电池供电系统、换电控制方法、换电站及存储介质

技术领域

本申请属于电池技术领域，尤其涉及一种电池供电系统、换电控制方法、换电站及存储介质。

背景技术

随着锂电池技术的不断发展和成熟，新能源汽车成为汽车行业的发展趋势。目前，新能源汽车主要通过充电和换电两种方式实现能量补给。

在换电模式中，新能源汽车可以在换电站更换电池包以实现能源补给。然而，在电池包的生产过程中，由于生产环境、材料和工艺等因素的不同，生产出的电池包之间存在参数差异。在需要多个电池包共同提供输出功率的电动汽车中，由于不同电池包之间的电芯老化程度、电量、系统电阻等参数均存在差异，在充放电过程中容易导致并联的各个电池包产生电池包内部环流。

发明内容

本申请实施例提供了一种电池供电系统、换电控制方法、换电站及存储介质，能够解决不同电池包之间存在差异而在运行时产生内部环流的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供一种电池供电系统，电池供电系统包括：

电动机；

第一电池包，包括第一电池组和第二电池组；

在第一电池组和第二电池组并联时，电池供电系统还包括第二电池包，第一电池包、第二电池包和电动机串联形成供电回路。

通过本实施例，第一电池包可以在两个电池组并联后与第二电池包串联形成供电回路，从而避免电池包直接并联使用所产生的环流风险，提升多个电池包搭配使用时的安全性和使用寿命。

在一种可选的实施方式中，在第一电池组和第二电池组串联时，第一电池包和电动机串联形成供电回路。第一电池包可以在两个电池组串联后作为单独电池包形成供电回路，为单包需求的电动机进行供电。

在一种可选的实施方式中，第一电池组和第二电池组均包括多个串联连接的电芯，第一电池组中的电芯数量和电芯型号与第二电池组中的电芯数量和电芯型号一致。在两个电池组的电芯数量和型号保持一致时，能够使得两个电池组的输出电压和系统内阻相同，避免两个电池组并联时产生内部环流。

在一种可选的实施方式中，第一电池包还包括：串并联切换模块，串并联切换模块的第一端与第一电池组的第一端连接，第二端与第一电池组的第二端连接，第三端与第二电池组的第一端连接，第四端与第二电池组的第二端连接；串并联切换模块，用于将第二端与第三端连通以使第一电池组和第二电池组串联，或将第一端与第三端连通、第二端与第四端连通以使第一电池组和第二电池组并联。串并联切换模块可以通过调整第一电池组和第二电池组的端口之间的连接关系，实现第一电池组和第二电池组的串联或并联。

在一种可选的实施方式中，串并联切换模块包括：第一切换模块，第一切换模块用于将串并联切换模块的第三端与第二端导通或将串并联切换模块的第三端与第一端导通；第二切换模块，第二切换模块用于将串并联切换模块的第二端与第四端导通或关断。第一切换模块和第二切换模块能够通过调整导通状态实现第一电池组和第二电池组的串联或并联。

在一种可选的实施方式中，第一切换模块的第一端和第二端分别与第一电池组的第一端和第二端连接，第一切换模块的公共端与第二电池组的第一端连接。第一切换模块能够将第二电池组第一端与第一电池组的第一端或第二端连接。

在一种可选的实施方式中，第一切换模块为双向开关。

在一种可选的实施方式中，第二切换模块的第一端和第二端分别与第一电池组的第二端和第二电池组的第二端连接。第二切换模块能够控制第一电池组的第二端和第二电池组的第二端之间的通断。

在一种可选的实施方式中，第二切换模块为继电器。

在一种可选的实施方式中，电池供电系统还包括：预充控制模块，预充控制模块与并联或串联的第一电池组和第二电池组串联连接，用于在供电回路的初始导通阶段限制供电回路的电流。可以在电池供电系统运行时通过预充控制模块对回路电流进行限制，避免电流过大。

在一种可选的实施方式中，预充控制模块包括：第一开关；限流负载；第二开关，第二开关与限流负载串联后，与第一开关并联；第一开关用于在第二开关导通第一预设时间后导通；第二开关用于在第一开关导通第二预设时间后关断。第一开关和第二开关可以通过先后导通，在回路导通时避免瞬时电流过大。

第二方面，本申请实施例提供一种换电控制方法应用于换电站，换电控制方法包括：接收换电请求，换电请求包括电动汽车的额定电池包数量；在额定电池包数量为多个时，将第一电池包内两个电池组进行并联，以使第一电池包装入电动汽车后形成电池供电系统中的供电回路，电池供电系统为如上的电池供电系统。换电站能够根据电动汽车的额定参数调整第一电池包中两个电池组为并联，以适用于需求多个电池包的电动汽车。

在一种可选的实施方式中，接收换电请求，换电请求包括电动汽车的额定电池包数量之后，还包括：在额定电池包数量为一个时，将第一电池包内两个电池组进行串联，以使第一电池包装入电动汽车后形成电池供电系统中的供电回路。换电站能够根据电动汽车的额定参数调整第一电池包中两个电池组的串并联状态，以适用于需求不同数量电池包的电动汽车。

第三方面，本申请实施例提供了一种换电站，换电站包括：处理器以及存储有计算机程序指令的存储器；处理器执行计算机程序指令时实现如上的换电控制方法。

第四方面，本申请实施例提供了一种计算机存储介质，计算机存储介质上存储有计算机程序指令，计算机程序指令被处理器执行时实现如上的换电控制方法。

与现有技术相比，本申请实施例提供的电池供电系统，包括第一电池包和电动机，第一电池包中包括第一电池组和第二电池组，第一电池组和第二电池组在并联时，第一电池包、第二电池包和电动机可以串联形成供电回路。第一电池包内的两个电池组为并联状态。在第一电池包和第二电池包作为不同的电池包，其电量状态、电芯老化程度和电池包内阻存在差异时，由于第一电池包和第二电池包为串联连接，第一电池包和第二电池包之间不会产生环流，第一电池包内并联的两个电池组则由于电量状态、电芯老化程度和电池包内阻的差异较小，使得两个并联的电池组的内部环流大大减小。在为电动机提供足够的输出功率时，第一电池包内部环流大大减小，并且与第二电池包之间不会产生环流，能够将电池包并联时的较大环流转换为电池包内两个电池组并联时的较小环流，提升多个电池包搭配使用时的安全性。还能够避免电池包之间的内部环流造成电池包的损坏，提升电池包的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施例提供的电池供电系统的结构示意图；

图2是本申请另一实施例提供的电池供电系统的结构示意图；

图3是本申请一实施例提供的第一电池包的结构示意图；

图4是本申请一实施例提供的串并联切换模块的并联状态示意图；

图5是本申请一实施例提供的串并联切换模块的串联状态示意图；

图6是本申请又一实施例提供的电池供电系统的结构示意图；

图7是图6实施例中预充控制模块的结构示意图；

图8是本申请一实施例提供的换电控制方法的流程示意图；

图9是本申请另一实施例提供的换电控制方法的流程示意图；

图10是本申请一个实施例提供的换电站的结构示意图。

具体实施方式中的附图标号如下：

1、电动机；2、第一电池包；21、第一电池组；22、第二电池组；23、串并联切换模块；231、第一切换模块；232、第二切换模块；3、第二电池包；4、预充控制模块；K1、双向开关；K2、继电器；S1、第一开关；S2、第二开关；R、限流负载。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。

在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

目前，随着新能源汽车的不断发展，电动汽车的数量越来越多。在电动汽车的能量补给方式中，换电方式相比于充电方式，能够减少消耗时间，提升能量补给效率，因而逐渐开始普及。为了实现换电模式的普及，各个汽车企业和电池企业可以通过推行电池包的标准化设计，实现不同车型的电动汽车均可以采用各个企业所生产的标准化电池包。

然而，本发明人注意到，对于不同的企业，其根据标准化规范所生产的标准化电池包仍存在较大差异，生产环境、材料、工艺和生产批次等因素，均会导致生产出的电池包存在差异。在电动汽车需要采用两个或以上的电池包提供动力时，通常采用多个电池包并联的方式为电动机进行供电。可以理解的是，不同生产厂家所生产的电池包由于生产环境、材料、工艺的不同，将会使得生产出的电池包之间存在明显差异。即使同一生产商所生产的电池包，在不同的批次之间也会存在一定的差异。并且，电池包在使用过程中由于充放电次数或使用时长的不同，其电芯性能也会产生较大差异。因此，在多电池包并联时，无法保障电池包之间具有相同或相似的电池性能。即，不同的电池包之间存在差异。

在多个电池包进行并联且电池包之间的差异较大时，电池包之间由于内阻和输出电压的不同，将会在电池包之间产生压差，从而在并联电路内部产生环流。因此，在多个电池包并联搭配使用的场景中，电动汽车在充电或者行车回充过程中将会因内部环流而产生浮充、过充及过流风险。

为了解决不同的电池包之间存在参数差异，将不同的电池包并联使用将会因为电池包之间的差异而产生电池包内部环流的问题。申请人研究发现，不同的电池包可以考虑将连接方式由并联连接更改为串联连接，从而使得不同的电池包无论是存在生产过程的差异还是充放电使用过程中的差异，均不会在搭配使用时产生环流。然而，在不同的电池包串联时，输出总电压为多个电池包的输出电压之和，在单个电池包能够提供电动机所需的工作电压时，多个电池包的输出电压之和较大，因此还需要在多个电池包串联时，降低每个电池包的输出电压。

本申请实施例提供了一种电池供电系统可以但不限用于车辆、船舶或飞行器等设备中。使用具备本申请公开的电池供电系统，能够在需要多电池包搭配使用的设备中将多个电池包进行串联使用，避免多电池包在并联使用时产生电池包之间的内部环流，提升电池包的稳定性和电池寿命。

本申请实施例提供一种换电站，换电站设置有容纳电池包的电池仓，换电站可以对电池仓内的电池包进行充放电操作，以使各种需求电池包的设备通过换电站实现换电。

以下实施例为了方便说明，以本申请一实施例的电池供电系统应用于电动汽车为例进行说明。

请参照图1，图1示出了本申请一个实施例提供的电池供电系统的结构示意图。电池供电系统包括电动机1和第一电池包2，第一电池包2包括第一电池组21和第二电池组22。在第一电池组21和第二电池组22在并联时，电池供电系统还包括第二电池包3。第一电池包2、第二电池包3和电动机1串联形成供电回路。

电池供电系统可以应用于电动汽车内，电动机1为电动汽车的动力源，第一电池包2和第二电池包3为电动机1提供运转所需的工作电压。第二电池包3可以为单个电池包或多个电池包。即电池供电系统中的电池包数量可以为至少两个。

在第一电池包2、第二电池包3和电动机1形成的供电回路中，第一电池包2和第二电池包3串联，向电动机1提供输出电压，该输出电压为第一电池包2的输出电压与第二电池包3的输出电压之和。由于第一电池组21和第二电池组22的系统电压和系统内阻较为接近，输出电压也较为相似，在第一电池包2内的第一电池组21和第二电池组22进行充电或放电操作时，第一电池包2内两个电池组并联形成的并联回路中，两个电池组的输出电压压差较小，在并联回路中的内部环流较小。在第一电池包2和第二电池包3串联输出电压时，由于第一电池包2和第二电池包3为串联连接，两个电池包之间不会产生内部环流，而第一电池包2内的内部环流较小，并不会影响第一电池包2的正常放电，从而使得第一电池包2与第二电池包3的参数或电量存在差异时，不会在搭配使用的场景中产生内部环流。

可以理解的是，第一电池组21和第二电池组22可以封装于第一电池包2内，在生产时第一电池包2时，第一电池组21和第二电池组22可以选择电池参数较为相近的电池组，例如可以对电池组的内阻进行测试，并选择内阻相等或内阻较为相近的两个电池组作为第一电池包2的两个电池组，还可以是选择同一批次的两个电池组。在两个电池组的参数相同或相近的情况下，能够使得两个电池组并联后输出电压的压差较小，有效降低两个电池组在并联时的内部环流。并且在第一电池包2进行充放电操作时，第一电池组21和第二电池组22为同时运行，则第一电池组21和第二电池组22在使用时间和充放电次数均保持一致的情况下，在使用后电芯的耗损情况也大致相同。即，第一电池组21和第二电池组22在使用过程中始终能够保持输出电压近似或相同。

在本实施例中，电池供电系统包括串联的第一电池包2、第二电池包3和电动机1，第一电池包2中包括并联的第一电池组21和第二电池组22，第一电池组21和第二电池组22位于同一电池包内，两个电池组的电量状态和电池参数能够保持相同或相近，因此在两个电池组并联使用的过程中所产生的内部环流较小，不会影响第一电池包2的正常运行。第一电池包2和第二电池包3在串联连接时也不会产生电池包之间的内部环流。相比现有技术中电池参数存在差异、电量状态也存在差异的两个电池包并联使用时因输出电压的压差较大，产生环流风险，影响电池包的正常运行。本实施例能够通过两个电池包串联提供电动机1所需的工作电压，并且第一电池包2内部所产生的环流较小，第一电池包2与第二电池包3之间不会产生内部环流，从而将电池包并联时的较大环流转换为电池包内两个电池组并联时的较小环流，提升多个电池包搭配使用时的安全性。还能够避免电池包之间的内部环流造成电池包的损坏，提升电池包的使用寿命。

请参照图2，在一些实施例中，上述第一电池包2内的第一电池组21和第二电池组22串联时，第一电池包2和电动机1串联形成供电回路。

在本实施例中，第一电池组21和第二电池组22串联时，电池供电系统中电池包的数量仅为一个。即，与前述实施例相比，本实施例中电池供电系统可以不包括第二电池包3，由第一电池包2与电动机1串联形成供电回路。

在电池供电系统需要多个电池包进行供电时，多个电池包可以通过串联实现输出电压的累加，以输出电动机1运行所需的工作电压。而在电池供电系统只需要单个电池包进行供电时，该单个电池包可以通过将第一电池组21和第二电池组22进行串联提升单个电池包的输出电压，以使得单个电池包同样可以输出电动机1运行所需的工作电压。即第一电池包2内的第一电池组21和第二电池组22可以通过改变串并联状态，以适配需求不同数量电池包的电池供电系统，并输出满足电动机1运行的工作电压。

在一些实施例中，上述第一电池组21和第二电池组22均包括多个串联连接的电芯，第一电池组21中的电芯数量和电芯型号与第二电池组22中的电芯数量和电芯型号一致。

上述第一电池组21和第二电池组22均可以包括多个串联连接的电芯。为了避免第一电池组21和第二电池组22在并联时产生内部环流，需要将第一电池组21和第二电池组22的输出电压尽量保持一致。在第一电池组21和第二电池组22中所包括的电芯数量和电芯型号一致时，由于电芯数量相同，则第一电池组21和第二电池组22的输出总电压相等。而电芯型号一致，则第一电池组21和第二电池组22的系统内阻相同。由于第一电池组21和第二电池组22的输出总电压和系统内阻均相同或相近，从而避免第一电池组21和第二电池组22在并联时产生内部环流。可以理解的是，第一电池组21和第二电池组22的电芯的数量可以根据电动机1所需的工作电压进行调整，在此不做限定。例如，上述第一电池组21和第二电池组22可以为1p48s电池组，即第一电池组21和第二电池组22均包括串联的48个电芯。电芯还可以是同属于一个生产批次的电芯，从而进一步保证两个电池组中电芯的一致性。在第一电池组21和第二电池组22所选择的电芯数量和电芯型号具有一致性时，可以确定第一电池组21和第二电池组22的内阻和输出电压一致，即第一电池组21和第二电池组22在并联时的输出电压压差较小，从而降低内部环流。

在电池供电系统设置于电动汽车内时，若该电动汽车的额定电池包数量为一个，如A0级电动汽车，电池供电系统仅包括第一电池包2时，该第一电池包2内的第一电池组21和第二电池组22可以通过串联提升输出电压，以为电动汽车的电动机1进行供电。此时第一电池包2的输出电压为两个电池组的输出电压之和，即96个电芯的串联输出电压。

若该电动汽车的额定电池包数量为两个，如A级或B级电动汽车，电池供电系统包括第一电池包2和第二电池包3时，第一电池包2内的第一电池组21和第二电池组22可以在并联后，与第二电池包3串联。此时电动机1的供电电压为第一电池包2和第二电池包3的输出电压之和。第一电池包2中两个电池组并联，每个电池组的输出电压为48个电芯的串联输出电压，则第一电池包2的输出电压也为48个电芯的串联输出电压。在第一电池包2与第二电池包3串联后，输出总电压为第一电池包2与第二电池包3的输出电压之和。将第二电池包3的输出电压设置为48个电芯的串联输出电压，则输出总电压同样为96个电芯的串联输出电压。可以理解的是，额定电池包数量为一个或多个的电动汽车，其电动机1所需的工作电压相同，但通过两个或多个电池包提供电动机1的工作电压，能够提供更大的输出功率和更长的供电时间，提升电动汽车的运行功率和行驶里程，增大电动汽车的续航能力。

可以理解的是，在电池供电系统中，第二电池包3还可以为多个依次串联的电池包。即电池供电系统中包括三个以上的电池包时，可以通过调整每个电池包中的电芯数量，以使串联的多个电池包输出的电压之和为电动机1所需求的工作电压。即，通过调整电池包内的电芯数量，还能够适配各种额定电池包数量不同的电动汽车。

请参照图3，在一些实施例中，上述第一电池包2还可以包括串并联切换模块23，串并联切换模块23包括第一端至第四端，第一端与与第一电池组21的第一端连接，第二端与第一电池组21的第二端连接，第三端与第二电池组22的第一端连接，第四端与第二电池组22的第二端连接。

串并联切换模块23可以将串并联切换模块23的第二端与串并联切换模块23的第三端连通，以使第一电池组21和第二电池组22串联。或者将串并联切换模块23的第一端与串并联切换模块23的第三端连通、串并联切换模块23的第二端与串并联切换模块23的第四端连通，以使第一电池组21和第二电池组22并联。

在第一电池包2设置于包括第二电池包3的电池供电系统内时，串并联切换模块23可以将其第一端与第三端连通、第二端与第四端连通，即将第一电池组21的第一端与第二电池组22的第一端连通、第一电池组21的第二端与第二电池组22的第二端连通，实现第一电池组21和第二电池组22的并联。

在第一电池包2设置于不包括第二电池包3的电池供电系统内时，串并联切换模块23可以将其第二端与第三端连通，即将第一电池组21的第二端与第二电池组22的第一端连接，实现第一电池组21和第二电池组22的串联。

通过串并联切换模块23对第一电池组21和第二电池组22的串并联状态进行切换调整，能够使得第一电池包2适用于需求电池包数量不同的电池供电系统。在单个电池包为电动机1供电的电路中，第一电池组21和第二电池组22可以通过串联提供电动机1所需的工作电压；在多个电池包为电动机1供电的电路中，第一电池组21和第二电池组22可以在并联后与其他电池包串联，从而避免多个电池包之间产生内部环流，降低环流风险，提升电池包的使用寿命。

请参照图4和图5，在一些实施例中，上述串并联切换模块23可以包括第一切换模块231和第二切换模块232。

第一切换模块231可以将串并联切换模块23的第三端与第二端导通或将串并联切换模块23的第三端与第一端导通。第二切换模块232可以将串并联切换模块23的第二端与第四端导通或关断。

在第一切换模块231将串并联切换模块23的第三端与第二端导通，第二切换模块232将串并联切换模块23的第二端与第四端关断时，第一电池组21与第二电池组22为串联连接。

在第一切换模块231将串并联切换模块23的第三端与第一端导通，第二切换模块232将串并联切换模块23的第二端与第四端导通时，第一电池组21与第二电池组22为并联连接。

在一些实施例中，上述第一切换模块231的第一端和第二端分别与第一电池组21的第一端和第二端连接，第一切换模块231的公共端与第二电池组22的第一端连接。

第一切换模块231可以通过将公共端与第一端连通，实现第二电池组22的第一端与第一电池组21的第一端连接，还可以通过将公共端与第二端连接，实现第二电池组22的第一端与第一电池组21的第二端连接。其中，公共端还可以保持置空，即与第一端和第二端均断开连接。

第一切换模块231可以为双向开关K1，双向开关K1具有第一端、第二端和公共端，公共端可以与第一端、第二端的其中一个连通。即，在双向开关K1中的公共端与第一端连通时，第一电池组21的第一端与第二电池组22的第一端连接；在双向开关K1中的公共端与第二端连通时，第一电池组21的第二端与第二电池组22的第一端连接。

第一切换模块231也可以包括两个继电器，两个继电器的第一端均与第二电池组22的第一端连接，两个继电器的第二端则分别与第一电池组21的第一端和第二端连接。通过控制两个继电器其中一个导通，另一个关断，即可实现第一电池组21的第一端与第二电池组22的第一端连接与第一电池组21的第二端与第二电池组22的第一端连接的切换。

在一些实施例中，上述第二切换模块232的第一端和第二端分别与第一电池组21的第二端和第二电池组22的第二端连接。

第二切换模块232可以通过控制第一端与第二端的导通和关断，实现第一电池组21的第二端与第二电池组22的第二端之间的连通与断开。

第二切换模块232可以为继电器K2，在继电器K2导通时，第一电池组21的第二端与第二电池组22的第二端连通；在继电器K2断开时，第一一电池组的第二端与第二电池组22的第二端断开。

请参照图6，在一些实施例中，上述电池供电系统还可以包括预充控制模块4，预充控制模块4可以与并联或串联的第一电池组21和第二电池组22串联连接，以在供电回路的初始导通阶段限制供电回路的电流。

在第一电池组21和第二电池组22并联或串联后，可以将并联或串联形成的等效电池组与预充控制模块4进行串联连接。在供电回路的初始导通阶段，供电回路的瞬时电流较大，可能导致电路中的器件发生损坏。通过调节预充控制模块4的导通状态，能够在供电回路的初始导通阶段限制回路的瞬时电流，避免回路瞬时电流过大而损坏电路元件。

请参照图7，上述预充控制模块4可以包括第一开关S1，限流负载R和第二开关S2。限流负载R与第二开关S2串联后，与第一开关S1并联。

第一开关S1导通时，电池包与电动机1串联形成供电回路。第二开关S2导通时，电池包、电动机1和限流负载R串联形成供电回路，此时限流负载R能够对回路电流进行限流，避免电流过大。限流负载R可以为限流电阻。

在供电回路的初始导通阶段，预充控制模块4中的第二开关S2先导通，此时形成的供电回路中包含有限流负载R，能够起到限制电流大小的作用，避免电路启动时瞬时电流过大。在经过第一预设时间后，供电回路中的回路电流逐渐保持稳定，预充控制模块4的第一开关S1导通，此时第一开关S1和第二开关S2均为导通状态，第一开关S1所在回路将第二开关S2和限流负载R短路。在第一开关S1导通第二预设时间后，第二开关S2断开，此时供电回路中不包括限流负载R，能够避免限流负载R持续运行而产生能量损耗。在电池包停止供电时，可以将第一开关S1断开。

本申请实施例还提供一种换电控制方法，应用于换电站，如图8所示，换电控制方法包括：

S110，接收换电请求，换电请求包括电动汽车的额定电池包数量；

S120，在额定电池包数量为多个时，将第一电池包内两个电池组进行并联，以使第一电池包装入电动汽车后形成电池供电系统中的供电回路，电池供电系统为如上所述的电池供电系统。

在本实施例中，换电站设置有BMS(Battery Management System，电池管理系统)以及用于容纳电池包的电池仓。换电站可以对电池仓内的电池包进行充电以及通过BMS对电池包进行管理控制。

现有的换电站仅能够实现电池包的充电，在电动汽车进行换电时，可以从换电站中取出电池包放入电动汽车，使得该电池包与其他电池包搭配使用，由于电池包之间的参数差异和电量差异，使得不同电池包搭配使用时容易产生内部环流。根据本申请实施例，换电站能够接收电动汽车发送的换电请求，该换电请求包括电动汽车的额定电池包数量。换电站在确定电动汽车的额定电池包数量为多个时，可以确定第一电池包需要与其他电池包搭配使用，换电站可以通过BMS控制第一电池包内的两个电池组的串并联状态，使得两个电池组并联。第一电池包在两个电池组并联后，可以从换电站被移至电动汽车内，接入电动汽车的电池供电系统中，与其他电池包串联形成供电回路，为电动机进行供电。在第一电池包与其他电池包搭配使用的场景中，第一电池包通过两个电池组并联，再与其他电池包串联使用，能够避免不同的电池包因参数差异和电量差异产生内部环流。

在S110中，换电站可以接收电动汽车发送的换电请求，该换电请求包括电动汽车的额定电池包数量，额定电池包的数量可以为一个或多个。在额定电池包数量为多个时，表示换电站内的第一电池包用于替换电动汽车内多个电池包的其中一个。在额定电池包数量为一个时，表示第一电池包用于替换电动汽车内的唯一电池包。

在S120中，换电站在确定电动汽车的额定电池包数量为多个时，可以通过BMS将第一电池包内的两个电池组进行并联，第一电池包装入电动汽车后，与其他电池包串联形成电池供电系统中的供电回路。此时第一电池包与其他电池包为串联连接，电池包之间不会产生环流。并且第一电池包内的两个电池组参数相同或相近，剩余电量也相近，两个电池组的输出电压的压差较小，所产生的内部环流较小，不会影响第一电池包的正常运行。

可以理解的是，对第一电池包内的两个电池组进行串并联状态的调整需要由换电站的BMS进行控制。由于电动汽车的额定电池包数量是固定的，因此第一电池包在经由换电站的BMS设置好串并联状态并装入电动汽车后，不需要再对串并联状态进行调整，因此电动汽车中的BMS可以设置为无法对第一电池包的串并联状态进行调整。即，第一电池包的串并联状态仅能够在第一电池包放置在换电站时通过换电站的BMS进行控制。

作为一个可选实施例，请参照图9，步骤S110，接收换电请求，换电请求包括电动汽车的额定电池包数量之后，还可以包括：

S130，在额定电池包数量为一个时，将第一电池包内两个电池组进行串联，以使第一电池包装入电动汽车后形成电池供电系统中的供电回路。

在本实施例中，换电站在确定电动汽车的额定电池包数量为一个时，可以确定第一电池包为单独使用，换电站可以通过BMS控制第一电池包内的两个电池组的串并联状态，使得两个电池组串联。第一电池包在两个电池组串联后，可以从换电站移至电动汽车内，接入电池供电系统中，与电动机串联形成供电回路，为电动机进行供电。在第一电池包单独使用的场景中，第一电池包通过两个电池组串联，能够增大电池包的输出电压，为电动机提供所需求的工作电压。通过获取电动汽车的额定电池包数量，对第一电池包内两个电池组的串并联状态进行调整，能够使得第一电池包适用于电池包需求数量不同的电动汽车。在单包需求的电动汽车中能够提供足够的输出电压，在多包需求的电动汽车中则能够避免多个电池包之间产生内部环流，提升提升多个电池包搭配使用时的安全性和使用寿命。

图10示出了本申请实施例提供的换电站的硬件结构示意图。

换电站可以包括处理器1001以及存储有计算机程序指令的存储器1002。

具体地，上述处理器1001可以包括中央处理器(CPU)，或者特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)，或者可以被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。

存储器1002可以包括用于数据或指令的大容量存储器。举例来说而非限制，存储器1002可包括硬盘驱动器(Hard Disk Drive，HDD)、软盘驱动器、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)驱动器或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，存储器1002可包括可移除或不可移除(或固定)的介质。在合适的情况下，存储器1002可在综合网关容灾设备的内部或外部。在特定实施例中，存储器1002是非易失性固态存储器。

存储器可包括只读存储器(ROM)，随机存取存储器(RAM)，磁盘存储介质设备，光存储介质设备，闪存设备，电气、光学或其他物理/有形的存储器存储设备。因此，通常，存储器包括一个或多个编码有包括计算机可执行指令的软件的有形(非暂态)计算机可读存储介质(例如，存储器设备)，并且当该软件被执行(例如，由一个或多个处理器)时，其可操作来执行参考根据本公开的一方面的方法所描述的操作。

处理器1001通过读取并执行存储器1002中存储的计算机程序指令，以实现上述实施例中的任意一种换电控制方法。

在一个示例中，换电站还可包括通信接口1003和总线1010。其中，如图10所示，处理器1001、存储器1002、通信接口1003通过总线1010连接并完成相互间的通信。

通信接口1003，主要用于实现本申请实施例中各模块、装置、单元和/或设备之间的通信。

总线1010包括硬件、软件或两者，将换电站的部件彼此耦接在一起。举例来说而非限制，总线可包括加速图形端口(AGP)或其他图形总线、增强工业标准架构(EISA)总线、前端总线(FSB)、超传输(HT)互连、工业标准架构(ISA)总线、无限带宽互连、低引脚数(LPC)总线、存储器总线、微信道架构(MCA)总线、外围组件互连(PCI)总线、PCI-Express(PCI-X)总线、串行高级技术附件(SATA)总线、视频电子标准协会局部(VLB)总线或其他合适的总线或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，总线1010可包括一个或多个总线。尽管本申请实施例描述和示出了特定的总线，但本申请考虑任何合适的总线或互连。

该换电站可以基于上述电池供电系统，从而实现结合图8至图9描述的换电控制方法。

另外，结合上述实施例中的换电控制方法，本申请实施例可提供一种计算机存储介质来实现。该计算机存储介质上存储有计算机程序指令；该计算机程序指令被处理器执行时实现上述实施例中的任意一种换电控制方法。

以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本申请的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。以上仅是本申请的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将本申请的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本申请的保护范围。