充电机对应一个充电触点，每个充电触点与板车上的电池放置位分别对应的对应关系，能够直接通过落下/升起充电弓的单次操作，统一控制多个充电机和多个待充电的乏电电池接触/脱离，因此能够简化充电操作，相应地提高充电效率，并且车电分离和高效率集中充电的方式也能够降低充电系统的建设和运营成本。
53.2)板车车顶设置可控制开合的防护罩，能够在运输电池的过程中保持闭合以保护电池；在板车停车入位前先检查并保证充电弓升起，避免出现防护罩与充电弓发生摩擦或碰撞的情况，保证板车入位安全。
54.3)通过后台监控模块远程控制充电弓、充电机进行充电操作，并且还能实时获取板车上的电池信息和防护罩信息，远程对板车防护罩的状态进行控制，因此整个电池集中充电系统都能够由后台监控模块统一控制，从而提高控制效率。
55.应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。

技术特征：
1.一种电池集中充电系统，其特征在于，包括板车、充电弓、多个充电机以及后台监控模块；所述板车上设置有电池放置位，用于储存和运输电池；所述充电弓包括可控制的升降臂和若干个充电触点；升降臂设置在板车的设定停车位置的上方，用于升起或落下充电弓；各个充电触点的位置与板车上的电池放置位对应，用于在充电弓落下时与电池连接；若干个充电机连接在同一充电弓上，且各个充电机分别与充电弓上的各个充电触点对应，用于在充电弓落下时通过充电弓上的充电触点与电池连接，为连接的电池充电；所述后台监控模块与充电弓以及充电机通信连接，用于控制升降臂升起或落下充电弓，以及控制充电机启动充电或停止充电。2.根据权利要求1所述的电池集中充电系统，其特征在于，还包括防护罩，所述防护罩设置在板车车顶，用于在运输电池的过程中保持闭合以保护电池；所述后台监控模块还用于与板车通信连接，用于下发指令以控制防护罩开启或闭合。3.根据权利要求2所述的电池集中充电系统，其特征在于，后台监控模块还用于在板车进入设定充电站后且未进入设定停车位置前检测充电弓是否升起，若未升起则控制升降臂升起充电弓。4.根据权利要求2或3所述的电池集中充电系统，其特征在于，后台监控模块还用于接收工作人员输入的充电信号并对工作人员进行鉴权和识别，若鉴权和识别通过则下发指令以控制防护罩开启，并控制升降臂落下充电弓，控制充电机启动充电。5.根据权利要求2或3所述的电池集中充电系统，其特征在于，板车上还设置有板车监控子系统，用于向后台监控模块上送电池实时信息和防护罩状态，并根据后台监控模块下发的相应指令控制防护罩开启或闭合。6.根据权利要求2或3所述的电池集中充电系统，其特征在于，后台监控模块还用于监测各个充电机的充电状态，并根据各个充电机的充电状态判断充电是否完成；在判定充电完成后，控制充电机停止充电，控制升降臂升起充电弓，并下发指令以控制防护罩闭合。7.根据权利要求6所述的电池集中充电系统，其特征在于，后台监控模块还用于在判定充电完成后，向工作人员发送完成充电消息，以提示工作人员将板车及车上满电的电池进行转运。8.一种电池集中充电方法，其特征在于，所述电池集中充电方法采用权利要求1-7任一项所述的电池集中充电系统对电池进行充电；充电步骤如下：1)当板车进入设定充电站后且未进入设定停车位置前，后台监控模块检测充电弓是否升起，若未升起则遥控升起充电弓；2)当板车停在设定停车位置时，将板车与后台监控模块连接；3)工作人员向后台监控模块输入充电信号，输入的充电信号并对工作人员进行鉴权和识别，若鉴权和识别通过则向板车下发指令控制防护罩开启，并控制升降臂落下充电弓，控制充电机启动充电；4)后台监控模块监测各个充电机的充电状态，并根据各个充电机的充电状态判断充电是否完成；在判定充电完成后，控制充电机停止充电，控制升降臂升起充电弓，并向板车下发指令控制防护罩闭合。
9.根据权利要求8所述的电池集中充电方法，其特征在于，每次进行集中充电前，将板车上的任一电池放置位设置为冗余电池放置位；所述冗余电池放置位在进行集中充电时不放置电池，用于在本次集中充电后对重卡进行换电时放置替换下来的首个乏电电池。

技术总结
本发明属于车辆电池充电技术领域，具体涉及一种电池集中充电方法及系统。本发明的电池集中充电系统通过一个充电弓对应多个充电机，每个充电机对应一个充电触点，每个充电触点与板车上的电池放置位分别对应的对应关系，能够直接通过落下/升起充电弓的单次操作，统一控制多个充电机和多个待充电的电池接触/脱离，因此能够简化充电操作，提高充电效率，并且车电分离和高效率集中充电的方式也能够降低充电系统的建设和运营成本；并且通过后台监控模块远程控制充电弓、充电机进行充电操作，并且还能实时获取板车上的电池信息和防护罩信息，远程对板车防护罩状态进行控制，因此整个电池集中充电系统都能够由后台监控模块统一控制，从而提高控制效率。从而提高控制效率。从而提高控制效率。


技术研发人员：杨金鑫 张航 王兆庆 陈磊 曾国辉 赵江信 翟登辉 卢声 牛成玉 张亚浩 高培源 李燕 易甜甜 张亚萍 崔丽艳
受保护的技术使用者：许昌许继软件技术有限公司 许继集团有限公司
技术研发日：2023.02.24
技术公布日：2023/6/28