一种适于人工换电的交流主动调控储能蓄电池模块及控制方法技术

本发明专利技术属于电动汽车蓄电池储能技术领域，具体涉及一种适于人工换电的交流主动调控储能蓄电池模块及控制方法。利用换电电动汽车采用多模块、小型化储能蓄电池模块，适于人工更换的多个储能蓄电池模块构成电动汽车换电蓄电池系统，自带双向电力变换模块实现独立充放电，解决了多个储能模块独立受控运行，更加安全、可靠；并且通过注册与加密验证确保蓄电池模块全程监控，保证了蓄电池运行、保存、更换全过程受控，极大的提供蓄电池的安全性，便于实现电与车分离管理；蓄电池组串模块可以辨识控制，实现了蓄电池组串模块的共享和灵活更换，这将大大满足电动汽车使用的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种适于人工换电的交流主动调控储能蓄电池模块及控制方法
本专利技术属于电动汽车蓄电池储能
，具体涉及一种适于人工换电的交流主动调控储能蓄电池模块及控制方法。
技术介绍
众所周知，新能源电力和电动汽车正在越来越广泛的应用和普及，已经成为能源与环境保护的一个发展趋势。特别是储能蓄电池的进步为新能源电力平稳供电提供了一种可行的支撑及技术路径，同时也促进了电动汽车的应用推广，为了环境保护和改善雾霾天气，电动汽车受到了政府和民众的大力扶植与响应。目前由于电动汽车充电桩不够多、充电速度慢，造成充电不便，浪费了用户的宝贵时间；而采用换电的电动汽车，由于蓄电池价格昂贵，用户不能一用一备；在换电站更换又存在蓄电池新旧不同，价值不同，而且真假难辨；特别是大部分换电电动汽车采用一体化蓄电池模块，一个单体重达上百公斤，需要专业搬运设备进行换电作业，投资大网点少，用户换电困难，影响了用户使用电动汽车的积极性，也给电动汽车用户造成困扰。
技术实现思路
如果换电电动汽车采用多模块、小型化蓄电池模块，不需要专门设备人工可以更换，并且蓄电池组串模块可以辨识控制，就可以实现蓄电池组串模块的共享和灵活更换，用户购买的蓄电池组串模块在保用期或保用量范围内，可以任意更换只需要支付电费及服务费即可，这将大大满足电动汽车使用的要求。为此，本专利技术提出了一种适于人工换电的交流主动调控储能蓄电池模块及控制方法，主要包括：储能蓄电池组串、蓄电池组串管理系统BMS、双向储能DC/AC电力变换模块、直流电控开关、输入输出电力连接及监测保护与计量模块、电力连接器电力线、电力连接器通信线、电动汽车电力连接器、主控系统模块、数据编码器、数据存储器、通信控制电路、定位信息处理电路、人工操控界面、提示电路模块、工作电源、模块系统总线、无线通信收发模块、通信接口电路、系统通信线路、交流电控开关电路模块、储能蓄电池模块多模块并接连接器、相邻第i储能蓄电池模块多模块并接连接器、市电电网充放电连接器、公共通信网络、调控中心及信息平台系统、手机及移动终端、蓄电池组串BMS线束，其中：主控系统模块通过模块系统总线分别连接数据编码器、数据存储器、通信控制电路、定位信息处理电路、人工操控界面、提示电路模块、工作电源，构成储能蓄电池组串模块的验证及监控管理的通信链路；主控系统模块通过模块系统总线连接双向储能DC/AC电力变换模块，同时还通过模块系统总线顺次连接通信控制电路及通信接口电路，由通信接口电路通过系统通信线路分别链接蓄电池组串管理系统BMS、输入输出电力连接及监测保护与计量模块，构成主控系统模块调控电力输入输出的蓄电池组串充放电的控制通信链路；主控系统模块通过模块系统总线顺次连接通信控制电路及通信接口电路，由通信接口电路通过系统通信线路链接输入输出电力连接及监测保护与计量模块以及经输入输出电力连接及监测保护与计量模块连接的电力连接器通信线与电动汽车电力连接器链接，构成主控系统模块与电动汽车控制器交互信息的通信链路；主控系统模块通过模块系统总线顺次连接通信控制电路及无线通信收发模块，由无线通信收发模块通过公共通信网络分别链接调控中心及信息平台系统、手机及移动终端，构成主控系统模块与调控中心及信息平台系统和手机及移动终端交换信息的通信链路；蓄电池组串管理系统BMS通过蓄电池组串BMS线束连接储能蓄电池组串中的每一个蓄电池，同时蓄电池组串管理系统BMS通过系统通信线路连接通信接口电路，构成蓄电池组串管理系统BMS与主控系统模块交互信息的通信链路；储能蓄电池组串通过直流电控开关连接双向储能DC/AC电力变换模块，由双向储能DC/AC电力变换模块通过交流电控开关电路模块接入输入输出电力连接及监测保护与计量模块，再由输入输出电力连接及监测保护与计量模块通过电力连接器电力线连接电动汽车电力连接器，构成储能蓄电池组串为电动汽车供电的电力路径；储能蓄电池组串通过直流电控开关连接双向储能DC/AC电力变换模块，由双向储能DC/AC电力变换模块通过交流电控开关电路模块接入输入输出电力连接及监测保护与计量模块，再由输入输出电力连接及监测保护与计量模块连接市电电网充放电连接器，构成独立供电的应急备用电源供电电力路径；储能蓄电池组串通过直流电控开关连接双向储能DC/AC电力变换模块，由双向储能DC/AC电力变换模块连接的交流电控开关电路模块通过输入输出电力连接及监测保护与计量模块连接储能蓄电池模块多模块并接连接器，构成本储能蓄电池组串模块与扩展储能蓄电池组串模块并联的多模块并联电力路径；储能蓄电池模块多模块并接连接器通过输入输出电力连接及监测保护与计量模块连接的电力连接器电力线与电动汽车电力连接器，并且储能蓄电池模块多模块并接连接器与相邻第i储能蓄电池模块的相邻第i储能蓄电池模块多模块并接连接器并联，构成多个储能蓄电池模块并联通过电动汽车电力连接器供电的电力路径；电网市电接入市电电网充放电连接器，由市电电网充放电连接器通过输入输出电力连接及监测保护与计量模块连接交流电控开关电路模块，并通过交流电控开关电路模块顺次连接双向储能DC/AC电力变换模块、直流电控开关及储能蓄电池组串，构成电网市电为储能蓄电池组串充电的电力路径；一种适于人工换电的交流主动调控储能蓄电池模块及控制方法为：交流主动调控储能蓄电池模块更换使用过程中，首先用户需要在调控中心及信息平台系统注册，注册成功的用户在需要更换缺电的储能蓄电池组串模块时，通过注册的手机及移动终端或通过未注册的手机及移动终端发送用户账户信息或用户驾车到预约的储能蓄电池更换地点或查询到的蓄电池更换站点出示证件信息并由工作人员利用手机及移动终端将通过手机及移动终端扫码及通过与缺电的储能蓄电池组串模块的无线通信收发模块或通信接口电路的外接端口链接并获取的储能蓄电池组串模块的标识编码、蓄电池组串的荷电数据及相关信息与调控中心及信息平台系统进行信息交互并获取动态码，并由无线通信收发模块或通信接口电路的外接端口链接或利用人工操控界面将动态码传送至缺电的储能蓄电池组串模块主控系统模块，由其通过数据编码器审核确认通过后发送或显示约定方法产生的回复编码；同时工作人员通过人工操作将回复编码和准备替换的满电储能蓄电池组串模块的编码扫码上传至调控中心及信息平台系统，经审核无误由调控中心及信息平台系统发送审核码给准备替换的满电储能蓄电池组串模块，被审核的准备替换的满电储能蓄电池组串模块的主控系统模块验证审核码后生成相应的动态密码及混合编码发送至调控中心及信息平台系统；由调控中心及信息平台系统审核并记录相应信息后生成本次更换服务的结算单，用户确认付款成功时，调控中心及信息平台系统向本次准备替换的满电储能蓄电池组串模块发送激活指令，并提示工作人员进行电池更换，在储能蓄电池组串模块更换并连接正常时，由更换的满电储能蓄电池模块的主控系统模块根据激活指令控制输入输出电力连接及监测保护与计量模块选通并按照调控中心及信息平台系统指定的方式投切交流电控开关电路模块，此后储能蓄电池组串模块进行正常受控充放电运行；在用户需要时，储能蓄电池模块的市电电网充放电连接器接入用电负荷，用户通过注册的手机及移动终端扫码储能蓄电池模块外壳表面上的二维码或数字及图形标识编码与主控系统模块交互信息或用人工操控界面用户本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适于人工换电的交流主动调控储能蓄电池模块及控制方法，主要包括：储能蓄电池组串(1)、蓄电池组串管理系统BMS(2)、双向储能DC/AC电力变换模块(3)、直流电控开关(4)、输入输出电力连接及监测保护与计量模块(5)、电力连接器电力线(6)、电力连接器通信线(7)、电动汽车电力连接器(8)、主控系统模块(9)、数据编码器(91)、数据存储器(92)、通信控制电路(93)、定位信息处理电路(94)、人工操控界面(95)、提示电路模块(96)、工作电源(97)、模块系统总线(10)、无线通信收发模块(11)、通信接口电路(12)、系统通信线路(13)、交流电控开关电路模块(14)、储能蓄电池模块多模块并接连接器(15)、相邻第i储能蓄电池模块多模块并接连接器(15i)、电网市电充电连接器(16)、公共通信网络(17)、调控中心及信息平台系统(18)、手机及移动终端(19)、蓄电池组串BMS线束(20)，其中：主控系统模块(9)通过模块系统总线(10)分别连接数据编码器(91)、数据存储器(92)、通信控制电路(93)、定位信息处理电路(94)、人工操控界面(95)、提示电路模块(96)、工作电源(97)，构成储能蓄电池组串模块的验证及监控管理的通信链路；主控系统模块(9)通过模块系统总线(10)连接双向储能DC/AC电力变换模块(3)，同时还通过模块系统总线(10)顺次连接通信控制电路(93)及通信接口电路(12)，由通信接口电路(12)通过系统通信线路(13)分别链接蓄电池组串管理系统BMS(2)、输入输出电力连接及监测保护与计量模块(5)，构成主控系统模块(9)调控电力输入输出的蓄电池组串充放电的控制通信链路；主控系统模块(9)通过模块系统总线(10)顺次连接通信控制电路(93)及通信接口电路(12)，由通信接口电路(12)通过系统通信线路(13)链接输入输出电力连接及监测保护与计量模块(5)以及经输入输出电力连接及监测保护与计量模块(5)连接的电力连接器通信线(7)与电动汽车电力连接器(8)链接，构成主控系统模块(9)与电动汽车控制器交互信息的通信链路；主控系统模块(9)通过模块系统总线(10)顺次连接通信控制电路(93)及无线通信收发模块(11)，由无线通信收发模块(11)通过公共通信网络(17)分别链接调控中心及信息平台系统(18)、手机及移动终端(19)，构成主控系统模块(9)与调控中心及信息平台系统(18)和手机及移动终端(19)交换信息的通信链路；蓄电池组串管理系统BMS(2)通过蓄电池组串BMS线束(20)连接储能蓄电池组串(1)中的每一个蓄电池，同时蓄电池组串管理系统BMS(2)通过系统通信线路(13)连接通信接口电路(12)，构成蓄电池组串管理系统BMS(2)与主控系统模块(9)交互信息的通信链路；储能蓄电池组串(1)通过直流电控开关(4)连接双向储能DC/AC电力变换模块(3)，由双向储能DC/AC电力变换模块(3)通过交流电控开关电路模块(14)接入输入输出电力连接及监测保护与计量模块(5)，再由输入输出电力连接及监测保护与计量模块(5)通过电力连接器电力线(6)连接电动汽车电力连接器(8)，构成储能蓄电池组串(1)为电动汽车供电的电力路径；储能蓄电池组串(1)通过直流电控开关(4)连接双向储能DC/AC电力变换模块(3)，由双向储能DC/AC电力变换模块(3)通过交流电控开关电路模块(14)接入输入输出电力连接及监测保护与计量模块(5)，再由输入输出电力连接及监测保护与计量模块(5)连接电网市电充电连接器(16)，构成独立供电的应急备用电源供电电力路径；储能蓄电池组串(1)通过直流电控开关(4)连接双向储能DC/AC电力变换模块(3)，由双向储能DC/AC电力变换模块(3)连接的交流电控开关电路模块(14)通过输入输出电力连接及监测保护与计量模块(5)连接储能蓄电池模块多模块并接连接器(15)，构成本储能蓄电池组串模块与扩展储能蓄电池组串模块并联的多模块并联电力路径；储能蓄电池模块多模块并接连接器(15)通过输入输出电力连接及监测保护与计量模块(5)连接的电力连接器电力线(6)与电动汽车电力连接器(8)，并且储能蓄电池模块多模块并接连接器(15)与相邻第i储能蓄电池模块的相邻第i储能蓄电池模块多模块并接连接器(15i)并联，构成多个储能蓄电池模块并联通过电动汽车电力连接器(8)供电的电力路径；电网市电接入电网市电充电连接器(16)，由电网市电充电连接器(16)通过输入输出电力连接及监测保护与计量模块(5)连接交流电控开关电路模块(14)，并通过交流电控开关电路模块(14)顺次连接双向储能DC/AC电力变换模块(3)、直流电控开关(4)及储能蓄电池组串(1)，构成电网市电为储能蓄电池组串(1)充电...

【技术特征摘要】
1.一种适于人工换电的交流主动调控储能蓄电池模块及控制方法，主要包括：储能蓄电池组串(1)、蓄电池组串管理系统BMS(2)、双向储能DC/AC电力变换模块(3)、直流电控开关(4)、输入输出电力连接及监测保护与计量模块(5)、电力连接器电力线(6)、电力连接器通信线(7)、电动汽车电力连接器(8)、主控系统模块(9)、数据编码器(91)、数据存储器(92)、通信控制电路(93)、定位信息处理电路(94)、人工操控界面(95)、提示电路模块(96)、工作电源(97)、模块系统总线(10)、无线通信收发模块(11)、通信接口电路(12)、系统通信线路(13)、交流电控开关电路模块(14)、储能蓄电池模块多模块并接连接器(15)、相邻第i储能蓄电池模块多模块并接连接器(15i)、电网市电充电连接器(16)、公共通信网络(17)、调控中心及信息平台系统(18)、手机及移动终端(19)、蓄电池组串BMS线束(20)，其中：主控系统模块(9)通过模块系统总线(10)分别连接数据编码器(91)、数据存储器(92)、通信控制电路(93)、定位信息处理电路(94)、人工操控界面(95)、提示电路模块(96)、工作电源(97)，构成储能蓄电池组串模块的验证及监控管理的通信链路；主控系统模块(9)通过模块系统总线(10)连接双向储能DC/AC电力变换模块(3)，同时还通过模块系统总线(10)顺次连接通信控制电路(93)及通信接口电路(12)，由通信接口电路(12)通过系统通信线路(13)分别链接蓄电池组串管理系统BMS(2)、输入输出电力连接及监测保护与计量模块(5)，构成主控系统模块(9)调控电力输入输出的蓄电池组串充放电的控制通信链路；主控系统模块(9)通过模块系统总线(10)顺次连接通信控制电路(93)及通信接口电路(12)，由通信接口电路(12)通过系统通信线路(13)链接输入输出电力连接及监测保护与计量模块(5)以及经输入输出电力连接及监测保护与计量模块(5)连接的电力连接器通信线(7)与电动汽车电力连接器(8)链接，构成主控系统模块(9)与电动汽车控制器交互信息的通信链路；主控系统模块(9)通过模块系统总线(10)顺次连接通信控制电路(93)及无线通信收发模块(11)，由无线通信收发模块(11)通过公共通信网络(17)分别链接调控中心及信息平台系统(18)、手机及移动终端(19)，构成主控系统模块(9)与调控中心及信息平台系统(18)和手机及移动终端(19)交换信息的通信链路；蓄电池组串管理系统BMS(2)通过蓄电池组串BMS线束(20)连接储能蓄电池组串(1)中的每一个蓄电池，同时蓄电池组串管理系统BMS(2)通过系统通信线路(13)连接通信接口电路(12)，构成蓄电池组串管理系统BMS(2)与主控系统模块(9)交互信息的通信链路；储能蓄电池组串(1)通过直流电控开关(4)连接双向储能DC/AC电力变换模块(3)，由双向储能DC/AC电力变换模块(3)通过交流电控开关电路模块(14)接入输入输出电力连接及监测保护与计量模块(5)，再由输入输出电力连接及监测保护与计量模块(5)通过电力连接器电力线(6)连接电动汽车电力连接器(8)，构成储能蓄电池组串(1)为电动汽车供电的电力路径；储能蓄电池组串(1)通过直流电控开关(4)连接双向储能DC/AC电力变换模块(3)，由双向储能DC/AC电力变换模块(3)通过交流电控开关电路模块(14)接入输入输出电力连接及监测保护与计量模块(5)，再由输入输出电力连接及监测保护与计量模块(5)连接电网市电充电连接器(16)，构成独立供电的应急备用电源供电电力路径；储能蓄电池组串(1)通过直流电控开关(4)连接双向储能DC/AC电力变换模块(3)，由双向储能DC/AC电力变换模块(3)连接的交流电控开关电路模块(14)通过输入输出电力连接及监测保护与计量模块(5)连接储能蓄电池模块多模块并接连接器(15)，构成本储能蓄电池组串模块与扩展储能蓄电池组串模块并联的多模块并联电力路径；储能蓄电池模块多模块并接连接器(15)通过输入输出电力连接及监测保护与计量模块(5)连接的电力连接器电力线(6)与电动汽车电力连接器(8)，并且储能蓄电池模块多模块并接连接器(15)与相邻第i储能蓄电池模块的相邻第i储能蓄电池模块多模块并接连接器(15i)并联，构成多个储能蓄电池模块并联通过电动汽车电力连接器(8)供电的电力路径；电网市电接入电网市电充电连接器(16)，由电网市电充电连接器(16)通过输入输出电力连接及监测保护与计量模块(5)连接交流电控开关电路模块(14)，并通过交流电控开关电路模块(14)顺次连接双向储能DC/AC电力变换模块(3)、直流电控开关(4)及储能蓄电池组串(1)，构成电网市电为储能蓄电池组串(1)充电的电力路径；一种适于人工换电的交流主动调控储能蓄电池模块的控制方法为：交流主动调控储能蓄电池模块更换使用过程中，首先用户需要在调控中心及信息平台系统(18)注册，注册成功的用户在需要更换缺电的储能蓄电池组串模块时，通过注册的手机及移动终端...

【专利技术属性】
技术研发人员：周锡卫，
申请(专利权)人：周锡卫，
类型：发明
国别省市：北京,11