支持停电后充换电的智能充换电系统、方法和存储介质与流程

1.本发明涉及充换电技术领域，尤其涉及支持停电后充换电的智能充换电系统、方法和存储介质。


背景技术：

2.随着锂电池的普及使用，目前各种两轮、三轮车锂电池换电柜随处可见，这种换电柜提供充电和换电服务，使用者可以将电池电量较低的锂电池置入换电柜内，可通过付费换取电池电量较高的锂电池以供快速换电。
3.然而，现有的换电柜只适用于具有稳定交流电源的场合使用，一旦电网发生停电、跳闸等状况时，使用者将无法换取柜内的电池。尤其是在换电高峰时段或使用者的锂电池完全耗尽时，使用者无法通过换电柜快速换电，严重影响了使用体验，且大大降低了锂电池的周转率。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供支持停电后充换电的智能充换电系统、方法和存储介质，能够在电网发生停电、跳闸等状况时，通过对任意所述电池模块放电并利用放电电量对特定的电池模块充电，以满足使用者的充换电需求，有效改善使用体验并提升电池模块的周转率。
5.为了实现上有目的，本发明公开了一种支持停电后充换电的智能充换电系统，其包括直流母线、ac
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dc模块、多个双向dc
‑
dc模块和一个主控单元，所述ac
‑
dc模块用于将交流电转化为直流电，所述ac
‑
dc模块的输入端用于接交流电，输出端电连接所述直流母线；每一所述双向dc
‑
dc模块的一端电连接所述直流母线，另一端用于电连接对应的电池模块，所有双向dc
‑
dc模块通过所述直流母线呈并联设置，所述双向dc
‑
dc模块用于对对应的电池模块充电/放电；所述主控单元分别通讯连接所述ac
‑
dc模块和所有双向dc
‑
dc模块，以获取所述ac
‑
dc模块的第一状态信息和所有双向dc
‑
dc模块的第二状态信息，所述主控单元依据所述ac
‑
dc模块的第一状态信息和所有双向dc
‑
dc模块的第二状态信息分别调整各个双向dc
‑
dc模块的充电/放电动作，以在所述交流电正常供电时，通过所述交流电对任意所述电池模块充电/放电，及在所述交流电断电时，通过对任意所述电池模块放电并利用放电电量对特定的电池模块充电。
6.较佳地，所述双向dc
‑
dc模块为dc
‑
dc智能模块，所述双向dc
‑
dc模块还通讯连接所述电池模块，所述双向dc
‑
dc模块获取所述电池模块的实时状态信息，所述双向dc
‑
dc模块可依据所述电池模块的实时状态信息对对应的电池模块进行主动充电/放电。
7.具体地，所述电池模块包括电池单元和与所述电池单元通讯连接的bms单元，所述bms单元用于监控所述电池单元的实时状态信息，所述双向dc
‑
dc模块电连接所述电池单元及通讯连接所述bms单元。
8.较佳地，所述支持停电后充换电的智能充换电系统还包括与所述主控单元通讯连
接消防单元，所述主控单元依据所述电池单元的实时状态信息，对所述电池模块进行降温、灭火处理。
9.较佳地，所述支持停电后充换电的智能充换电系统还包括与所述主控单元通讯连接的智能电表，所述ac
‑
dc模块通过所述智能电表接入所述交流电，所述智能电表用于检测所述ac
‑
dc模块的输入电压、有功功率、无功功率、频率和/或耗电量，所述智能电表将所述ac
‑
dc模块的输入电压、有功功率、无功功率、频率和/或耗电量实时发送至所述主控单元。
10.较佳地，所述支持停电后充换电的智能充换电系统还包括与所述主控单元通讯连接的人机交互模块，所述人机交互模块用于输入控制指令和显示所述第一状态信息和第二状态信息。
11.较佳地，所述支持停电后充换电的智能充换电系统还包括烟感检测模块、水浸检测模块、震动检测模块和通讯模块，所述烟感检测模块、水浸检测模块、震动检测模块和通讯模块分别通讯连接所述主控单元，所述烟感检测模块用于检测烟雾浓度，所述水浸检测模块用于检测水浸深度，所述震动检测模块用于检测震动强度；所述通讯模块包括4g通讯单元、5g通讯单元、路由器单元和/或蓝牙通讯单元，所述主控单元通过所述通讯模块于外部设备无线通讯。
12.相应地，本发明还公开了一种支持停电后充换电的智能充换电方法，其应用于如上所述的支持停电后充换电的智能充换电系统，其包括如下步骤：
13.s1、主控单元实时获取ac
‑
dc模块的第一状态信息和所有双向dc
‑
dc模块的第二状态信息；
14.s2、所述主控单元依据所述ac
‑
dc模块的第一状态信息判断交流电的供电状态；
15.s3、若所述交流电正常供电，则所述主控单元依据所有双向dc
‑
dc模块的第二状态信息，通过所述交流电对任意电池模块充电/放电；
16.s4、若所述交流电断电，则所述主控单元依据所有双向dc
‑
dc模块的第二状态信息，通过对任意所述电池模块放电并利用放电电量对特定的电池模块充电。
17.具体地，所述第二状态信息包括当前双向dc
‑
dc模块电连接的电池模块的电池电量，所述步骤s4中，所述主控单元依据所有双向dc
‑
dc模块的第二状态信息，通过对任意所述电池模块放电并利用放电电量对特定的电池模块充电，具体包括：
18.s41、所述主控单元对所有电池电量从大到小进行排列；
19.s42、所述主控单元控制除电池电量最大以外的电池模块对应的双向dc
‑
dc模块对对应的电池模块进行放电，及控制电池电量最大的电池模块对应的双向dc
‑
dc模块对对应的电池模块进行充电，以使除电池电量最大以外的电池模块的电池电量转移至电池电量最大的电池模块。
20.相应地，本发明还公开了一种存储介质，用于存储计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如上所述的支持停电后充换电的智能充换电方法。
21.与现有技术相比，本发明的主控单元分别通讯连接ac
‑
dc模块和所有双向dc
‑
dc模块，以获取ac
‑
dc模块的第一状态信息和所有双向dc
‑
dc模块的第二状态信息，主控单元依据ac
‑
dc模块的第一状态信息和所有双向dc
‑
dc模块的第二状态信息分别调整各个双向dc
‑
dc模块的充电/放电动作，以在交流电正常供电时，通过交流电对任意电池模块充电/放电，及在交流电断电时，通过对任意电池模块放电并利用放电电量对特定的电池模块充电，通
过检测ac
‑
dc模块和所有双向dc
‑
dc模块的状态信息，以控制各个双向dc
‑
dc模块的充电/放电动作，能够在电网发生停电、跳闸等状况时，通过对任意所述电池模块放电并利用放电电量对特定的电池模块充电，以满足使用者的充换电需求，有效改善使用体验并提升电池模块的周转率。
附图说明
22.图1是本发明的支持停电后充换电的智能充换电系统的结构示意图；
23.图2是交流电正常供电时图1的电量转移示意图；
24.图3是交流电断电时图1的电量转移示意图；
25.图4是本发明的支持停电后充换电的智能充换电方法的流程框图。
具体实施方式
26.为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
27.请参阅图1所示，本实施例的支持停电后充换电的智能充换电系统，适于在电网发生停电、跳闸等状况时，通过转移部分锂电池的电池电量至特定锂电池内，以集中对该特定锂电池进行充电，以满足使用者的充换电需求，有效改善使用体验并提升电池模块1的周转率。
28.该支持停电后充换电的智能充换电系统包括直流母线10、ac
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dc模块20、多个双向dc
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dc模块30和一个主控单元40，其中，ac
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dc模块20用于将交流电转化为直流电，ac
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dc模块20的输入端用于接交流电，输出端电连接直流母线10。具体地，ac
‑
dc模块20的输入端通过接入电网而输入交流电。这里的电网具体为市电，ac
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dc模块20将交流电转换为直流电并输出至直流母线10，以使直流母线10具有恒定的直流电压，以供双向dc
‑
dc模块30利用该恒定的直流电压对电池模块1充电。
29.请参阅图1
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图3所示，每一双向dc
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dc模块30的一端电连接直流母线10，另一端用于电连接对应的电池模块1，所有双向dc
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dc模块30通过直流母线10呈并联设置，双向dc
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dc模块30用于对对应的电池模块1充电/放电。本实施例示出了四组双向dc
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dc模块30和电池模块1的连接组合，当然，双向dc
‑
dc模块30和电池模块1的连接组合的数量可以根据实际需求选定，在此不做限定。
30.具体地，电池模块1包括电池单元101和与电池单元101通讯连接的bms单元102，bms单元102用于监控电池单元101的实时状态信息，双向dc
‑
dc模块30电连接电池单元101及通讯连接bms单元102。这里的电池单元101具体为锂电池。
31.较佳地，双向dc
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dc模块30为dc
‑
dc智能模块，双向dc
‑
dc模块30还通讯连接电池模块1，具体地，双向dc
‑
dc模块30通讯连接对应电池模块1的bms单元102，以获取电池模块1的实时状态信息，双向dc
‑
dc模块30可依据电池模块1的实时状态信息对对应的电池模块1进行主动充电/放电。可以理解的是，dc
‑
dc智能模块内部具有处理芯片，该处理芯片不仅能够依据电池模块1的实时状态信息对对应的电池模块1进行主动充电/放电，还能对电池模块1进行主动信息获取，并将信息发送至主控单元40。
32.主控单元40分别通讯连接ac
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dc模块20和所有双向dc
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dc模块30，以获取ac
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dc模
块20的第一状态信息和所有双向dc
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dc模块30的第二状态信息，主控单元40依据ac
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dc模块20的第一状态信息和所有双向dc
‑
dc模块30的第二状态信息分别调整各个双向dc
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dc模块30的充电/放电动作，以在交流电正常供电时，如图1所示的通过交流电对任意电池模块1充电/放电，及在交流电断电时，如图2所示的通过对任意电池模块1放电并利用放电电量对特定的电池模块1充电。需要说明的是，图1示出的是对所有电池模块1进行充电的电量转移示意图，图2示出的是通过对第二、第三和第四个电池模块1放电并利用放电电量对第一个电池模块1充电的电量转移示意图。
33.可以理解的是，在交流电正常供电时，双向dc
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dc模块30对对应的电池模块1放电时，可以将电池模块1的放电电量转移至直流母线10上以供对其他电池模块1充电，也可以通过双向dc
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dc模块30内置的负载电阻消耗掉该电池模块1的放电电量。而对于交流电断电时，双向dc
‑
dc模块30对对应的电池模块1放电时，将电池模块1的放电电量转移至直流母线10上以供对特定的电池模块1充电，从而实现将某部分电池模块1进行反向放电以对特定电池模块1进行充电。
34.较佳地，支持停电后充换电的智能充换电系统还包括分别与主控单元40通讯连接消防单元50、智能电表60、人机交互模块70、烟感检测模块80、水浸检测模块90、震动检测模块100和通讯模块110，其中，主控单元40依据电池单元101的实时状态信息，对电池模块1进行降温、灭火处理。
35.ac
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dc模块20通过智能电表60接入交流电，智能电表60用于检测ac
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dc模块20的输入电压、有功功率、无功功率、频率和/或耗电量，智能电表60将ac
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dc模块20的输入电压、有功功率、无功功率、频率和/或耗电量实时发送至主控单元40。可以理解的是，智能电表60内部具有处理芯片，该处理芯片能够记录流经智能电表60的电流以进行用电统计，还能够根据输入的交流电的变化做出信息记录，并将记录到的信息发送至主控单元40。
36.人机交互模块70用于输入控制指令和显示第一状态信息和第二状态信息。
37.烟感检测模块80用于检测烟雾浓度，水浸检测模块90用于检测水浸深度，震动检测模块100用于检测震动强度；通讯模块110包括4g通讯单元、5g通讯单元、路由器单元和/或蓝牙通讯单元，主控单元40通过通讯模块110于外部设备无线通讯，及与系统的其余模块进行无线通讯。
38.请参阅图1
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图4所示，相应地，本发明还公开了一种支持停电后充换电的智能充换电方法，其应用于如上的支持停电后充换电的智能充换电系统，其包括如下步骤：
39.s1、主控单元40实时获取ac
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dc模块20的第一状态信息和所有双向dc
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dc模块30的第二状态信息。
40.s2、主控单元40依据ac
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dc模块20的第一状态信息判断交流电的供电状态。
41.交流电的供电状态包括正常供电和断电。
42.s3、若交流电正常供电，则主控单元40依据所有双向dc
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dc模块30的第二状态信息，通过交流电对任意电池模块1充电/放电。
43.s4、若交流电断电，则主控单元40依据所有双向dc
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dc模块30的第二状态信息，通过对任意电池模块1放电并利用放电电量对特定的电池模块1充电。
44.具体地，第二状态信息包括当前双向dc
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dc模块30电连接的电池模块1的电池电量，步骤s4中，主控单元40依据所有双向dc
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dc模块30的第二状态信息，通过对任意电池模
块1放电并利用放电电量对特定的电池模块1充电，具体包括：
45.s41、主控单元40对所有电池电量从大到小进行排列。
46.如每个电池单元101的电池电量通常用soc(state of charge，荷电状态)进行表征，每个电池单元101的soc介于0至1，当电池单元101的soc为0时，电池单元101处于欠电状态，需要充电；当电池单元101的soc为1时，电池单元101处于满电状态，无需充电。
47.s42、主控单元40控制除电池电量最大以外的电池模块1对应的双向dc
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dc模块30对对应的电池模块1进行放电，及控制电池电量最大的电池模块1对应的双向dc
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dc模块30对对应的电池模块1进行充电，以使除电池电量最大以外的电池模块1的电池电量转移至电池电量最大的电池模块1。
48.可以理解的是，主控单元40可以通过某一预设区间值界定优先进行充电的电池模块1，如本实施例具有四个电池模块1，前面两个电池模块1被判定为需要优先充电，则后面两个电池模块1需要放电以维持直流母线10的电压，以将后面两个电池模块1的放出的电池电量转移至前面两个电池模块1，直至前面两个电池模块1充满为止。当然，优先充电的电池模块1数量可以为一个、三个、四个等，在此不做限定。
49.上述步骤的目的在于，在电网发生停电、跳闸等状况时，可以实现系统内电池单元101的电池电量转移，优先将能够较快充满的电池单元101充至满电状态，以供使用者换电使用，从而满足使用者的持续充、换电业务。
50.相应地，本发明还公开了一种存储介质，用于存储计算机程序，程序被处理器执行时实现如上的支持停电后充换电的智能充换电方法。
51.结合图1
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图4，本发明的主控单元40分别通讯连接ac
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dc模块20和所有双向dc
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dc模块30，以获取ac
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dc模块20的第一状态信息和所有双向dc
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dc模块30的第二状态信息，主控单元40依据ac
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dc模块20的第一状态信息和所有双向dc
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dc模块30的第二状态信息分别调整各个双向dc
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dc模块30的充电/放电动作，以在交流电正常供电时，通过交流电对任意电池模块1充电/放电，及在交流电断电时，通过对任意电池模块1放电并利用放电电量对特定的电池模块1充电，通过检测ac
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dc模块20和所有双向dc
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dc模块30的状态信息，以控制各个双向dc
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dc模块30的充电/放电动作，能够在电网发生停电、跳闸等状况时，通过对任意所述电池模块1放电并利用放电电量对特定的电池模块1充电，以满足使用者的充换电需求，有效改善使用体验并提升电池模块1的周转率。
52.以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。