CN111823937A - 多车型电动小客车共享换电的电池智能储存充电控制方法 - Google Patents

Abstract

一种多车型电动小客车共享换电的电池智能储存充电控制方法，包括：电动小客车驶入智能换电定位平台，通过换电机器人将亏电电池换下；电池调度装置从换电机器人中取出亏电电池，输送并放置在电池储存架上，电池储存架上电池充电装置显示亏电电池的状态为待充电状态，并自动对动力电池进行充电，电池充电装置显示亏电电池的状态为正充电状态；动力电池完成充电后，电池充电装置显示该动力电池的状态为满电状态，若充电过程中出现故障，电池充电装置显示该动力电池的状态为故障状态，则对出现故障的动力电池进行故障处理。本发明解决了对不同车型电动小客车进行换电时，由于动力电池都不相同，如何针对不同电池进行存储和智能识别后进行充电的问题。

Description

多车型电动小客车共享换电的电池智能储存充电控制方法

技术领域

本发明涉及电动小客车动力电池换电领域，具体涉及一种多车型电动小客车共享换电的电池智能储存充电控制方法。

背景技术

随着全球能源的紧缺，环境污染问题日趋严重，在环保以及清洁能源概念的大趋势下，由于电动小客车对环境影响相对传统汽车较小，其发展前景十分广阔。电动小客车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的小客车。其中动力电池是电动小客车的核心，但对于动力电池的续航能力不足一直是困扰于电动小客车发展的瓶颈所在。

现在出现了不需要对动力电池进行充电，而只对电动车进行换装充满电力的动力电池的运营方式，这样减少了用户等待动力电池充电的时间，与传统汽车加油时间基本相同，无需改变用户使用汽车的习惯。快换模式：驶入换电站的电动小客车通过换电站中换电设备，将电动小客车的动力电池电量不足的电动小客车直接更换已充好电的动力电池，便利快捷，但换电技术尚未成熟。

在这种模式下，其中动力电池安装在电动小客车车体上，动力电池的尺寸比较大(长度和宽度一般为几米)而且重量都比较大(可达几百公斤)，对于换电模式的安全性要求很高；而且不同车型的电动小客车的轴距和轮距都有所不同，甚至动力电池尺寸也不尽相同，当前的换电模式中换电设备主要适用于单一型号的电动小客车，对于其他型号的不同轴距/不同轮距的电动小客车的动力电池就不能进行更换，在全球的新能源造车概念下，只能对单一型号的电动小客车的动力电池进行更换是对资源的极大浪费。

如果对不同车型的电动小客车进行换电，那么不同车型的电动小客车的动力电池都不相同，则如何针对不同的动力电池进行存储和智能识别后进行充电，就成为当前需要解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种多车型电动小客车共享换电的电池智能储存充电控制方法，以解决对不同车型的电动小客车进行换电时，由于不同车型的电动小客车的动力电池都不相同，如何针对不同的动力电池进行存储和智能识别后进行充电的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种多车型电动小客车共享换电的电池智能储存充电控制方法，包括：

电动小客车驶入智能换电定位平台，通过换电机器人将亏电电池换下；

电池调度装置从换电机器人中取出亏电电池，输送并放置在电池储存架上，电池储存架上电池充电装置显示亏电电池的状态为待充电状态，并自动对动力电池进行充电，此时电池充电装置显示亏电电池的状态为正充电状态；

动力电池完成充电后，电池充电装置显示该动力电池的状态为满电状态，若充电过程中出现故障，电池充电装置显示该动力电池的状态为故障状态，则对出现故障的动力电池进行故障处理操作。

与现有技术相比，应用本发明，可以针对不同车型的电动小客车的动力电池进行识别，且动力电池可以在电池储存架储存并可以利用谷电时间段集中充电，通过“谷电”来解决电网中电力分配的问题，同时可以节省成本，节能环保；而且可以对动力电池进行有效的维护，提高了动力电池的安全性，更方便车主的使用；电池智能储存充电系统集储存和快速充电一体，并能适用于多款电动小客车车型，适用性强，适合大范围推广，能有效的促进新能源汽车的良好发展。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为应用本方法的不同车型电动小客车共享换电的电池智能储存充电系统的俯视图；

图2为应用本方法的不同车型电动小客车共享换电的电池智能储存充电系统的前视图；

图3应用本方法的的一种不同车型电动小客车共享换电的电池智能储存充电系统的分解示意图；

图4是本发明的一种多车型电动小客车共享换电的电池智能储存充电控制方法的工作流程图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

注：在本申请中，X方向是指以车辆在水平地面保持直线行驶的方向的反方向为轴线方向，Y方向是指在车辆底盘平面上垂直于X方向的轴线方向，Z方向是指垂直于X方向和Y方向所形成平面的轴线方向。

本申请的电动小客车是指乘坐9人以下的小型轻便载客电动车辆，以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶的车辆。电动小客车区别于电动的特种车辆(例如：以车载电源为动力的垃圾运输车辆、以车载电源为动力的城市货物运输车辆和以车载电源为动力的公共交通车辆等等)

注：电动小客车的车型参数可包括车体长度、车体宽度、车体高度、前轮距、后轮距、轮胎尺寸、车体重量、车体轴距、电池尺寸和电池重量等信息。

本申请的一种多车型电动小客车共享换电的电池智能储存充电控制方法，根据车辆识别装置获取的车型参数信息，可以适用于不同车型的电动小客车换电，即可以使不同尺寸的动力电池能够安全、方便快速的充电，电池智能储存充电系统可以为多种车型的电动小客车使用，无论是A0、A级或 B级等电动小客车的动力电池都可进行充电，便于电动小客车的大规模商业推广应用。

在本申请中采用的电动推杆是一种将电动机的旋转运动转变为推杆的直线往复运动的电力驱动装置。可用于各种简单或复杂的工艺流程中做为执行机械使用；电动推杆由驱动电机、减速齿轮、螺杆、螺母、导套、推杆、滑座、弹簧、外壳及涡轮、微动控制开关等组成。电动推杆是一种新型的电动执行机构，电动推杆主要由电机、推杆和控制装置等机构组成的一种新型直线执行机构，可以实现远距离控制、集中控制。电动推杆在一定范围行程内作往返运动。采用电动推杆执行机构，在改变控制开度时，需要供电，在达到所需开度时就可不再供电，因此从节能看，电动推杆执行机构比气动执行机构有明显节能优点，电动推杆设计新颖精致、体积小、精度高、完全同步、自锁性能好、卫生，电机直接驱动，不需要管道的气源、油路，方便使用。

在本申请中采用的丝杠方式，电动机经齿轮减速后，带动一对丝杠螺母。把电机的旋转运动变成直线运动，利用电动机正反转完成推杆动作。如通过各种杠杆、摇杆或连杆等机构可完成转动、摇动等复杂动作。通过改变杠杆力臂长度，可以增大或减小行程。本申请中采用的蜗轮蜗杆传动形式：电机齿轮上的蜗杆带动蜗轮转动，使蜗轮内的小丝杠作轴向移动，由连接板带动限位杆相应作轴向移动，至所需行程时，通过调节限位块压下行程开关断电，电动机停止运转(正反控制相同)。本申请中采用的齿轮传动形式：电机通过减速齿轮后带动安装于内管的小丝杠，带动与之连接一起的做轴向运行螺母，至所设定的行程时螺母触角压住限位开关断开电源，电机停止运动(反向与之相同)。本申请中采用的链轮方式，即带嵌齿式扣链齿的轮子，用以与节链环或缆索上节距准确的块体相啮合，与(滚子)链啮合以传递运动。

如图1和图2所示，本申请的一种不同车型电动小客车共享换电的电池智能储存充电系统，包括：电池储存架CC101、电池充电装置CC102和电池调度装置CC103，其中，

电池储存架CC101，用于存放不同车型电动小客车的动力电池20；

电池调度装置CC103，包括一轨道，用于将提取待充电电池输送到所述电池储存架CC101上，或将电池储存架上的满电电池输送至换电机器人；

电池充电装置CC102，设置在电池储存架CC101上，用于对动力电池进行快速充电，并实时监控和显示各动力电池的当前状态，其中，动力电池的当前状态包括：待充电电池、正充电电池、满电电池及故障电池。

所述电池储存架包括一放置动力电池的框架，其中，框架为多层结构，框架上设置有多个动力电池存放位，所述框架的每层结构为由多根纵梁和多根横梁相连构成；电池智能储存充电系统将动力电池锁定在框架上，接收到取用某动力电池的信息后，单独对该动力电池进行解锁，使该动力电池仅搁置在框架上，并控制将该动力电池移出框架。其中，所述框架为通过型材焊接而成，型材的尺寸为40mm×40mm，经过实际测量，该型材的尺寸设置为40mm×40mm，提高了框架的强度。

还包括：所述电池智能储存充电系统将动力电池锁定在框架上，是通过电磁吸盘的电磁吸合方式将动力电池锁定在框架上。通过电磁吸盘的电磁吸合方式将动力电池固定在框架上。采用电磁吸盘的电磁吸合方式固定动力电池的优点是不局限于某种特定形式的动力电池固定。当取用某动力电池时，电池智能储存充电系统可单独对其解锁，之后由电池调度装置取下。

还包括：所述电池智能储存充电系统将动力电池移出框架，是通过框架上设置的多个辊轮及辊轮驱动装置将动力电池移出框架，其中，辊轮的左右两侧均由链轮两两驱动，通过设置在辊轮左右两侧的驱动电机，驱动一套链轮从而使辊轮进行旋转运动，将辊轮上的动力电池进行相应移动。

所述电池充电装置CC102还包括动力电池接插单元CC1021，动力电池接插单元用于对放置在动力电池存放位的动力电池进行接插操作，动力电池接插单元使电源接插口沿车辆前后方向和与地面垂直方向进行运动调整后，与需要充电的动力电池进行连接。其中，所述动力电池接插单元还包括传感器，该传感器判断电源接插口移动调整后与动力电池的接口匹配后，将导向柱插入动力电池的导向柱孔，完成电源接插口与动力电池的定位。(通过传感器结合导向柱的方式，可以精确地完成电源接插口与动力电池的定位，提高了定位效率，同时减少了导向柱插入动力电池的导向柱孔时的物理磨损) 如图3所示，其中，所述动力电池接插单元CC1021还包括电动推杆 CC10211；所述动力电池接插单元使电源接插口沿车辆前后方向和与地面垂直方向进行运动调整后，与需要充电的动力电池进行连接，是指：所述动力电池接插单元通过电动推杆使电源接插口沿车辆前后方向和与地面垂直方向进行运动调整后，与需要充电的动力电池进行连接。

如图1所示，所述电池充电装置CC102还包括相互连接的充电机 CC1022和充电控柜CC1023，充电机，用于对动力电池进行快速充电；充电控柜，用于对动力电池快速充电进行控制，并在监控动力电池的状态后，进行相应的报警和断电操作。

所述电池调度装置，还包括托举平台和移动平台，其中，

托举平台包括多根导向柱和与导向柱平行设置的丝杠构成的框架结构，托举平台沿导向柱做垂直运动；

移动平台包括一呈平面形状的框架，移动平台设置在托举平台的框架结构内，沿轨道方向来回运动，将提取待充电电池输送到所述电池储存架上，或将电池储存架上的满电电池输送至换电机器人。

所述托举平台包括：电机和与电机连接的一对齿轮副；托举平台沿导向柱做垂直运动，是指：所述电池调度装置通过丝杠的驱动使托举平台沿导向柱做垂直运动，其中丝杠是通过电机驱动一对齿轮副进行运动。

所述移动平台包括：电机、齿轮和齿条；或者电机和丝杠运动副；移动平台在托举平台的框架结构内，沿导轨向车体左右两侧方向运动，是指：

所述电池调度装置是通过电机驱动齿轮齿条或丝杠运动副控制移动平台，在托举平台的框架结构内，沿导轨向车体左右两侧方向运动。

所述移动平台还包括设置在所述框架的平面内的多个辊轮，电池调度装置控制将需要移动的动力电池移出或移入框架的平面，是通过电机驱动链轮转动，两两链轮驱动相邻的两个辊轮，驱动一套链轮从而使辊轮进行旋转运动，将需要移动的动力电池移出或移入框架的平面。

如图4所示，应用本申请的电池智能储存充电系统的工作流程如下所示：

步骤401、电动小客车驶入智能换电定位平台，通过换电机器人将亏电电池换下；

步骤402、电池调度装置从换电机器人中取出亏电电池，输送并放置在电池储存架上，电池储存架上电池充电装置显示亏电电池的状态为待充电状态，并自动对动力电池进行充电，此时电池充电装置显示亏电电池的状态为正充电状态；

步骤403、动力电池完成充电后，电池充电装置显示该动力电池的状态为满电状态，若充电过程中出现故障，电池充电装置显示该动力电池的状态为故障状态，则对出现故障的动力电池进行故障处理操作。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本申请的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本申请的示例性实施例的描述中，本申请的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本申请要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本申请的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

应该注意的是上述实施例对本申请进行说明而不是对本申请进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本申请可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

Claims (10)

1.一种多车型电动小客车共享换电的电池智能储存充电控制方法，其特征在于，包括：

电动小客车驶入智能换电定位平台，通过换电机器人将亏电电池换下；

电池调度装置从换电机器人中取出亏电电池，输送并放置在电池储存架上，电池储存架上电池充电装置显示亏电电池的状态为待充电状态，并自动对动力电池进行充电，此时电池充电装置显示亏电电池的状态为正充电状态；

动力电池完成充电后，电池充电装置显示该动力电池的状态为满电状态，若充电过程中出现故障，电池充电装置显示该动力电池的状态为故障状态，则对出现故障的动力电池进行故障处理操作。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

还包括：所述电池储存架包括一放置动力电池的框架，其中，框架为多层结构，框架上设置有多个动力电池存放位，所述框架的每层结构为由多根纵梁和多根横梁相连构成；将动力电池锁定在框架上，接收到取用某动力电池的信息后，单独对该动力电池进行解锁，使该动力电池仅搁置在框架上，并控制将该动力电池移出框架。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述将动力电池锁定在框架上的步骤包括：所述电池储存架通过电磁吸盘的电磁吸合方式将动力电池锁定在框架上。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，

所述电池智能储存充电系统将动力电池移出框架的步骤包括：所述电池储存架通过框架上设置的多个辊轮及辊轮驱动装置将动力电池移出框架，其中，辊轮的左右两侧均由链轮两两驱动，通过设置在辊轮左右两侧的驱动电机，驱动一套链轮从而使辊轮进行旋转运动，将辊轮上的动力电池进行相应移动。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，

还包括：所述电池充电装置还包括动力电池接插单元，动力电池接插单元对放置在动力电池存放位的动力电池进行接插操作，动力电池接插单元使电源接插口沿车辆前后方向和与地面垂直方向进行运动调整后，与需要充电的动力电池进行连接。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，

还包括：所述动力电池接插单元还包括电动推杆；所述动力电池接插单元使电源接插口沿车辆前后方向和与地面垂直方向进行运动调整后，与需要充电的动力电池进行连接，是指：所述动力电池接插单元通过电动推杆使电源接插口沿车辆前后方向和与地面垂直方向进行运动调整后，与需要充电的动力电池进行连接。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，

还包括：所述电池充电装置还包括相互连接的充电机和充电控柜，充电机对动力电池进行快速充电；充电控柜对动力电池快速充电进行控制，并在监控动力电池的状态后，进行相应的报警和断电操作。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，

还包括：所述电池调度装置，还包括托举平台和移动平台，托举平台包括多根导向柱和与导向柱平行设置的丝杠构成的框架结构，托举平台沿导向柱做垂直运动；移动平台包括一呈平面形状的框架，移动平台设置在托举平台的框架结构内，沿轨道方向来回运动，将提取待充电电池输送到所述电池储存架上，或将电池储存架上的满电电池输送至换电机器人。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，

还包括：所述托举平台包括：电机和与电机连接的一对齿轮副；托举平台沿导向柱做垂直运动，是指：所述电池调度装置通过丝杠的驱动使托举平台沿导向柱做垂直运动，其中丝杠是通过电机驱动一对齿轮副进行运动。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，

所述移动平台包括：电机、齿轮和齿条；或者电机和丝杠运动副；所述移动平台在托举平台的框架结构内，沿轨道方向来回运动的步骤，包括：

所述电池调度装置是通过电机驱动齿轮齿条或丝杠运动副控制移动平台，在托举平台的框架结构内，沿轨道向车体左右两侧方向运动。

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