CN102653270B - 一种充换电站全自动的换电过程控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种充换电站全自动的换电过程控制方法，包括在人机界面中展示车辆及换电设备状态、动态展示换电过程、基于安全岛的换电过程全程安全控制、电池组自动选取推荐策略、电池组人工选取辅助决策及安全防护、换电记录自动生成及管理，该方法不仅实现了对换电过程的全程全信息监视，而且实现了基于安全岛的换电过程全程安全控制、自动推荐、辅助决策、安全防护、换电记录自动生成及管理，大大提高了充换电站的换电效率、安全性能和换电过程的自动化、信息化、智能化水平，实现了安全、高效、可靠、智能的全自动换电过程控制及换电信息管理。

Description

一种充换电站全自动的换电过程控制方法

技术领域

本发明用于使用自动换电设备为电动公交车提供换电服务的电动汽车充换电站，属于电动汽车换电领域，具体涉及一种充换电站全自动的换电过程控制方法。

背景技术

目前，国内部分电动汽车充换电站依赖人工换电设备提供服务，其换电效率低，安全性不足。

有些电动汽车充换电站使用自动换电设备，但其换电过程控制需要过多的人工干预，缺少系统提供的足够的安全防护措施，选取电池的过程不够智能，换电信息需要手工记录，自动化信息化水平低，安全性不高，难以满足建设大规模高水平充换电站的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种充换电站全自动的换电过程控制方法,以解决现有换电方法自动化信息化水平低，安全性不高等问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种充换电站全自动的换电过程控制方法，该方法包括如下步骤：

(1)在待换电车辆进站时，将车辆信息、换电设备的状态及位置信息、电池箱信息经由以太网上传至充换电站监控系统，并在充换电站监控系统人机界面上展示出来，同时结合视频监控系统监视换电工位现场情况和换电过程，利用视频监控与安全岛开入信息相结合监视车辆状态；

(2)将车辆及其车牌号信息以图形的方式直接显示在人机界面上，同时显示换电设备的当前状态及位置、电池箱的状态及位置，直接在人机界面上直观的监视整个换电过程；

(3)将安全岛接入充换电站监控系统，完成换电准备工作后，充换电站监控系统在收到安全岛工位两侧的准备就绪信号后，下发换电预备指令，然后按充换电站监控系统推荐或人工选择一个满足换电要求的电池组，下发电池组选择指令，换电设备在先收到换电预备指令并在一定时间间隔内收到电池组选择指令后开始换电操作，换电完成后，换电设备自动停止动作并转为待机状态，同时工作人员检查并确认各电池锁紧到位、打开电动公交车系统强弱电电源、关闭电池仓门，车辆可以出站；

(4)当充换电站监控系统收到准备就绪信号时，认为一次换电过程开始，开始记录换电信息，当充换电站监控系统收到换电完成信号时，认为一次换电过程结束，系统自动生成完整的换电记录并存入数据库，供运营管理系统和报表系统使用。

在所述步骤(3)中换电过程中需要急停时按下安全岛上的急停按钮使换电设备急停，急停后可以恢复全自动工作、半自动工作、手动方式。

充换电站监控系统推荐满足换电要求的电池组时，自动推荐的规则包括：全组电池齐全；全组电池都已充满；电池组单体电压最高最低值满足安全规定要求；电池组内单体电压最大压差满足安全规定要求；电池组内各电池单体温度满足安全规定要求；电池组内各电池极柱温度满足安全规定要求；电池组未处于检修状态；如有多组电池组满足要求，则按照平衡电池组使用频率的要求优先选择出一组进行推荐；没有满足要求的电池组时给出信息提示，并提示用户人工选取电池组。

人工选择满足换电要求的电池组时，充换电站监控系统给出用户预备选择的电池组的基本信息提示作为辅助决策的依据，辅助提示信息主要包括：电池组内电池各单体电压最高最低值、组内单体电压最大压差、电池组内电池各单体温度、电池组内各电池极柱温度、工位的检修状态、电池组的检修状态、电池的检修状态、该组电池的使用频率。

本发明的充换电站全自动的换电过程控制方法，不仅实现了对换电过程的全程全信息监视，而且实现了基于安全岛的换电过程全程安全控制、自动推荐、辅助决策、安全防护、换电记录自动生成及管理，大大提高了充换电站的换电效率、安全性能和换电过程的自动化、信息化、智能化水平，实现了安全、高效、可靠、智能的全自动换电过程控制及换电信息管理。

附图说明

图1是本发明充换电站全自动的换电控制方法流程图；

具体实施方式

如图1所示，本发明全自动的换电过程控制方法包括在人机界面中展示车辆及换电设备状态、动态展示换电过程、基于安全岛的换电过程全程安全控制、电池组自动选取推荐策略、电池组人工选取辅助决策及安全防护、换电记录自动生成及管理，具体包括如下步骤：

(1)在待换电车辆进站时，将车辆信息、换电设备的状态及位置信息、电池箱信息经由以太网上传至充换电站监控系统，并在充换电站监控系统人机界面上展示出来，同时结合视频监控系统监视换电工位现场情况和换电过程，利用视频监控与安全岛开入信息相结合监视车辆状态,换电设备状态有通讯中断、待机、故障、检修、全自动工作、半自动工作、手动、急停共8种状态，换电设备状态以颜色和文字描述结合的方式展示出来；

(2)将车辆及其车牌号等信息以图形的方式直接显示在人机矢量图形界面上，同时显示换电设备的当前状态及位置、电池箱的状态及位置，这样可以直接在在人机界面上直观的监视整个换电过程。

(3)将安全岛接入充换电站监控系统，完成换电准备工作后，充换电站监控系统在收到安全岛工位两侧的准备就绪信号后，下发换电预备指令，然后按充换电站监控系统推荐或人工选择一个满足换电要求的电池组，下发电池组选择指令，换电设备在先收到换电预备指令并在一定时间间隔内收到电池组选择指令后开始换电操作，换电完成后，换电设备自动停止动作并转为待机状态，同时工作人员检查并确认各电池锁紧到位、打开电动公交车系统强弱电电源、关闭电池仓门，车辆可以出站。

安全岛上有准备就绪、换电完成、急停共3个按钮，用于把换电工位现场情况通知到充换电站监控系统，完成换电操作请求、换电完成通知、紧急情况急停等功能，是实现换电操作过程的自动安全控制的关键基础，经过开入板接入充换电站监控系统。换电准备工作包括：换电车辆进站停靠到位后司机熄火并取下钥匙下车；工作人员打开电池仓门，检查确认车载电池正常锁止后，关闭电动公交车系统强弱电电源；准备工作完成后工作人员到安全岛按下准备就绪按钮。

在每个换电工位的两侧都有一个安全岛。充换电站监控系统在收到工位两侧的准备就绪信号后会有语音和报警提示，并自动弹出下发换电预备指令的控制窗口，此时才能下发换电预备指令。然后按系统推荐或人工选择一个满足换电要求的电池组，下发电池组选择指令。换电设备在先收到换电预备指令并在一定时间间隔内收到电池组选择指令后开始换电操作，如果超时或只收到电池组选择指令则不会动作，以此保证换电设备不会在换电工位上没有准备好的时候动作，避免充换电站监控系统可能的误操作引起安全事故。

换电过程中需要急停时可以按下安全岛上的急停按钮，换电设备会立即停止工作。待排除故障或安全隐患后，换电设备可以恢复到全自动工作、半自动工作、手动方式继续进行工作，或直接停止尚未完成的换电过程。

换电完成，换电设备自动停止动作并转为待机状态。工作人员检查并确认各电池锁紧到位、打开电动公交车系统强弱电电源、关闭电池仓门。收尾工作完成后，按下安全岛上的换电完成按钮，工位两侧都完成后车辆可以出站。

充换电站监控系统可以自动推荐最适合更换的电池组，自动推荐的规则包括：全组电池齐全；全组电池都已充满；电池组单体电压最高最低值满足安全规定要求；电池组内单体电压最大压差满足安全规定要求；电池组内各电池单体温度满足安全规定要求；电池组内各电池极柱温度满足安全规定要求；电池组未处于检修状态；如有多组电池组满足要求，则按照平衡电池组使用频率的要求优先选择出一组进行推荐；没有满足要求的电池组时给出信息提示，并提示用户人工选取电池组。

充换电站监控系统也可以不使用自动推荐，直接人工选取电池组。为方便用户进行选择，充换电站监控系统给出用户预备选择的电池组的基本信息提示作为辅助决策的依据，以使操作人员能方便、迅速的选取到合适的电池组用于换电操作。辅助提示信息主要包括：电池组内电池各单体电压最高最低值、组内单体电压最大压差、电池组内电池各单体温度、电池组内各电池极柱温度、工位的检修状态、电池组的检修状态、电池的检修状态、该组电池的使用频率等。有不满足安全规定的项目时用醒目的红色标示出来警告用户注意。如有警告提示时用户可以不选取该组电池，也可以忽略警告继续选取该组电池。但当组内电池不全或有未充满的电池时充换电站监控系统会直接阻止电池组选择指令的下发，并给出阻止原因，目的是阻止不适当的控制命令下发，防止执行不安全的换电操作。

(4)当充换电站监控系统收到准备就绪信号时，认为一次换电过程开始，开始记录换电信息。当充换电站监控系统收到换电完成信号时，认为一次换电过程结束，系统自动生成完整的换电记录并存入数据库。换电记录供运营管理系统和报表系统使用。通过运营管理系统查询换电信息，可以按各种条件检索详细换电信息及统计信息，也可以人工补录换电记录或对换电记录进行删除、修改操作，这些操作会要求鉴权，只能由经过相应授权的用户进行。

本发明在同一个人机界面的页面中集中展示一个换电工位的相关信息，包括车辆、车牌号、换电设备的状态及位置、电池箱状态及位置、当前待选电池组的位置提示、电池安全信息提示等，并在此页面进行换电控制操作。也即车辆及换电设备状态展示、换电过程动态展示、基于安全岛的换电控制操作、电池组自动推荐、电池组人工选取辅助决策及安全防护等内容均通过此页面体现。充换电站监控系统在收到工位两侧的准备就绪信号后会在此页面弹出下发换电预备指令的控制窗口。充换电站监控系统在收到工位两侧的换电完成信号后会在此页面弹出换电完成车辆正在出站的提示信息窗口。

综上所述，本发明的控制方法通过上述方式实现充换电站电池的全自动换电过程控制，不仅实现了对换电过程的全程全信息监视，而且实现了基于安全岛的换电过程全程安全控制、自动推荐、辅助决策、安全防护、换电记录自动生成及管理，大大提高了充换电站的换电效率、安全性能和换电过程的自动化、信息化、智能化水平，实现了安全、高效、可靠、智能的全自动换电过程控制及换电信息管理。

Claims (4)

1.一种充换电站全自动的换电过程控制方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(1)在待换电车辆进站时，将车辆信息、换电设备的状态及位置信息、电池箱信息经由以太网上传至充换电站监控系统，并在充换电站监控系统人机界面上展示出来，同时结合视频监控系统监视换电工位现场情况和换电过程，利用视频监控与安全岛开入信息相结合监视车辆状态；

(2)将车辆及其车牌号信息以图形的方式直接显示在人机界面上，同时显示换电设备的当前状态及位置、电池箱的状态及位置，直接在人机界面上直观的监视整个换电过程；

(3)将安全岛接入充换电站监控系统，完成换电准备工作后，充换电站监控系统在收到安全岛工位两侧的准备就绪信号后，下发换电预备指令，然后按充换电站监控系统推荐或人工选择一个满足换电要求的电池组，下发电池组选择指令，换电设备在先收到换电预备指令并在一定时间间隔内收到电池组选择指令后开始换电操作，换电完成后，换电设备自动停止动作并转为待机状态，同时工作人员检查并确认各电池锁紧到位、打开电动公交车系统强弱电电源、关闭电池仓门，车辆可以出站；

(4)当充换电站监控系统收到准备就绪信号时，认为一次换电过程开始，开始记录换电信息，当充换电站监控系统收到换电完成信号时，认为一次换电过程结束，系统自动生成完整的换电记录并存入数据库，供运营管理系统和报表系统使用；不仅实现了对换电过程的全程全信息监视，而且实现了基于安全岛的换电过程全程安全控制、自动推荐、辅助决策、安全防护、换电记录自动生成及管理。

2.根据权利要求1所述的充换电站全自动的换电过程控制方法，其特征在于：在所述步骤(3)中换电过程中需要急停时按下安全岛上的急停按钮使换电设备急停，急停后可以恢复全自动工作、半自动工作、手动方式。

3.根据权利要求1所述的充换电站全自动的换电过程控制方法，其特征在于：充换电站监控系统推荐满足换电要求的电池组时，自动推荐的规则包括：全组电池齐全；全组电池都已充满；电池组单体电压最高最低值满足安全规定要求；电池组内单体电压最大压差满足安全规定要求；电池组内各电池单体温度满足安全规定要求；电池组内各电池极柱温度满足安全规定要求；电池组未处于检修状态；如有多组电池组满足要求，则按照平衡电池组使用频率的要求优先选择出一组进行推荐；没有满足要求的电池组时给出信息提示，并提示用户人工选取电池组。

4.根据权利要求1所述的充换电站全自动的换电过程控制方法，其特征在于：人工选择满足换电要求的电池组时，充换电站监控系统给出用户预备选择的电池组的基本信息提示作为辅助决策的依据，辅助提示信息主要包括：电池组内电池各单体电压最高最低值、组内单体电压最大压差、电池组内电池各单体温度、电池组内各电池极柱温度、工位的检修状态、电池组的检修状态、电池的检修状态、该组电池的使用频率。