CN110733375A - 换电控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种换电控制系统及方法。其中系统包括：控制单元和换电设备；所述控制单元用于确定电动车辆适用的电池型号；从至少一电池放置架中选取第一电池放置架，从所述至少一电池放置架中选取第二电池放置架；所述换电设备用于移动至预设换电位置，从所述电动车辆上取下缺电电池，将所述缺电电池运输到所述第二放置架并放置于所述空的电池放置仓，然后移动至所述第一电池放置架，从所述第一电池放置架取下所述电池型号的电池，将所述电池型号的电池运输到所述预设换电位置并安装于所述电动车辆，所述预设换电位置为适于从所述电动车辆取、装电池的位置。本发明能够减少换电设备在换电过程中的移动次数、缩短换电耗时、提高换电效率。

Description

换电控制系统及方法

技术领域

本发明属于换电控制领域，尤其涉及一种换电控制系统及方法。

背景技术

现有的电动汽车主要有两种换电方式，一种是直充式，一种是可换电池的快换式。

所述快换式通常在换电站中进行，在车辆驶入换电站且停泊于载车平台之后，由换电站的换电设备移动至载车平台的下方，将车辆上电量不足或没电的电池取下，放到统一的充电架上充电，然后换电设备在从充电架上取下新的或满电的电池，装入车辆。这种方式中，换电设备需要多次移动，换电耗时较长，效率较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中换电设备在换电过程中需要多次移动、导致换电耗时较长、效率较低的缺陷，提供一种换电控制系统及方法。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：

本发明提供一种换电控制系统，包括：控制单元和换电设备；

所述控制单元用于确定电动车辆适用的电池型号；

所述控制单元还用于从至少一电池放置架中选取符合第一条件的电池放置架作为第一电池放置架，从所述至少一电池放置架中选取符合第二条件的电池放置架作为第二电池放置架，所述电池放置架具有若干用于放置电池的电池放置仓，所述第一条件设置为放置有所述电池型号的电池，所述第二条件设置为具有空的电池放置仓；

所述换电设备用于移动至预设换电位置，从所述电动车辆上取下缺电电池，将所述缺电电池运输到所述第二放置架并放置于所述空的电池放置仓，然后移动至所述第一电池放置架，从所述第一电池放置架取下所述电池型号的电池，将所述电池型号的电池运输到所述预设换电位置并安装于所述电动车辆，所述预设换电位置为适于从所述电动车辆取、装电池的位置。

较佳地，所述控制单元还用于监控所述电池放置架上放置的电池的电量；

所述第一条件设置为放置有所述电池型号且满电的电池；

或，所述第一条件优先设置为放置有所述电池型号且满电的电池，若所述至少一电池放置架中不具有符合所述第一条件的电池放置架，则所述第一条件修改设置为放置有所述电池型号且电量最高的电池。

较佳地，所述控制单元还用于在符合所述第一条件的电池放置架超过一个时，从符合所述第一条件的电池放置架中，随机选取一个电池放置架作为所述第一电池放置架，或选取距离所述电动车辆或用于停泊所述电动车辆的载车平台最近的一个电池放置架作为所述第一电池放置架，或选取位于所述第二电池放置架与所述电池车辆之间的路径上的一个电池放置架作为所述第一电池放置架，或选取位于所述路径上且距离所述电动车辆或所述载车平台最近的一个电池放置架作为所述第一电池放置架；

和/或，所述控制单元还用于在符合所述第二条件的电池放置架超过一个时，从符合所述第二条件的电池放置架中，随机选取一个电池放置架作为所述第二电池放置架，或选取距离所述电动车辆或所述载车平台最近的一个电池放置架作为所述第二电池放置架。

较佳地，所述电池放置架沿所述电动车辆驶入所述载车平台方向排布于所述载车平台的两侧。

较佳地，若所述至少一电池放置架中存在多功能电池放置架，所述多功能电池放置架为所述第一条件和所述第二条件均符合的电池放置架，则所述控制单元还用于：

将所述多功能电池放置架同时作为所述第一电池放置架和所述第二电池放置架。

较佳地，所述空的电池放置仓还用于为所述缺电电池充电。

较佳地，所述空的电池放置仓具有电池充电电路；

所述电池充电电路具有固定的电力参数，所述电力参数与所述电池型号相匹配；

或，所述电池充电电路具有可调节的电力参数，所述控制单元还用于根据所述电池型号调节所述电力参数，以使得所述电力参数与所述电池型号相匹配。

较佳地，所述控制单元还用于扫描所述电动车辆的车牌，通过所述车牌确定所述电动车辆适用的电池型号。

较佳地，所述换电设备受控于所述控制单元：

所述控制单元在所述电动车辆停泊于载车平台之前，向所述换电设备发送以下指令并由所述换电设备执行：

停泊指令，用于命令所述换电设备预先停泊于预设等待位置。

较佳地，当预设换电位置为可停泊状态时，所述预设等待位置与所述预设换电位置为同一位置。

较佳地，当预设换电位置为不可停泊状态时，所述预设等待位置为距离所述预设换电位置不超过第一距离阈值的位置；

所述控制单元还用于在所述电动车辆停泊于所述载车平台之后，向所述卸电池换电设备发送微调指令，所述微调指令用于命令所述换电设备从所述预设等待位置移动至所述预设换电位置。

较佳地，当以下条件同时满足时，所述预设换电位置为可停泊状态，否则，所述预设换电位置为不可停泊状态：

所述预设换电位置为空位；

存在供所述换电设备移动至所述预设换电位置的通路；

预测所述换电设备停泊于所述预设换电位置时，所述换电设备不会对驶入所述载车平台的电动车辆造成阻挡。

较佳地，根据所述载车平台的结构决定所述预设换电位置位于所述载车平台的下方或上方。

较佳地，所述换电设备受控于所述控制单元：

所述控制单元还用于在所述电动车辆停泊于载车平台之后，向所述电动车辆发送以下指令并由所述换电设备执行：

卸电池指令，用于命令所述换电设备从所述电动车辆取下所述缺电电池；

第一移动指令，用于命令所述换电设备移动至所述第二电池放置架；

放电池指令，用于命令所述换电设备将所述缺电电池放置于所述空的电池放置仓；

第二移动指令，用于命令所述换电设备移动至所述第一电池放置架；

取电池指令，用于命令所述换电设备从所述第一电池放置架取下所述电池型号的电池；

第三移动指令，用于命令所述换电设备移动至所述预设换电位置；

装电池指令，用于命令所述换电设备将所述电池型号的电池安装于所述电动车辆。

本发明还提供一种换电控制方法，包括：

确定电动车辆适用的电池型号；

从至少一电池放置架中选取符合第一条件的电池放置架作为第一电池放置架，所述电池放置架具有若干用于放置电池的电池放置仓，所述第一条件设置为放置有所述电池型号的电池；

从所述至少一电池放置架中选取符合第二条件的电池放置架作为第二电池放置架，所述第二条设置为具有空的电池放置仓；

令换电设备移动至预设换电位置，从所述电动车辆上取下缺电电池，将所述缺电电池运输到所述第二放置架并放置于所述空的电池放置仓，所述预设换电位置为适于从所述电动车辆取、装电池的位置；

令所述换电设备移动至所述第一电池放置架，从所述第一电池放置架取下所述电池型号的电池，将所述电池型号的电池运输到所述预设换电位置并安装于所述电动车辆。

较佳地，所述换电控制方法还包括：监控所述电池放置架上放置的电池的电量；

所述第一条件设置为放置有所述电池型号且满电的电池；

或，所述第一条件优先设置为放置有所述电池型号且满电的电池，若所述至少一电池放置架中不具有符合所述第一条件的电池放置架，则所述第一条件修改设置为放置有所述电池型号且电量最高的电池。

较佳地，所述换电控制方法还包括：

在符合所述第一条件的电池放置架超过一个时，从符合所述第一条件的电池放置架中，随机选取一个电池放置架作为所述第一电池放置架，或选取距离所述电动车辆或用于停泊所述电动车辆的载车平台最近的一个电池放置架作为所述第一电池放置架，或选取位于所述第二电池放置架与所述电池车辆之间的路径上的一个电池放置架作为所述第一电池放置架，或选取位于所述路径上且距离所述电动车辆或所述载车平台最近的一个电池放置架作为所述第一电池放置架；

和/或，在符合所述第二条件的电池放置架超过一个时，从符合所述第二条件的电池放置架中，随机选取一个电池放置架作为所述第二电池放置架，或选取距离所述电动车辆或所述载车平台最近的一个电池放置架作为所述第二电池放置架。

较佳地，所述换电控制方法还包括：

判断所述至少一电池放置架中是否存在多功能电池放置架，所述多功能电池放置架为所述第一条件和所述第二条件均符合的电池放置架；

若存在，则：

将所述多功能电池放置架同时作为所述第一电池放置架和所述第二电池放置架。

较佳地，所述空的电池放置仓还用于为所述缺电电池充电。

较佳地，所述空的电池放置仓具有电池充电电路；

所述电池充电电路具有固定的电力参数，所述电力参数与所述电池型号相匹配；

或，所述电池充电电路具有可调节的电力参数，所述换电控制方法还包括：根据所述电池型号调节所述电力参数，以使得所述电力参数与所述电池型号相匹配。

较佳地，所述确定待换电的电动车辆适用的电池型号，具体包括：

扫描所述电动车辆的车牌，通过所述车牌确定所述电动车辆适用的电池型号。

较佳地，所述换电设控制方法还包括：

在所述电动车辆停泊于载车平台之前，令所述换电设备预先停泊于预设等待位置。

较佳地，当预设换电位置为可停泊状态时，所述预设等待位置与所述预设换电位置为同一位置。

较佳地，当预设换电位置为不可停泊状态时，所述预设等待位置为距离所述预设换电位置不超过第一距离阈值的位置；

所述换电控制方法还包括：

在所述电动车辆停泊于所述载车平台之后，令所述换电设备从所述预设等待位置移动至所述预设换电位置。

较佳地，当以下条件同时满足时，所述预设换电位置为可停泊状态，否则，所述预设换电位置为不可停泊状态：

所述预设换电位置为空位；

存在供所述换电设备移动至所述预设换电位置的通路；

预测所述换电设备停泊于所述预设换电位置时，所述换电设备不会对驶入所述载车平台的电动车辆造成阻挡。

较佳地，根据所述载车平台的结构决定所述预设换电位置位于所述载车平台的下方或上方。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：本发明能够减少换电设备在换电过程中的移动次数、缩短换电耗时、提高换电效率。

附图说明

图1为本发明实施例1的一种换电控制系统的示意框图；

图2为本发明实施例1的第一种结构的载车平台的侧面示意图；

图3为本发明实施例1的第二种结构的载车平台的侧面示意图；

图4为本发明实施例6的一种换电控制方法的流程图；

图5为本发明实施例10的一种换电控制方法的流程图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

图1示出了本实施例的一种换电控制系统。所述换电控制系统10包括：控制单元11和换电设备12。其中，所述控制单元11与所述换电设备12通信连接，所述通信连接优选为无线通信连接，具体可以通过2G、3G、4G、蓝牙等通讯手段实现，当然也不排除在某些特殊情况(如控制单元11与所述换电设备12距离很近、所述换电设备12的活动范围很小)下，所述通信连接也可为有线通信连接。

所述控制单元11用于确定电动车辆适用的电池型号。具体地，所述控制单元11可以扫描所述电动车辆的车牌，通过所述车牌确定所述电动车辆适用的电池型号。

所述控制单元11还用于从至少一电池放置架13中选取符合第一条件的电池放置架作为第一电池放置架13A，从所述至少一电池放置架13中选取符合第二条件的电池放置架作为第二电池放置架13B，所述电池放置架具有若干用于放置电池的电池放置仓，所述第一条件设置为放置有所述电池型号的电池，所述第二条件设置为具有空的电池放置仓。

所述换电设备12用于移动至预设换电位置，从所述电动车辆上取下缺电电池，将所述缺电电池运输到所述第二放置架13B并放置于所述空的电池放置仓，然后移动至所述第一电池放置架13A，从所述第一电池放置架13A取下所述电池型号的电池，将所述电池型号的电池运输到所述预设换电位置并安装于所述电动车辆，所述预设换电位置为适于从所述电动车辆取、装电池的位置。

本实施例中，所述控制单元11确认电动车辆适用的电池型号，可以便于选取第一电池放置架；在为车辆换电的整个过程中，所述换电设备12移动流畅，提高了换电速度和效率。

本实施例中，所述预设换电位置可以理解为，所述换电设备12位于所述预设换电位置时，通过最少的动作即可从电动车辆取下电池或向电动车辆安装电池。所述预设换电位置具体可以根据停泊所述电动车辆的载车平台的结构决定所述预设换电位置位于所述载车平台的下方或上方。

以第一种结构的载车平台为例，如图2所示，载车平台15高于地平面且中间具有镂空区域，当电动车辆14换电时需要停泊于所述载车平台15上且电动车辆14的电池箱位于所述镂空区域的上方，针对该种结构的载车平台15，所述预设换电位置P1通常位于所述载车平台的下方，尤其是位于镂空区域的下方、对准所述电动车辆14的电池外箱。对于停泊于所述载车平台15上换电的电动车辆14，所述换电设备12在所述预设换电位置P1只需垂直升起用于将所述缺电电池从所述电动车辆上解锁的解锁机构、穿过所述镂空区域、将所述解锁机构插入所述电动车辆14的电池外箱与电池之间的间隙、触动锁电池箱的拨块，即可将所述缺电电池解锁，进而取下所述缺电电池。同样地，在所述预设换电位置P1，所述换电设备12只需将要装入所述电动车辆的电池垂直举起，即可安装完成。

再以第二种结构的载车平台为例，如图3所示，载车平台15的中间具有一升降平台151，在所述升降平台151中间设有镂空区域，当电动车辆14换电时需要驶入载车平台15并停泊于所述升降平台151上且电动车辆14的电池箱位于所述镂空区域的上方，针对该种结构的载车平台15，所述预设换电位置P2通常位于所述载车平台15的上方，尤其是在所述升降平台151升起后所述镂空区域的下方。对于停泊于所述升降平台151上换电的电动车辆14，所述换电设备12在所述预设换电位置P2只需垂直升起用于将所述缺电电池从所述电动车辆14上解锁的解锁机构、穿过所述镂空区域、将所述解锁结构插入所述电动车辆14的电池外箱与电池之间的间隙、触动锁电池箱的拨块，即可将所述缺电电池解锁，进而取下所述缺电电池。同样地，在所述预设换电位置P2，所述换电设备12只需将要装入所述电动车辆的电池垂直举起，即可安装完成。

当然，所述载车平台并不局限于上述结构，还可以是其他结构，所述预设换电位置可以根据所述载车平台的结构，进一步结合所述换电设备12取缺电电池或安装电池所需结构的移动路径等条件设定。

实施例2

本实施例的换电控制系统是在实施例1基础上的进一步改进，主要体现于对于第一条件的设置。第一条件作为选取所述第一电池放置架13A的依据，除了必要放置有所述电池型号的电池外，还可以进一步设置其他优选的配合条件。本实施例中，配合的条件主要与电池的电量相关，所述控制单元11还用于监控所述电池放置架上放置的电池的电量。

具体地，所述第一条件可以设置为放置有所述电池型号且满电的电池。相应地，所述控制单元11用于判断所述至少一电池放置架中是否存在符合所述第一条件的电池放置架，若是，则从中选取一个作为所述第一电池放置架13A。若不存在符合所述第一条件的电池放置架则所述控制单元11可以发出告警信号，提示无法为所述电动车辆换电。

或者，为了提高能够为电动车辆换电的概率，所述第一条件可以优先设置为放置有所述电池型号且满电的电池，若所述至少一电池放置架中不具有符合所述第一条件的电池放置架，则所述第一条件修改设置为放置有所述电池型号且电量最高的电池。相应地，所述第一条件默认设置为放置有所述电池型号且满电的电池，所述控制单元11用于判断所述至少一电池放置架中是否存在符合默认的第一条件的电池放置架，若是，则从中选取一个作为第一电池放置架13A，若否，则：

将所述第一条件修改设置为放置有所述电池型号且电量最高的电池，再次判断所述至少一电池放置架中是否存在符合当前的第一条件的电池放置架，若是则从中选取一个作为第一电池放置架13A。若仍然不存在符合所述第一条件的电池放置架则所述控制单元11可以发出告警信号，提示无法为所述电动车辆换电。

另外，本实施例中，所述空的电池放置仓还用于为所述缺电电池充电。具体地，所述空的电池放置仓具有电池充电电路，所述电池充电电路可以具有固定的电力参数，所述电力参数与所述电池型号相匹配；或，所述电池充电电路具有可调节的电力参数，所述控制单元还用于根据所述电池型号调节所述电力参数，以使得所述电力参数与所述电池型号相匹配。所述电力参数包括电流、电压等。

当然在其他实施例中，第一条件还可以根据需求设置为其他条件。

实施例3

本实施例的换电控制系统是在实施例1或2基础上的进一步改进，主要体现于控制单元11对于第一电池放置架13A和第二电池放置架13B的选取。在电池放置架的数量为两个，甚至更多的时候，很可能同时有两个或两个以上电池放置架符合所述第一条件或第二条件。所述控制单元11可以根据需求进一步设定所述第一电池放置架13A和所述第二电池放置架13B的选取要求。

在本实施例中，为了应对同时有两个或两个以上电池放置架符合所述第一条件的情况，所述控制单元11可以用于判断符合所述第一条件的电池放置架是否超过一个，若是，则：

从符合所述第一条件的电池放置架中，随机选取一个电池放置架作为所述第一电池放置架13A；

或者，为了缩短所述换电设备12的移动路程和移动时间、加快换电效率，从符合所述第一条件的电池放置架中选取距离所述电动车辆最近的一个电池放置架或距离用于停泊所述电动车辆的载车平台架最近的一个电池放置架作为所述第一电池放置架13A；

或者，选取位于所述第二电池放置架与所述电池车辆之间的路径上的一个电池放置架作为所述第一电池放置架，或选取位于所述路径上且距离所述电动车辆或所述载车平台最近的一个电池放置架作为所述第一电池放置架。

当然，若符合所述第一条件的电池放置架仅有一个，那么，通常只能将其作为第一电池放置架13A。

同样地，为了应对同时有两个或两个以上电池放置架符合所述第二条件的情况，所述控制单元11可以用于判断符合所述第二条件的电池放置架超过一个，若是，则：

从符合所述第二条件的电池放置架中，随机选取一个电池放置架作为所述第二电池放置架13B；

或者，为了缩短所述换电设备12的移动路程和移动时间、加快换电效率，从符合所述第二条件的电池放置架中选取距离所述电动车辆最近的一个电池放置架或距离用于停泊所述电动车辆的载车平台架最近的一个电池放置架作为所述第二电池放置架13B。

当然，若符合所述第二条件的电池放置架仅有一个，那么，通常只能将其作为第二电池放置架13B。

为了进一步方便定位各电池放置架的位置、选取第一电池放置架13A/第二电池放置架13B、缩短换电设备12的移动路程，所述电池放置架可以沿所述电动车辆驶入所述载车平台方向排布于所述载车平台的两侧。其中，所述载车平台可以为车辆换电的专用平台或是其他可供车辆停泊且便于换电的普通平台。

本实施例中第一电池放置架13A和第二电池放置架13B的选取是相对独立的，也就是说，可以按照不同需求分别设定所述第一电池放置架13A和所述第二电池放置架13B的选取要求。

实施例4

本实施例的换电控制系统是在实施例1或2基础上的进一步改进，主要体现于控制单元11对于第一电池放置架13A和第二电池放置架13B的选取。与实施例3有所不同，本实施例中在选取所述第一电池放置架13A和所述第二电池放置架13B时会在一定程度上考虑两者之间的关联。

具体地，所述控制单元11可以用于判断所述至少一电池放置架中是否存在多功能电池放置架，所述多功能电池放置架为所述第一条件和所述第二条件均符合的电池放置架。

若不存在所述多功能电池放置架，则可以按照实施例3的方案分别从符合第一条件的电池放置架中选取第一电池放置架13A，以及从符合第二条件的电池放置架中选取第二电池放置架13B。

若存在所述多功能电池放置架，则所述控制单元11还可以将所述多功能电池放置架同时作为所述第一电池放置架和所述第二电池放置架。以此减少所述换电设备12的移动路程。

实施例5

本实施例的换电控制系统是在实施例1基础上的进一步改进，主要体现于所述控制单元11对所述换电设备12的控制过程。整个换电过程可以分为电动车辆停泊于载车平台之前的换电准备过程以及电动车辆停泊于载车平台之后的换电操作过程。

所述换电设备12受控于所述控制单元11。

在换电准备过程中，所述控制单元11向所述换电设备12发送以下指令并由所述换电设备12执行：

停泊指令，用于命令所述换电设备12预先停泊于预设等待位置。所述预设等待位置与所述预设换电位置相关，可以为与所述预设换电位置相同的位置或是所述预设换电位置附近的位置。

具体地，所述控制单元11判断所述预设换电位置是否为可停泊状态，以此设定所述预设等待位置。当以下条件同时满足时，所述预设换电位置为可停泊状态，否则，所述预设换电位置为不可停泊状态：

条件(1)：所述预设换电位置为空位；

条件(2)：存在供所述换电设备12移动至所述预设换电位置的通路；

条件(3)：预测所述换电设备12停泊于所述预设换电位置时，所述换电设备12不会对驶入所述载车平台的电动车辆造成阻挡。

对于是否能够满足条件(3)，通常与载车平台的结构有关。

以实施例1中第一种结构的载车平台为例，由于电动车辆换电时停泊于所述载车平台上，而所述预设换电位置通常位于所述载车平台的下方，所以，通常情况下，即使所述换电设备12在电动车辆驶入所述载车平台之前就停泊于所述预设换电位置，所述换电设备12也不会对驶入所述载车平台的电动车辆造成阻挡，能够满足条件(3)。

再以实施例1中第二种结构的载车平台为例，由于电动车辆换电时停泊于所述升降平台上，而所述预设换电位置通常也位于所述载车平台的上方，所以，如果所述换电设备12在电动车辆驶入所述载车平台之前就停泊于所述预设换电位置，那么，在电动车辆驶入所述载车平台时，所述换电设备12很有可能会对驶入的电动车辆造成阻挡。所以，针对第二种结构的载车平台，预设换电位置通常无法符合条件(3)，进而为不可停泊状态。

当所述预设换电位置为可停泊状态时，所述预设等待位置与所述预设换电位置为同一位置。当所述预设换电位置为不可停泊状态时，所述预设等待位置为距离所述预设换电位置不超过第二距离阈值的位置，即所述预设换电位置附近的位置。

至此，换电准备过程完成，所述换电控制系统等待所述电动车辆驶入并停泊于所述载车平台，以进入换电操作过程。

在换电操作过程中，所述控制单元11判断所述预设等待位置是否与所述预设换电位置为同一位置：

若是，则向所述换电设备12发送卸电池指令，所述卸电池指令用于命令所述换电设备12从所述电动车辆取下所述缺电电池，所述换电设备12执行所述卸电池指令；

若否，则向所述换电设备12发送微调指令，所述微调指令用于命令所述换电设备12从所述预设等待位置移动至所述预设换电位置，所述换电设备12执行所述微调指令；然后，所述控制单元11在所述换电设备12执行完所述微调指令后，向所述换电设备12发送所述卸电池指令，所述换电设备12执行所述卸电池指令。

然后，所述控制单元11向所述换电设备12发送第一移动指令，所述第一移动指令用于命令所述换电设备移动至所述第二电池放置架；所述换电设备12执行所述第一移动指令。

然后，所述控制单元11向所述换电设备12发送放电池指令，所述放电池指令用于命令所述换电设备将所述缺电电池放置于所述空的电池放置仓；所述换电设备12执行所述放电池指令。

然后，所述控制单元11向所述换电设备12发送第二移动指令，所述第二移动指令用于命令所述换电设备移动至所述第一电池放置架；所述换电设备12执行所述第二移动指令。

然后，所述控制单元11向所述换电设备12发送取电池指令，所述取电池指令用于命令所述换电设备从所述第一电池放置架取下所述电池型号的电池；所述换电设备12执行所述取电池指令。

然后，所述控制单元11向所述换电设备12发送第三移动指令，所述取电池指令用于命令所述换电设备移动至所述预设换电位置；所述换电设备12执行所述取电池指令。

然后，所述控制单元11向所述换电设备12发送装电池指令，所述装电池指令用于命令所述换电设备将所述电池型号的电池安装于所述电动车辆；所述换电设备12执行所述装电池指令。

至此，所述电动车辆换电完毕，所述控制单元11命令所述换电设备12驶离所述预设换电位置。

本实施例的换电控制系统在换电准备过程中完成了部分控制，大大缩短了电动车辆驶入载车平台后的换电时间，提升了换电效率。

实施例6

图4示出了本实施例的一种换电控制方法。所述换电控制方法包括：

步骤21、确定电动车辆适用的电池型号。具体地，可以扫描所述电动车辆的车牌，通过所述车牌确定所述电动车辆适用的电池型号。

步骤22、从至少一电池放置架中选取符合第一条件的电池放置架作为第一电池放置架，所述电池放置架具有若干用于放置电池的电池放置仓，所述第一条件设置为放置有所述电池型号的电池。

步骤23、从所述至少一电池放置架中选取符合第二条件的电池放置架作为第二电池放置架，所述第二条设置为具有空的电池放置仓。

步骤24、令换电设备移动至预设换电位置，从所述电动车辆上取下缺电电池，将所述缺电电池运输到所述第二放置架并放置于所述空的电池放置仓，所述预设换电位置为适于从所述电动车辆取、装电池的位置。

步骤25、令所述换电设备移动至所述第一电池放置架，从所述第一电池放置架取下所述电池型号的电池，将所述电池型号的电池运输到所述预设换电位置并安装于所述电动车辆。

本实施例中，确认电动车辆适用的电池型号，可以便于选取第一电池放置架；在为车辆换电的整个过程中，所述换电设备移动流畅，提高了换电速度和效率。

本实施例中，所述预设换电位置可以理解为，所述换电设备位于所述预设换电位置时，通过最少的动作即可从电动车辆取下电池或向电动车辆安装电池。所述预设换电位置具体可以根据停泊所述电动车辆的载车平台的结构决定所述预设换电位置位于所述载车平台的下方或上方。

实施例7

本实施例的换电控制方法是在实施例6基础上的进一步改进，主要体现于对于第一条件的设置。第一条件作为选取所述第一电池放置架的依据，除了必要放置有所述电池型号的电池外，还可以进一步设置其他优选的配合条件。本实施例中，配合的条件主要与电池的电量相关，所述换电控制方法还包括：监控所述电池放置架上放置的电池的电量。

具体地，所述第一条件设置为放置有所述电池型号且满电的电池。相应地，步骤22判断所述至少一电池放置架中是否存在符合所述第一条件的电池放置架，若是，则从中选取一个作为所述第一电池放置架。若不存在符合所述第一条件的电池放置架则发出告警信号，提示无法为所述电动车辆换电。

或，为了提高能够为电动车辆换电的概率，所述第一条件优先设置为放置有所述电池型号且满电的电池，若所述至少一电池放置架中不具有符合所述第一条件的电池放置架，则所述第一条件修改设置为放置有所述电池型号且电量最高的电池。相应地，所述第一条件默认设置为放置有所述电池型号且满电的电池，步骤22判断所述至少一电池放置架中是否存在符合默认的第一条件的电池放置架，若是，则从中选取一个作为第一电池放置架，若否，则：

将所述第一条件修改设置为放置有所述电池型号且电量最高的电池，再次判断所述至少一电池放置架中是否存在符合当前的第一条件的电池放置架，若是则从中选取一个作为第一电池放置架。若仍然不存在符合所述第一条件的电池放置架则可以发出告警信号，提示无法为所述电动车辆换电。

另外，本实施例中，所述空的电池放置仓还用于为所述缺电电池充电。具体地，所述空的电池放置仓具有电池充电电路，所述电池充电电路可以具有固定的电力参数，所述电力参数与所述电池型号相匹配；或，所述电池充电电路具有可调节的电力参数，所述控制单元还用于根据所述电池型号调节所述电力参数，以使得所述电力参数与所述电池型号相匹配。所述电力参数包括电流、电压等。

当然在其他实施例中，第一条件还可以根据需求设置为其他条件。

实施例8

本实施例的换电控制方法是在实施例6或7基础上的进一步改进，主要体现于对于第一电池放置架和第二电池放置架的选取。在电池放置架的数量为两个，甚至更多的时候，很可能同时有两个或两个以上电池放置架符合所述第一条件或第二条件。所述方法可以根据需求进一步设定所述第一电池放置架和所述第二电池放置架的选取要求。

在本实施例中，为了应对同时有两个或两个以上电池放置架符合所述第一条件的情况，步骤22还包括判断符合所述第一条件的电池放置架是否超过一个，若是，则：

或者，为了缩短所述换电设备的移动路程和移动时间、加快换电效率，从符合所述第一条件的电池放置架中选取距离所述电动车辆最近的一个电池放置架或距离用于停泊所述电动车辆的载车平台架最近的一个电池放置架作为所述第一电池放置架；

或者，选取位于所述第二电池放置架与所述电池车辆之间的路径上的一个电池放置架作为所述第一电池放置架，或选取位于所述路径上且距离所述电动车辆或所述载车平台最近的一个电池放置架作为所述第一电池放置架。

当然，若符合所述第一条件的电池放置架仅有一个，那么，通常只能将其作为第一电池放置架。

同样地，为了应对同时有两个或两个以上电池放置架符合所述第二条件的情况，步骤23还包括判断符合所述第二条件的电池放置架超过一个，若是，则：

从符合所述第二条件的电池放置架中，随机选取一个电池放置架作为所述第二电池放置架；

或者，为了缩短所述换电设备的移动路程和移动时间、加快换电效率，从符合所述第二条件的电池放置架中选取距离所述电动车辆最近的一个电池放置架或距离用于停泊所述电动车辆的载车平台架最近的一个电池放置架作为所述第二电池放置架。

当然，若符合所述第二条件的电池放置架仅有一个，那么，通常只能将其作为第二电池放置架。

为了进一步方便定位各电池放置架的位置、选取第一电池放置架/第二电池放置架、缩短换电设备的移动路程，所述电池放置架可以沿所述电动车辆驶入所述载车平台方向排布于所述载车平台的两侧。其中，所述载车平台可以为车辆换电的专用平台或是其他可供车辆停泊且便于换电的普通平台。

本实施例中第一电池放置架和第二电池放置架的选取是相对独立的，也就是说，可以按照不同需求分别设定所述第一电池放置架和所述第二电池放置架的选取要求。

实施例8

本实施例的换电控制方法是在实施例6或7基础上的进一步改进，主要体现于对于第一电池放置架和第二电池放置架的选取。与实施例7有所不同，本实施例中在选取所述第一电池放置架和所述第二电池放置架时会在一定程度上考虑两者之间的关联。

具体地，所述方法还包括判断所述至少一电池放置架中是否存在多功能电池放置架，所述多功能电池放置架为所述第一条件和所述第二条件均符合的电池放置架。

若不存在所述多功能电池放置架，则可以按照实施例7的方案分别从符合第一条件的电池放置架中选取第一电池放置架，以及从符合第二条件的电池放置架中选取第二电池放置架。

若存在所述多功能电池放置架，则还可以将所述多功能电池放置架同时作为所述第一电池放置架和所述第二电池放置架。以此减少换电设备的移动路程。

实施例10

本实施例的换电控制方法是在实施例6基础上的进一步改进，主要体现于对所述换电设备的控制流程。整个换电过程可以分为电动车辆停泊于载车平台之前的换电准备流程以及电动车辆停泊于载车平台之后的换电操作流程。

在换电准备流程中，所述换电控制方法包括：令所述换电设备预先停泊于预设等待位置。所述预设等待位置与所述预设换电位置相关，可以为与所述预设换电位置相同的位置或是所述预设换电位置附近的位置。

在本实施例中，当预设换电位置为可停泊状态时，所述预设等待位置与所述预设换电位置为同一位置。

当预设换电位置为不可停泊状态时，所述预设等待位置为距离所述预设换电位置不超过第一距离阈值的位置。

具体地，当以下条件同时满足时，所述预设换电位置为可停泊状态，否则，所述预设换电位置为不可停泊状态：

所述预设换电位置为空位；

存在供所述换电设备移动至所述预设换电位置的通路；

预测所述换电设备停泊于所述预设换电位置时，所述换电设备不会对驶入所述载车平台的电动车辆造成阻挡。

至此，换电准备流程完成，等待所述电动车辆驶入并停泊于所述载车平台，以进入换电操作流程。

在换电操作流程中，所述换电控制方法包括：

判断所述预设等待位置是否与所述预设换电位置为同一位置：

若是，则令所述换电设备从所述电动车辆取下所述缺电电池；

若否，则令所述换电设备从所述预设等待位置移动至所述预设换电位置；然后，令所述换电设备从所述电动车辆取下所述缺电电池；

在所述换电设备从所述电动车辆取下所述缺电电池后，令所述换电设备移动至所述第二电池放置架；

然后，令所述换电设备将所述缺电电池放置于所述空的电池放置仓；

然后，令所述换电设备移动至所述第一电池放置架；

然后，令所述换电设备从所述第一电池放置架取下所述电池型号的电池；

然后，令所述换电设备移动至所述预设换电位置；

然后，令所述换电设备将所述电池型号的电池安装于所述电动车辆；

至此，所述电动车辆换电完毕，最后令所述换电设备驶离所述预设换电位置。

本实施例的换电控制系统在换电准备流程中完成了部分控制，大大缩短了电动车辆驶入载车平台后的换电时间，提升了换电效率。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (26)

1.一种换电控制系统，其特征在于，包括：控制单元和换电设备；

所述控制单元用于确定电动车辆适用的电池型号；

所述控制单元还用于从至少一电池放置架中选取符合第一条件的电池放置架作为第一电池放置架，从所述至少一电池放置架中选取符合第二条件的电池放置架作为第二电池放置架，所述电池放置架具有若干用于放置电池的电池放置仓，所述第一条件设置为放置有所述电池型号的电池，所述第二条件设置为具有空的电池放置仓；

所述换电设备用于移动至预设换电位置，从所述电动车辆上取下缺电电池，将所述缺电电池运输到所述第二放置架并放置于所述空的电池放置仓，然后移动至所述第一电池放置架，从所述第一电池放置架取下所述电池型号的电池，将所述电池型号的电池运输到所述预设换电位置并安装于所述电动车辆，所述预设换电位置为适于从所述电动车辆取、装电池的位置。

2.如权利要求1所述的换电控制系统，其特征在于，所述控制单元还用于监控所述电池放置架上放置的电池的电量；

所述第一条件设置为放置有所述电池型号且满电的电池；

或，所述第一条件优先设置为放置有所述电池型号且满电的电池，若所述至少一电池放置架中不具有符合所述第一条件的电池放置架，则所述第一条件修改设置为放置有所述电池型号且电量最高的电池。

3.如权利要求1或2所述的换电控制系统，其特征在于，所述控制单元还用于在符合所述第一条件的电池放置架超过一个时，从符合所述第一条件的电池放置架中，随机选取一个电池放置架作为所述第一电池放置架，或选取距离所述电动车辆或用于停泊所述电动车辆的载车平台最近的一个电池放置架作为所述第一电池放置架，或选取位于所述第二电池放置架与所述电池车辆之间的路径上的一个电池放置架作为所述第一电池放置架，或选取位于所述路径上且距离所述电动车辆或所述载车平台最近的一个电池放置架作为所述第一电池放置架；

和/或，所述控制单元还用于在符合所述第二条件的电池放置架超过一个时，从符合所述第二条件的电池放置架中，随机选取一个电池放置架作为所述第二电池放置架，或选取距离所述电动车辆或所述载车平台最近的一个电池放置架作为所述第二电池放置架。

4.如权利要求3所述的换电控制系统，其特征在于，所述电池放置架沿所述电动车辆驶入所述载车平台方向排布于所述载车平台的两侧。

5.如权利要求1所述的换电控制系统，其特征在于，若所述至少一电池放置架中存在多功能电池放置架，所述多功能电池放置架为所述第一条件和所述第二条件均符合的电池放置架，则所述控制单元还用于：

将所述多功能电池放置架同时作为所述第一电池放置架和所述第二电池放置架。

6.如权利要求1所述的换电控制系统，其特征在于，所述空的电池放置仓还用于为所述缺电电池充电。

7.如权利要求6所述的换电控制系统，其特征在于，所述空的电池放置仓具有电池充电电路；

所述电池充电电路具有固定的电力参数，所述电力参数与所述电池型号相匹配；

或，所述电池充电电路具有可调节的电力参数，所述控制单元还用于根据所述电池型号调节所述电力参数，以使得所述电力参数与所述电池型号相匹配。

8.如权利要求1所述的换电控制系统，其特征在于，所述控制单元还用于扫描所述电动车辆的车牌，通过所述车牌确定所述电动车辆适用的电池型号。

9.如权利要求1所述的换电控制系统，其特征在于，所述换电设备受控于所述控制单元：

所述控制单元在所述电动车辆停泊于载车平台之前，向所述换电设备发送以下指令并由所述换电设备执行：

停泊指令，用于命令所述换电设备预先停泊于预设等待位置。

10.如权利要求9所述的换电控制系统，其特征在于，当预设换电位置为可停泊状态时，所述预设等待位置与所述预设换电位置为同一位置。

11.如权利要求9所述的换电控制系统，其特征在于，当预设换电位置为不可停泊状态时，所述预设等待位置为距离所述预设换电位置不超过第一距离阈值的位置；

所述控制单元还用于在所述电动车辆停泊于所述载车平台之后，向所述卸电池换电设备发送微调指令，所述微调指令用于命令所述换电设备从所述预设等待位置移动至所述预设换电位置。

12.如权利要求10或11所述的换电控制系统，其特征在于，当以下条件同时满足时，所述预设换电位置为可停泊状态，否则，所述预设换电位置为不可停泊状态：

所述预设换电位置为空位；

存在供所述换电设备移动至所述预设换电位置的通路；

预测所述换电设备停泊于所述预设换电位置时，所述换电设备不会对驶入所述载车平台的电动车辆造成阻挡。

13.如权利要求10或11所述的换电控制系统，其特征在于，根据所述载车平台的结构决定所述预设换电位置位于所述载车平台的下方或上方。

14.如权利要求1所述的换电控制系统，其特征在于，所述换电设备受控于所述控制单元：

所述控制单元还用于在所述电动车辆停泊于载车平台之后，向所述电动车辆发送以下指令并由所述换电设备执行：

卸电池指令，用于命令所述换电设备从所述电动车辆取下所述缺电电池；

第一移动指令，用于命令所述换电设备移动至所述第二电池放置架；

放电池指令，用于命令所述换电设备将所述缺电电池放置于所述空的电池放置仓；

第二移动指令，用于命令所述换电设备移动至所述第一电池放置架；

取电池指令，用于命令所述换电设备从所述第一电池放置架取下所述电池型号的电池；

第三移动指令，用于命令所述换电设备移动至所述预设换电位置；

装电池指令，用于命令所述换电设备将所述电池型号的电池安装于所述电动车辆。

15.一种换电控制方法，其特征在于，包括：

确定电动车辆适用的电池型号；

从至少一电池放置架中选取符合第一条件的电池放置架作为第一电池放置架，所述电池放置架具有若干用于放置电池的电池放置仓，所述第一条件设置为放置有所述电池型号的电池；

从所述至少一电池放置架中选取符合第二条件的电池放置架作为第二电池放置架，所述第二条设置为具有空的电池放置仓；

令换电设备移动至预设换电位置，从所述电动车辆上取下缺电电池，将所述缺电电池运输到所述第二放置架并放置于所述空的电池放置仓，所述预设换电位置为适于从所述电动车辆取、装电池的位置；

令所述换电设备移动至所述第一电池放置架，从所述第一电池放置架取下所述电池型号的电池，将所述电池型号的电池运输到所述预设换电位置并安装于所述电动车辆。

16.如权利要求15所述的换电控制方法，其特征在于，所述换电控制方法还包括：监控所述电池放置架上放置的电池的电量；

所述第一条件设置为放置有所述电池型号且满电的电池；

或，所述第一条件优先设置为放置有所述电池型号且满电的电池，若所述至少一电池放置架中不具有符合所述第一条件的电池放置架，则所述第一条件修改设置为放置有所述电池型号且电量最高的电池。

17.如权利要求15所述的换电控制方法，其特征在于，所述换电控制方法还包括：

在符合所述第一条件的电池放置架超过一个时，从符合所述第一条件的电池放置架中，随机选取一个电池放置架作为所述第一电池放置架，或选取距离所述电动车辆或用于停泊所述电动车辆的载车平台最近的一个电池放置架作为所述第一电池放置架，或选取位于所述第二电池放置架与所述电池车辆之间的路径上的一个电池放置架作为所述第一电池放置架，或选取位于所述路径上且距离所述电动车辆或所述载车平台最近的一个电池放置架作为所述第一电池放置架；

和/或，在符合所述第二条件的电池放置架超过一个时，从符合所述第二条件的电池放置架中，随机选取一个电池放置架作为所述第二电池放置架，或选取距离所述电动车辆或所述载车平台最近的一个电池放置架作为所述第二电池放置架。

18.如权利要求15所述的换电控制方法，其特征在于，所述换电控制方法还包括：

判断所述至少一电池放置架中是否存在多功能电池放置架，所述多功能电池放置架为所述第一条件和所述第二条件均符合的电池放置架；

若存在，则：

将所述多功能电池放置架同时作为所述第一电池放置架和所述第二电池放置架。

19.如权利要求15所述的换电控制方法，其特征在于，所述空的电池放置仓还用于为所述缺电电池充电。

20.如权利要求19所述的换电控制方法，其特征在于，所述空的电池放置仓具有电池充电电路；

所述电池充电电路具有固定的电力参数，所述电力参数与所述电池型号相匹配；

或，所述电池充电电路具有可调节的电力参数，所述换电控制方法还包括：根据所述电池型号调节所述电力参数，以使得所述电力参数与所述电池型号相匹配。

21.如权利要求15所述的换电控制方法，其特征在于，所述确定待换电的电动车辆适用的电池型号，具体包括：

扫描所述电动车辆的车牌，通过所述车牌确定所述电动车辆适用的电池型号。

22.如权利要求15所述的换电控制方法，其特征在于，所述换电设控制方法还包括：

在所述电动车辆停泊于载车平台之前，令所述换电设备预先停泊于预设等待位置。

23.如权利要求22所述的换电控制方法，其特征在于，当预设换电位置为可停泊状态时，所述预设等待位置与所述预设换电位置为同一位置。

24.如权利要求22所述的换电控制方法，其特征在于，当预设换电位置为不可停泊状态时，所述预设等待位置为距离所述预设换电位置不超过第一距离阈值的位置；

所述换电控制方法还包括：

在所述电动车辆停泊于所述载车平台之后，令所述换电设备从所述预设等待位置移动至所述预设换电位置。

25.如权利要求23或24所述的换电控制方法，其特征在于，当以下条件同时满足时，所述预设换电位置为可停泊状态，否则，所述预设换电位置为不可停泊状态：

所述预设换电位置为空位；

存在供所述换电设备移动至所述预设换电位置的通路；

预测所述换电设备停泊于所述预设换电位置时，所述换电设备不会对驶入所述载车平台的电动车辆造成阻挡。

26.如权利要求23或24所述的换电控制方法，其特征在于，根据所述载车平台的结构决定所述预设换电位置位于所述载车平台的下方或上方。

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