CN112498298B - 一种提高安全性的汽车电池拆卸方法、安装方法及装置 - Google Patents

一种提高安全性的汽车电池拆卸方法、安装方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种提高安全性的汽车电池拆卸方法、安装方法及装置，包括在拆卸过程中，判断是否接收到插接件互锁信号来判断电池是否位于车身；获取伺服电机的旋转角度和转矩；判断所述旋转角度和所述转矩是否满足第一预设条件来判断是否解锁完成，以及在安装过程中，判断是否接收到插接件互锁信号来判断电池是否位于车身；获取伺服电机的旋转角度和转矩；判断所述旋转角度和所述转矩是否满足第二预设条件来判断是否锁止完成。通过先判断电池位置，再进一步通过伺服电机转角度和转矩来判断电池的安装情况，达到了容错控制的目的，提高了稳定性和安全性。

Description

一种提高安全性的汽车电池拆卸方法、安装方法及装置
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，具体涉及一种提高安全性的汽车电池拆卸方法、安装方法及装置。
背景技术
为节约纯电重卡的驾驶员时间、降低运营成本、增加收入，当动力电池即将亏电的时候，变更方式：到充电站为动力电池充电的方式变更为到换电站更换动力电池组的方式，快速换电达成以上目标。换电电池系统通过吊装的方式布置到车辆已经安装好的底部托盘上，通过定位销对动力电池框架进行水平方向的X\Y向定位，通过机械锁止机构对动力电池包框架进行垂直方向的Z轴方向的固定。例如，现有技术申请号为201910252975.6公开了多车型电动小客车的共享智能快速换电的双工位换电站，通过将动力电池侧部相对应的定位销抱住，将动力电池锁紧在锁止机构之中，完成锁止机构与动力电池的锁紧操作；当拨动板受到换电站内智能换电机器人驱动时，与之相连的连杆控制个锁止扇形齿轮，将U形槽孔打开，可使动力电池侧部的定位销从锁紧块中退出，动力电池与锁止机构解锁，可通过换电站内智能换电机器人将动力电池从电动小客车的锁止机构的主体框架上换下。
但现有技术中按步骤执行拆卸或者安装电池时，可能出现控制信号按步骤发出，但实际的装置并未达到相应的位置或者状态，此时如果执行下一步会导致出错甚至发生不安全的情况，而是否拆卸或者安装到位还需要人为判断。
对此，本申请提供一种方案，该方案实现高度集成，规避分体式换电方案的缺点，实现高度集成化，节约更换动力电池的时间、并保证换电过程中电安全。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明第一方面提供了一种提高安全性的汽车电池拆卸方法，包括：
判断是否接收到插接件互锁信号；
若是，则认定电池位于车身；
当电池位于车身时，发送第一电机控制信号，所述第一电机控制信号用于驱动伺服电机对旋转锁止机构进行解锁；
获取伺服电机的旋转角度和转矩；
判断所述旋转角度和所述转矩是否满足第一预设条件；
若是，则判定解锁完成。
进一步地，所述第一预设条件为：所述旋转角度大于第一预设角度且所述转矩大于第一预设转矩。
进一步地，所述判断所述旋转角度和所述转矩是否满足第一预设条件，若是，则判断解锁完成；还包括：
若不满足预设条件，则判断所述旋转角度是否大于第二预设角度且所述转矩大于第二预设转矩；
若是，则等待预设时间后再次获取伺服电机的旋转角度和转矩；再次判断所述旋转角度和所述转矩是否满足预设条件，若否，则判定不能完成解锁。
进一步地，所述若是，则判定解锁完成之后还包括：发送解锁完毕信号，所述解锁完毕信号用于生成解锁完毕通知。
本发明第二方面提供了一种提高安全性的汽车电池安装方法，包括：
安装电池至插接件；
判断是否接收到插接件互锁信号；
若是，则认定电池位于车身；
当电池位于车身时，发送第二电机控制信号，所述第二电机控制信号用于驱动伺服电机对旋转锁止机构进行锁止；
获取伺服电机的旋转角度和转矩；
判断所述旋转角度和所述转矩是否满足第二预设条件；
若是，则判定锁止结构锁止。
进一步地，所述第二预设条件为：所述旋转角度小于第二预设角度且所述转矩小于第二预设转矩。
进一步地，所述判断所述旋转角度和所述转矩是否满足第二预设条件，若是，则判断解锁完成；还包括：
若不满足预设条件，则判断所述旋转角度是否小于第一预设角度且所述转矩小于第一预设转矩；
若是，则等待预设时间后再次获取伺服电机的旋转角度和转矩；再次判断所述旋转角度和所述转矩是否满足预设条件，若否，则判定未完成锁定。
进一步地，所述若是，则判定锁止结构锁止之后还包括：
接通高压电以检测电池是否存在故障；
若存在故障，则发出故障通知信号。
本发明第三方面提供了一种拆卸控制装置，包括：
互锁判断模块，用于判断是否接收到插接件互锁信号；若是，则认定电池位于车身；
控制信号发送模块，用于当电池位于车身时，发送第一电机控制信号，所述第一电机控制信号用于驱动伺服电机对旋转锁止机构进行解锁；
获取模块，用于获取伺服电机的旋转角度和转矩；
解锁判断模块，判断所述旋转角度和所述转矩是否满足第一预设条件；若是，则判定解锁完成。
本发明第四方面提供了一种安装控制装置，其特征在于，包括：
互锁判断模块，在安装电池至插接件后，判断是否接收到插接件互锁信号；若是，则认定电池位于车身；
控制信号发送模块，当电池位于车身时，发送第二电机控制信号，所述第二电机控制信号用于驱动伺服电机对旋转锁止机构进行锁止；
获取模块，用于获取伺服电机的旋转角度和转矩；
锁止判断模块，判断所述旋转角度和所述转矩是否满足第二预设条件；若是，则判定锁止结构锁止。
实施本发明具有以下有益效果：
在电池更换的过程中，根据插接件是否发出互锁信号来判断电池是否位于车身，且在此基础上通过伺服电机的旋转角度和转矩来进一步地精确判断是否完成解锁或者锁止过程，通过多次信号判断来确定换电过程的状态，以使得能够精确实现换电步骤，提高容错率。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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它附图。
图1是本发明实施例提供的汽车电池拆卸方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的汽车电池安装方法的流程图；
图3是本发明实施例提供拆卸控制装置的模块图；
图4是本发明实施例提供安装控制装置的模块图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。
实施例1：
本实施例中的方法，应用场景具体为汽车电池快速换电的场景，具体地，汽车动力电池与电池安装座的具体配合关系为：通过定位销对动力电池框架进行水平方向的X\Y向定位，通过机械锁止机构对动力电池包框架进行垂直方向的Z轴方向的固定；具体地，机械锁止机构为旋转锁止机构，通过伺服电机进行角度驱动来实现锁定和解锁，当伺服电机转动至特定的角度，并且在该角度施加力矩达到特定区域范围时，此时可以将动力电池包框架进行垂直方向的Z轴方向的固定。可以是通过施加力矩以使得阻止动力电池包框架进行垂直方向的移动，也可以是本身机械锁止机构具有弹性锁定装置，伺服电机是用于提供相应力矩来克服弹性锁定装置的锁紧力来实现解锁。
图1是一种提高安全性的汽车电池拆卸方法，包括以下步骤：
S101:判断是否接收到插接件互锁信号；
具体地，互锁信号可以由电池包安装结构的快换接插件的互锁信号检测装置发出，以此判断是否拆除或安装完毕，具体地，可以是位置传感器或者压力传感器，插接件互相对接完成配合时，相应的传感器会据此发送一个互锁信号，根据该互锁信号是否发出来判断电池包是否安装到位。
进一步地，在判断是否接收到插接件互锁信号前，具体还包括，将车辆驾驶到指定的换电位置，将车辆熄火，并且通过车辆状态检测来判断是否适合换电，例如是否熄火，是否到位等。然后启动换电控制器，此时换电控制器与车辆的车载通信装置(VCU)对接，VCU可以上报互锁信号。
S102:若是，则认定电池位于车身；
当判断电池位于车身时，即可执行下一步的解锁动作，如果判断出不在车身，则判断电池已经离开车身，发出相应的语音播报来提示。
S103:当电池位于车身时，发送第一电机控制信号，所述第一电机控制信号用于驱动伺服电机对旋转锁止机构进行解锁；
第一电机控制信号用于控制电池转动特定的角度和克服特定的转矩来实现旋转锁止机构的解锁，然而由于可能存在机械机构故障或者控制信号传输问题，可能会存在已经发出第一电机控制信号并且系统已经认为解锁的情况下，实际未完成解锁，此时如果直接执行下一步电池吊装，可能会造成结构破坏或者发生事故，因此本申请进一步地设置判断条件来解决上述问题。
S104:获取伺服电机的旋转角度和转矩；
具体地，获取伺服电机的旋转角度和转矩可以通过设置在伺服电机上的传感器实时获得，并且将获得的信号同时传给换电控制器。
S105：判断所述旋转角度和所述转矩是否满足第一预设条件；
所述第一预设条件为：所述旋转角度大于第一预设角度且所述转矩大于第一预设转矩，当同时满足所述旋转角度大于第一预设角度且所述转矩大于第一预设转矩时，则可以认为，满足第一预设条件。
S106:若是，则判定解锁完成。
进一步地，可以发送解锁完毕信号，所述解锁完毕信号用于生成解锁完毕通知，以通知操作人员或者换电控制器执行电池吊装移除的操作。
若不满足第一预设条件，则还需要进行进一步地判断：
判断所述旋转角度是否大于第二预设角度且所述转矩大于第二预设转矩；当还是不满足时，此时认为不能完成解锁，发送未完成解锁信号。
若满足所述旋转角度是否大于第二预设角度且所述转矩大于第二预设转矩，则认为此时处于可能解锁或者未完成解锁的状态，需要再次等待一定时间后再进行判断。
等待预设时间后再次获取伺服电机的旋转角度和转矩；再次判断所述旋转角度和所述转矩是否满足预设条件，若否，则判定不能完成解锁，其中，预设时间可以为30s-5min，优选地为1min。
其中，第一预设角度大于第二预设角度，第一转矩大于第二转矩。
实施例2：
本实施例提供一种提高安全性的汽车电池安装方法，图2是本发明实施例提供的提高安全性的汽车电池安装方法的流程图，具体地，汽车电池安装方法可以是在实施例1将电池拆卸方法完成后，判断解锁完成，移除旧电池后安装新电池的方法。
请参照图2，包括以下步骤：
S201:安装电池至插接件；
具体地，在实施例1发送解锁完成通知信息后，对旧电池进行移除，并且将新的电池安装至插接件，此时需要判断电池是否安装到具体位置。
S202:判断是否接收到插接件互锁信号；
具体地，互锁信号可以由电池包安装结构的快换接插件的互锁信号检测装置发出，以此判断是否拆除或安装完毕，具体地，可以是位置传感器或者压力传感器，插接件互相对接完成配合时，相应的传感器会据此发送一个互锁信号，根据该互锁信号是否发出来判断电池包是否安装到位。
S203:若是，则认定电池位于车身；
在安装步骤中，如果电池位于车身，则可进行下一步的锁止操作，如果判断出不在车身，则判断电池已经离开车身，发出相应的语音播报来提示。
S204:当电池位于车身时，发送第二电机控制信号，所述第二电机控制信号用于驱动伺服电机对旋转锁止机构进行锁止；
第二电机控制信号用于控制电池转动特定的角度和克服特定的转矩来实现旋转锁止机构的锁止，然而由于可能存在机械机构故障或者控制信号传输问题，可能会存在已经发出第二电机控制信号并且系统已经认为解锁的情况下，实际未完成锁止操作，此时如果认为已经锁止完毕，可能会造成电池脱落或者发生事故，因此本申请进一步地设置判断条件来解决上述问题。
S205:获取伺服电机的旋转角度和转矩；
具体地，获取伺服电机的旋转角度和转矩可以通过设置在伺服电机上的传感器实时获得，并且将获得的信号同时传给换电控制器。
S206:判断所述旋转角度和所述转矩是否满足第二预设条件；
所述第二预设条件为：所述旋转角度小于第二预设角度且所述转矩小于第二预设转矩，当同时满足上述条件时，则认为满足第二预设条件。
S207:若是，则判定锁止结构锁止。
进一步地，可以发送锁止完毕信号，所述锁止完毕信号用于生成解锁完毕通知，并且进一步地，接通高压电以检测电池是否存在故障；若存在故障，则发出故障通知信号，以此全面检测安装好的电池是否正常。
若不满足第二预设条件，则判断所述旋转角度是否小于第一预设角度且所述转矩小于第一预设转矩；
若所述旋转角度是否大于第一预设角度，或转矩大于第一预设转矩，则可直接认为未完成锁止。
若满足所述旋转角度是否小于第一预设角度且所述转矩小于第一预设转矩，则等待预设时间后再次获取伺服电机的旋转角度和转矩；再次判断所述旋转角度和所述转矩是否满足第二预设条件，若否，则判定未完成锁定。此时则需要发出未完成锁定提醒，以使得操作人员或者换电控制器进行重新安装电池。
实施例3：
本实施例中，提供一种拆卸控制装置，可用于实现实施例1中的汽车电池拆卸方法，具体地包括：
互锁判断模块，用于判断是否接收到插接件互锁信号；若是，则认定电池位于车身；
控制信号发送模块，用于当电池位于车身时，发送第一电机控制信号，所述第一电机控制信号用于驱动伺服电机对旋转锁止机构进行解锁；
获取模块，用于获取伺服电机的旋转角度和转矩；
解锁判断模块，判断所述旋转角度和所述转矩是否满足第一预设条件；若是，则判定解锁完成。
实施例4：
本实施例中，提供一种安装控制装置，可用于实现实施例2中的汽车电池安装方法，具体地包括：
互锁判断模块，在安装电池至插接件后，判断是否接收到插接件互锁信号；若是，则认定电池位于车身；
控制信号发送模块，当电池位于车身时，发送第二电机控制信号，所述第二电机控制信号用于驱动伺服电机对旋转锁止机构进行锁止；
获取模块，用于获取伺服电机的旋转角度和转矩；
锁止判断模块，判断所述旋转角度和所述转矩是否满足第二预设条件；若是，则判定锁止结构锁止。
实施例5：
需要说明的是，实施例3拆卸控制装置和实施例4安装控制装置可以位于同一电池拆装系统中，并且共用功能相同的模块，只是模块执行的顺序不同从而实现不同的功能。
可以电池拆装系统的模块具体可以包括：
互锁判断模块，在安装电池至插接件后，判断是否接收到插接件互锁信号；若是，则认定电池位于车身；
控制信号发送模块，用于当电池位于车身时，发送第一电机控制信号，所述第一电机控制信号用于驱动伺服电机对旋转锁止机构进行解锁；以及当电池位于车身时，发送第二电机控制信号，所述第二电机控制信号用于驱动伺服电机对旋转锁止机构进行锁止；
获取模块，用于获取伺服电机的旋转角度和转矩；
锁止判断模块，判断所述旋转角度和所述转矩是否满足第二预设条件；若是，则判定锁止结构锁止。
实施例6：
本发明第提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行以实现上述的汽车电池拆卸方法或者汽车电池安装方法。
可选地，在本实施例中，上述存储介质可以位于计算机网络的多个网络服务器中的至少一个网络服务器。可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本发明还供了一种设备，所述设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现上述的以实现上述的汽车电池拆卸方法或者汽车电池安装方法。
存储器可用于存储软件程序以及模块，处理器通过运行存储在存储器的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、功能所需的应用程序等；存储数据区可存储根据设备的使用所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。相应地，存储器还可以包括存储器控制器，以提供处理器对存储器的访问。
在上述实施例中，对各实施例的描述都各有侧重，某各实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域技术人员还可以了解到本发明实施例列出的各种说明性逻辑块(illustrative logical block)，单元，和步骤可以通过电子硬件、电脑软件，或两者的结合进行实现。为清楚展示硬件和软件的可替换性(interchangeability)，上述的各种说明性部件(illustrative components)，单元和步骤已经通用地描述了它们的功能。这样的功能是通过硬件还是软件来实现取决于特定的应用和整个系统的设计要求。本领域技术人员可以对于每种特定的应用，可以使用各种方法实现所述的功能，但这种实现不应被理解为超出本发明实施例保护的范围。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种提高安全性的汽车电池拆卸方法，其特征在于，包括：
判断是否接收到插接件互锁信号；
若是，则认定电池位于车身；
当电池位于车身时，发送第一电机控制信号，所述第一电机控制信号用于驱动伺服电机对旋转锁止机构进行解锁；
获取伺服电机的旋转角度和转矩；
判断所述旋转角度和所述转矩是否满足第一预设条件，所述第一预设条件为：所述旋转角度大于第一预设角度且所述转矩大于第一预设转矩；
若是，则判定解锁完成；
若否，则判断所述旋转角度是否大于第二预设角度且所述转矩大于第二预设转矩；
若是，则等待预设时间后再次获取伺服电机的旋转角度和转矩；再次判断所述旋转角度和所述转矩是否满足预设条件，若否，则判定不能完成解锁。
2.根据权利要求1所述的提高安全性的汽车电池拆卸方法，其特征在于：所述若是，则判定解锁完成之后还包括：发送解锁完毕信号，所述解锁完毕信号用于生成解锁完毕通知。
3.一种提高安全性的汽车电池安装方法，其特征在于，包括：
安装电池至插接件；
判断是否接收到插接件互锁信号；
若是，则认定电池位于车身；
当电池位于车身时，发送第二电机控制信号，所述第二电机控制信号用于驱动伺服电机对旋转锁止机构进行锁止；
获取伺服电机的旋转角度和转矩；
判断所述旋转角度和所述转矩是否满足第二预设条件，所述第二预设条件为：所述旋转角度小于第二预设角度且所述转矩小于第二预设转矩；
若是，则判定锁止结构锁止；
若不满足第二预设条件，则判断所述旋转角度是否小于第一预设角度且所述转矩小于第一预设转矩；
若是，则等待预设时间后再次获取伺服电机的旋转角度和转矩；再次判断所述旋转角度和所述转矩是否满足预设条件，若否，则判定未完成锁定。
4.根据权利要求3所述的提高安全性的汽车电池安装方法，其特征在于，所述若是，则判定锁止结构锁止之后还包括：
接通高压电以检测电池是否存在故障；
若存在故障，则发出故障通知信号。
5.一种拆卸控制装置，其特征在于，包括：
互锁判断模块，用于判断是否接收到插接件互锁信号；若是，则认定电池位于车身；
控制信号发送模块，用于当电池位于车身时，发送第一电机控制信号，所述第一电机控制信号用于驱动伺服电机对旋转锁止机构进行解锁；
获取模块，用于获取伺服电机的旋转角度和转矩；
解锁判断模块，判断所述旋转角度和所述转矩是否满足第一预设条件，所述第一预设条件为：所述旋转角度大于第一预设角度且所述转矩大于第一预设转矩；若是，则判定解锁完成；若否，则判断所述旋转角度是否大于第二预设角度且所述转矩大于第二预设转矩；
若是，则等待预设时间后再次获取伺服电机的旋转角度和转矩；再次判断所述旋转角度和所述转矩是否满足预设条件，若否，则判定不能完成解锁。
6.一种安装控制装置，其特征在于，包括：
互锁判断模块，在安装电池至插接件后，判断是否接收到插接件互锁信号；若是，则认定电池位于车身；
控制信号发送模块，当电池位于车身时，发送第二电机控制信号，所述第二电机控制信号用于驱动伺服电机对旋转锁止机构进行锁止；
获取模块，用于获取伺服电机的旋转角度和转矩；
锁止判断模块，判断所述旋转角度和所述转矩是否满足第二预设条件，所述第二预设条件为：所述旋转角度小于第二预设角度且所述转矩小于第二预设转矩；若是，则判定锁止结构锁止；
若不满足第二预设条件，则判断所述旋转角度是否小于第一预设角度且所述转矩小于第一预设转矩；
若是，则等待预设时间后再次获取伺服电机的旋转角度和转矩；再次判断所述旋转角度和所述转矩是否满足预设条件，若否，则判定未完成锁定。
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