一种换电站充电装置、系统和换电站的制作方法

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1.本发明实施例涉及充电技术，尤其涉及一种换电站充电装置、系统和换电站。

背景技术：

2.新能源车迎来快速发展，但新能源车的充电仍不满足日益增长的电车补能需求。换电模式不同于插充电模式经历阶段性发展标准成熟，当前换电模式下动力电池包与车端结合受限于各主机厂的设计，没有统一的国标或者行标引领，因此电池包接口差异化、控制策略多样化。
3.目前，现有的换电站充电装置，通常仅仅是对单一品牌或单一种类的电池包进行充电，而无法对其它种类的电池包进行充电，对多种电池包充电就需要多个换电站充电装置，这样会使得换电站充电装置无法兼容不同电池包换电需求且管理成本较高。

技术实现要素：

4.本发明实施例提供了一种换电站充电装置、系统和换电站，以实现不同电池包换电需求的兼容且可以降低管理成本。
5.第一方面，本发明实施例提供了一种换电站充电装置，包括：第一控制器、多个第二控制器和多个充电模块；多个第二控制器与多个充电模块一一对应，第一控制器与多个第二控制器通信连接，第二控制器与充电模块以及电池包通信连接；
6.充电模块用于接入交流电，并将交流电转换为直流电，输出直流电至电池包，为电池包充电；第二控制器用于接收第一控制器发送的控制指令，并根据控制指令和电池包的需求控制对应的充电模块所在电路的工作状态。
7.可选的，换电站充电装置还包括多个充电接口，充电模块与多个充电接口电连接，充电模块具体用于通过不同的充电接口将直流电传输至不同的电池包。
8.可选的，多个充电接口包括多个第一充电接口、多个第二充电接口和多个第三充电接口，多个充电模块与多个第一充电接口一一对应，多个充电模块与多个第二充电接口一一对应，多个充电模块与多个第三充电接口一一对应。
9.可选的，第一充电接口、第二充电接口和第三充电接口均设置有多条电阻支路，不同充电接口中电阻支路的电阻值不同。
10.可选的，第一控制器与第二控制器的通信方式以及第二控制器与充电模块的通信方式均为can通信。
11.可选的，换电站充电装置还包括触摸屏，触摸屏与第一控制器电连接，触摸屏用于将外部输入的信号传输至第一控制器，并显示第一控制器传输的信息。
12.可选的，换电站充电装置还包括直流计量模块和交流计量模块，直流计量模块与第二控制器通信连接；交流计量模块与第一控制器通信连接；直流计量模块用于对直流电进行电能计量得到第一计量信息，并将第一计量信息传输至第二控制器，交流计量模块用于对交流电进行电能计量得到第二计量信息，并将第二计量信息传输至第一控制器。
13.可选的，换电站充电装置还包括开关，开关设置在充电模块所在电路，开关与第二控制器电连接；第二控制器具体用于根据控制指令生成控制信号，并通过控制信号控制开关的通断。
14.可选的，换电站充电装置还包括辅助电源，辅助电源用于为电池包提供辅助电压。
15.第二方面，本发明实施例提供了一种换电站充电系统，包括如第一方面所述的换电站充电装置。
16.第三方面，本发明实施例提供了一种换电站，包括如第二方面所述的换电站充电系统。
17.本发明实施例提供的换电站充电装置、系统和换电站，包括：第一控制器、多个第二控制器和多个充电模块；多个第二控制器与多个充电模块一一对应，第一控制器与多个第二控制器通信连接，第二控制器与充电模块以及电池包通信连接；充电模块用于接入交流电，并将交流电转换为直流电，输出直流电至电池包，为电池包充电；第二控制器用于接收第一控制器发送的控制指令，并根据控制指令和电池包的需求控制对应的充电模块所在电路的工作状态。本发明实施例提供的换电站充电装置、系统和换电站，采用模块化设计，具有通用性、可扩展及高可靠性，并且多个充电模块为多种电池包传输直流电，这样设置，可以使得换电站充电装置为多种电池包充电，实现不同电池包换电需求的兼容且可以降低管理成本。
附图说明
18.图1是本发明实施例提供的一种换电站充电装置的结构框图；
19.图2是本发明实施例提供的另一种换电站充电装置的结构框图；
20.图3是本发明实施例提供的一种充电导引电路的结构示意图；
21.图4是本发明实施例提供的另一种充电导引电路的结构示意图；
22.图5是本发明实施例提供的另一种充电导引电路的结构示意图；
23.图6是本发明实施例提供的一种换电站充电装置的正视图；
24.图7是本发明实施例提供的一种换电站充电装置的左视图；
25.图8是本发明实施例提供的一种换电站充电装置的右视图。
具体实施方式
26.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
27.图1是本发明实施例提供的一种换电站充电装置的结构框图，换电站充电装置可用于为电动汽车的电池包充电，换电站充电装置包括：第一控制器10、多个第二控制器20和多个充电模块30。
28.其中，多个第二控制器20与多个充电模块30一一对应，第一控制器10与多个第二控制器20通信连接，第二控制器20与充电模块30以及电池包通信连接；充电模块30用于接入交流电，并将交流电转换为直流电，输出直流电至电池包，为电池包充电；第二控制器20用于接收第一控制器发送的控制指令，并根据控制指令和电池包的需求控制对应的充电模
块所在电路的工作状态。
29.示例性地，交流电为380v的交流电，当电池包需要充电时，第二控制器 20可根据第一控制器10传输的控制指令如需要为电池包充电的控制指令，控制对应的充电模块30工作，还可在接收到电池包发送的充电需求时，控制对应的充电模块30工作。充电模块30将交流电转换为直流电，并将直流电传输至电池包，为电池包充电。第一控制器10、第二控制器20和充电模块30均为模块化设计。第二控制器20可与电池包通信连接如can通信，以监测电池包的充电状态并获取电池包的充电信息如电量等，还可将监测到的信息传输至第一控制器10，实现信息交互。多个充电模块30可为多种电池包传输直流电，这样设置，可以使得换电站充电装置为多种电池包充电，实现不同电池包换电需求的兼容且可以降低管理成本。
30.本实施例提供的换电站充电装置，包括：第一控制器、多个第二控制器和多个充电模块；多个第二控制器与多个充电模块一一对应，第一控制器与多个第二控制器通信连接，第二控制器与充电模块以及电池包通信连接；充电模块用于接入交流电，并将交流电转换为直流电，输出直流电至电池包，为电池包充电；第二控制器用于接收第一控制器发送的控制指令，并根据控制指令和电池包的需求控制对应的充电模块所在电路的工作状态。本实施例提供的换电站充电装置，采用模块化设计，具有通用性、可扩展及高可靠性，并且多个充电模块为多种电池包传输直流电，这样设置，可以使得换电站充电装置为多种电池包充电，实现不同电池包换电需求的兼容且可以降低管理成本。
31.可选的，换电站充电装置还包括多个充电接口40，充电模块30与多个充电接口40电连接，充电模块30具体用于通过不同的充电接口40将直流电传输至不同的电池包。
32.示例性地，图2是本发明实施例提供的另一种换电站充电装置的结构框图。参考图2，充电接口40的数量大于充电模块30的数量，各充电模块30可对应连接多个充电接口40，充电模块30与充电接口40连接的回路可作为一次回路。第二控制器20还与充电接口40电连接，第二控制器20与充电接口40连接的回路可作为二次回路。充电模块30通过不同的充电接口40将直流电传输至不同的电池包，并且多个充电模块30和各充电模块30对应的多个充电接口40，可为更多不同的电池包充电，从而可实现不同电池包换电需求的兼容且可以降低管理成本。
33.可选的，多个充电接口40包括多个第一充电接口41、多个第二充电接口 42和多个第三充电接口43，多个充电模块30与多个第一充电接口41一一对应，多个充电模块30与多个第二充电接口42一一对应，多个充电模块30与多个第三充电接口43一一对应。
34.具体的，参考图2，充电模块30可通过第一充电接口41、第二充电接口 42和第三充电接口43将直流电传输至不同的电池包。第一充电接口41、第二充电接口42和第三充电接口30可连接不同的电池包，当电池包需要充电时，充电模块30可通过不同的充电接口为不同的电池包充电，从而实现不同电池包换电需求的兼容。
35.可选的，第一充电接口41、第二充电接口42和第三充电接口43均设置有多条电阻支路，不同充电接口中电阻支路的电阻值不同。
36.示例性地，图3是本发明实施例提供的一种充电导引电路的结构示意图，图4是本发明实施例提供的另一种充电导引电路的结构示意图，图5是本发明实施例提供的另一种充电导引电路的结构示意图。参考图3、图4和图5，第一充电接口41、第二充电接口42和第三充电接口43均有多路输出，如直流信号 dc，通信信号pcan等。各电阻支路中电阻的大小可
根据实际充电需求设定，在此不做限定。
37.可选的，第一控制器10与第二控制器20的通信方式以及第二控制器20与充电模块30的通信方式均为can通信。
38.其中，第一控制器10与第二控制器20以及第二控制器20与充电模块30 均可通过can通信线进行通信，第二控制器20可将监测到的信息传输至第一控制器10，第一控制器10可对接收的信息进行存储和分析处理，还可将接收的信息传输至换电站的站控系统。第二控制器20可根据控制指令生成控制信号，通过can通信线将控制信号传输至充电模块30，保证信号传输的可靠性。
39.参考图2，可选的，换电站充电装置还包括触摸屏50，触摸屏50与第一控制器10电连接，触摸屏50用于将外部输入的信号传输至第一控制器10，并显示第一控制器10传输的信息。
40.具体的，如图2所示，触摸屏50与第一控制器10可进行信息传输，触摸屏50可将外部输入的信号如需要为电池包充电的控制信号传输至第一控制器 20，第一控制器10接收到该信号时，通过第二控制器20控制充电模块30工作，为电池包充电。第一控制器10可通过第二控制器20监测电池包的充电状态获取电池包的充电信息如电量等，并将充电信息进行存储和传输至触摸屏50，以便于相关人员及时了解电池包的充电情况。
41.继续参考图2，可选的，换电站充电装置还包括直流计量模块60和交流计量模块70，直流计量模块60与第二控制器20通信连接；交流计量模块70与第一控制器10通信连接；直流计量模块60用于对直流电进行电能计量得到第一计量信息，并将第一计量信息传输至第二控制器20，交流计量模块70用于对交流电进行电能计量得到第二计量信息，并将第二计量信息传输至第一控制器10。
42.具体的，直流计量模块60和交流计量模块70可分别设置在充电模块30的交流输入端和直流输出端。交流计量模块70可将计量得到的交流电能即第二计量信息传输至第一控制器10，第一控制器10可存储和传输交流电能。直流计量模块60可将计量得到的直流电能即第一计量信息传输至第二控制器20，第二控制器20可存储和传输直流电能，如将直流电能传输至与第二控制器20电连接的触摸显示屏50，以在触摸显示屏50上显示直流电能。第一控制器10可存储和传输交流电能，第二控制器20存储和传输直流电能，便于相关人员随时根据直流电能和交流电能了解换电站充电装置的电能情况。
43.继续参考图2，可选的，换电站充电装置还包括开关80，开关80设置在充电模块30所在电路，开关80与第二控制器20电连接；第二控制器20具体用于根据控制指令生成控制信号，并通过控制信号控制开关80的通断。
44.具体的，开关80可以是以断路器和/或空气开关等形式的开关接入电路，交流电可通过开关80传输至充电模块30。第二控制器20可根据控制指令如电池包需要充电的控制指令控制开关80导通，从而使交流电可通过开关80传输至充电模块30，由充电模块30将交流电转换为直流电，并将直流电传输至电池包，实现对电池包的充电。
45.可选的，换电站充电装置还包括辅助电源，辅助电源用于为电池包提供辅助电压。其中，辅助电源可输出12v的直流电，提供给电池包，且辅助电源具备过负荷、过压、过温保护功能。
46.图6是本发明实施例提供的一种换电站充电装置的正视图，图7是本发明实施例提
供的一种换电站充电装置的左视图，图8是本发明实施例提供的一种换电站充电装置的右视图。参考图6、图7和图8，换电站充电装置还包括箱体90，换电站充电装置中的第一控制器10、第二控制器20和充电模块30均设置在箱体90内，箱体90设置有进风口和出风口，箱体90的具体尺寸参数如长度l、宽度d和高度h1以及触摸屏与箱体90底部的距离h2的具体数值大小可根据实际设置需求确定，在此不做限定。
47.另外，第一控制器10还可以与换电站的站控系统进行通信连接，可由站空系统进行控制。换电站充电装置采用模块化设计，各模块的功能满足系统整体功能需求，并预留有2路di/do功能扩展接口，便于后期监控检测或控制器件功能增加完善。换电站充电装置具备与站控系统通讯的网络接口，第一控制器 10与站控系统进行数据及控制交互，数据可包括换电站充电装置的生产厂家、模块参数和实际状态以及充电数据等。第二控制器20对充电开始/结束时间等均有事件记录，同时具备数据储存功能，能保存多次如20次充电过程曲线(包含每一路)，事件记录和曲线具有掉电保持功能。数据类型包含充电机、电池包相关数据。换电站充电装置要求有相应的环境条件、电源条件等，如环境温度：
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20℃～50℃；相对湿度：5％～95％；海拔高度：≤2000m；大气压强：80kpa～ 110kpa。交流输入电压：380v
±
15％；交流电源频率：50hz
±
1hz。直流输出电压范围：300v-750v，300v-1000v；直流输出恒功率范围：400-750v，300-1000v；额定直流输出功率：300kw，390kw，480kw，540kw可选。
48.本发明实施例还提供了一种换电站充电系统，换电站充电系统包括如本发明任意实施例所述的换电站充电装置，因而具备换电站充电装置相应的有益效果。
49.本发明实施例还提供了一种换电站，换电站包括如本发明任意实施例所述的换电站充电系统，因而具备换电站充电系统相应的有益效果。
50.注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

技术特征：

1.一种换电站充电装置，其特征在于，包括：第一控制器、多个第二控制器和多个充电模块；所述多个第二控制器与所述多个充电模块一一对应，所述第一控制器与所述多个第二控制器通信连接，所述第二控制器与所述充电模块以及电池包通信连接；所述充电模块用于接入交流电，并将所述交流电转换为直流电，输出所述直流电至电池包，为所述电池包充电；所述第二控制器用于接收所述第一控制器发送的控制指令，并根据所述控制指令和所述电池包的需求控制对应的所述充电模块所在电路的工作状态。2.根据权利要求1所述的换电站充电装置，其特征在于，还包括多个充电接口，所述充电模块与多个所述充电接口电连接，所述充电模块具体用于通过不同的充电接口将所述直流电传输至不同的电池包。3.根据权利要求2所述的换电站充电装置，其特征在于，所述多个充电接口包括多个第一充电接口、多个第二充电接口和多个第三充电接口，所述多个充电模块与所述多个第一充电接口一一对应，所述多个充电模块与所述多个第二充电接口一一对应，所述多个充电模块与所述多个第三充电接口一一对应。4.根据权利要求3所述的换电站充电装置，其特征在于，所述第一充电接口、所述第二充电接口和所述第三充电接口均设置有多条电阻支路，不同充电接口中所述电阻支路的电阻值不同。5.根据权利要求1所述的换电站充电装置，其特征在于，所述第一控制器与所述第二控制器的通信方式以及所述第二控制器与所述充电模块的通信方式均为can通信。6.根据权利要求1所述的换电站充电装置，其特征在于，还包括触摸屏，所述触摸屏与所述第一控制器电连接，所述触摸屏用于将外部输入的信号传输至所述第一控制器，并显示所述第一控制器传输的信息。7.根据权利要求1所述的换电站充电装置，其特征在于，还包括直流计量模块和交流计量模块，所述直流计量模块与所述第二控制器通信连接；所述交流计量模块与所述第一控制器通信连接；所述直流计量模块用于对所述直流电进行电能计量得到第一计量信息，并将所述第一计量信息传输至所述第二控制器，所述交流计量模块用于对所述交流电进行电能计量得到第二计量信息，并将所述第二计量信息传输至所述第一控制器。8.根据权利要求1所述的换电站充电装置，其特征在于，还包括开关，所述开关设置在所述充电模块所在电路，所述开关与所述第二控制器电连接；所述第二控制器具体用于根据所述控制指令生成控制信号，并通过所述控制信号控制所述开关的通断。9.根据权利要求1所述的换电站充电装置，其特征在于，还包括辅助电源，所述辅助电源用于为所述电池包提供辅助电压。10.一种换电站充电系统，其特征在于，包括如权利要求1-9任一所述的换电站充电装置。11.一种换电站，其特征在于，包括如权利要求10所述的换电站充电系统。

技术总结

本发明实施例公开了一种换电站充电装置、系统和换电站。换电站充电装置包括：第一控制器、多个第二控制器和多个充电模块；多个第二控制器与多个充电模块一一对应，第一控制器与多个第二控制器通信连接，第二控制器与充电模块以及电池包通信连接；充电模块用于接入交流电，并将交流电转换为直流电，输出直流电至电池包，为电池包充电；第二控制器用于接收第一控制器发送的控制指令，并根据控制指令和电池包的需求控制对应的充电模块所在电路的工作状态。本发明实施例提供的换电站充电装置、系统和换电站，能够实现不同电池包换电需求的兼容且可以降低管理成本。容且可以降低管理成本。容且可以降低管理成本。