CN113547951A - 一种换电站控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了换电站技术领域的一种换电站控制方法，包括如下步骤：步骤S10、用户通过客户端向服务器进行换电预约生成预约订单，服务器将所述预约订单发送给对应的换电站；步骤S20、换电站基于接收的所述预约订单，利用道闸对待换电的电动汽车进行身份验证后，放行电动汽车进入换电工位；步骤S30、换电站基于所述预约订单，将电动汽车的亏电电池拆卸下来，替换成满电电池，读取亏电电池以及满电电池的SN码并上传服务器；步骤S40、换电站基于削峰填谷策略对亏电电池进行充电。本发明的优点在于：极大的提升了换电的效率以及安全性，降低了电网负荷。

Description

一种换电站控制方法

技术领域

本发明涉及换电站技术领域，特别指一种换电站控制方法。

背景技术

随着电动汽车的快速发展，在市场上占据越来越大的份额。但是，由于电池技术并未产生突破性的进步，电动汽车要想获得更长的续航，就得装载更多的电池，而装载更多的电池又会导致整车成本居高不下等一系列问题，因此电动汽车的续航问题一直困扰着用户，给用户造成里程焦虑，而给一辆电动汽车充满电所要花费的时间远远超过传统燃油车加一次油的时间；充电需求最大的运营车辆一般在交接班时段充电，而交接班时段又恰巧是城市的用电高峰，对城市电网产生极大的负荷；因此换电站应运而生，通过给电动汽车更换满电的电池来直接获得续航里程。

然而，传统的换电站并未对换电的过程进行良好的控制，有换电需求的电动汽车直接行使到最近的换电站进行排队换电，更换下来亏电的电池直接进行充电，时常出现需要排很长的队伍进行换电，或者没有匹配的电池进行更换，浪费了用户大量的时间，而直接对亏电的电池进行充电而未管控，容易对电网产生过大的负荷，或者过充损坏电池，引发安全问题。

因此，如何提供一种换电站控制方法，实现提升换电的效率以及安全性，降低电网负荷，成为一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种换电站控制方法，实现提升换电的效率以及安全性，降低电网负荷。

本发明是这样实现的：一种换电站控制方法，包括如下步骤：

步骤S10、用户通过客户端向服务器进行换电预约生成预约订单，服务器将所述预约订单发送给对应的换电站；

步骤S20、换电站基于接收的所述预约订单，利用道闸对待换电的电动汽车进行身份验证后，放行电动汽车进入换电工位；

步骤S30、换电站基于所述预约订单，将电动汽车的亏电电池拆卸下来，替换成满电电池，读取亏电电池以及满电电池的SN码并上传服务器；

步骤S40、换电站基于削峰填谷策略对亏电电池进行充电。

进一步地，所述步骤S10具体包括：

步骤S11、客户端向服务器发送预约换电请求；

步骤S12、服务器基于接收的所述预约换电请求向客户端反馈换电站数据；

步骤S13、客户端基于所述换电站数据向服务器发送预约订单，服务器将所述预约订单转发给对应的换电站。

进一步地，所述步骤S11具体为：

用户通过客户端向服务器发送账号和密码进行鉴权后，向服务器发送预约换电请求；

所述预约换电请求至少包括车牌号、车辆型号、车辆电池型号以及更换数量。

进一步地，所述步骤S12具体为：

服务器基于接收的所述预约换电请求，通过换电站信息表查找满足换电条件的换电站数据，并将所述换电站数据发送给客户端；

进一步地，所述换电站信息表至少包括换电站编号、换电站名称、换电站地址、各换电站的空闲时间段、各换电站的收费信息、电池型号、各电池型号对应的电池数量、各电池的SOC值、各电池的温度以及各电池的静置时间。

进一步地，所述换电条件为电池型号与车辆电池型号匹配、SOC值大于预设SOC阈值、温度小于预设温度阈值以及静置时间大于预设时长阈值的电池数量大于等于更换数量；

所述换电站数据至少包括满足换电条件的换电站编号、换电站名称、换电站地址、收费信息、各换电站剩余可更换电池数量以及各换电站的空闲时间段。

进一步地，所述步骤S13中，所述预约订单至少包括车牌号、车辆电池型号、更换数量、预约换电时间以及预约换电的换电站名称。

进一步地，所述步骤S20具体为：

换电站解析接收的所述预约订单得到预约换电时间以及车牌号，在所述预约换电时间到来时，通过道闸识别电动汽车的车牌号，判断电动汽车的车牌号与所述预约订单携带的车牌号是否匹配，若是，则身份验证通过，开启道闸放行电动汽车进入换电工位；若否，则身份验证不通过，不开启道闸。

进一步地，所述步骤S30具体包括：

步骤S31、换电站检测电动汽车是否已经下电，若是，则进入步骤S32；若否，则对电动汽车进行下电操作后，进入步骤S32；

步骤S32、换电站基于所述预约订单，控制AGV小车从电动汽车上拆卸对应更换数量的亏电电池，通过RFID读卡器读取亏电电池的SN码，通过摄像头拍摄电池照片，基于机器学习技术识别所述电池照片存在的缺陷并生成缺陷报告；

步骤S33、换电站控制堆垛机将拆卸下来的亏电电池运输至空闲的电池柜，并基于所述预约订单，控制堆垛机从电池柜获取对应更换数量的满电电池，通过RFID读卡器读取满电电池的SN码后运输给AGV小车；

步骤S34、换电站控制AGV小车将满电电池安装到电动汽车上，本地存储所述缺陷报告以及亏电电池和满电电池的SN码并上传服务器，开启道闸放行电动汽车。

进一步地，所述步骤S40具体为：

换电站设定一峰电时段以及一谷电时段，判断当前时间是否处在谷电时段，若是，则控制电池柜对SOC值小于95％的亏电电池进行充电；若否，则不进行充电操作。

本发明的优点在于：

1、通过客户端向服务器进行换电预约生成预约订单，服务器将预约订单发送给对应的换电站，换电站基于预约订单对电动汽车进行换电，避免用户需要排很长的队伍进行换电，或者到了换电站后发现没有匹配的电池进行更换，进而极大的提升了换电的效率。

2、通过温度以及静置时间对电池进行匹配，避免电动汽车更换到温度过高或者静置时间过短的电池而引发安全问题，通过仅对SOC值小于95％的电池进行充电，避免电池的过充，极大的提升了电池的安全性，进而极大的提升了换电的安全性。

3、通过削峰填谷策略对亏电电池进行充电，即仅在谷电时段进行充电，避开了城市的用电高峰，进而极大的降低了电网负荷。

4、通过摄像头拍摄电池照片，基于机器学习技术识别电池照片存在的缺陷，即智能识别电池是否存在损伤，当存在损伤时及时由工作人员进行检修，避免电动汽车更换到存在安全隐患的电池，进一步提升了换电的安全性。

5、通过将亏电电池和满电电池的SN码上传服务器，便于服务器基于SN码对各电池的流转情况进行跟踪管理。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1是本发明一种换电站控制方法的流程图。

具体实施方式

本申请实施例中的技术方案，总体思路如下：通过客户端向服务器进行换电预约生成预约订单并发送给对应的换电站，换电站基于预约订单对电动汽车进行换电，以提升换电效率；通过温度以及静置时间对电池进行匹配，避免电动汽车更换到温度过高或者静置时间过短的电池，通过仅对SOC值小于95％的电池进行充电，避免电池的过充，以提升换电的安全性；通过削峰填谷策略对亏电电池进行充电，以降低电网负荷。

请参照图1所示，本发明一种换电站控制方法的较佳实施例，包括如下步骤：

步骤S10、用户通过客户端向服务器进行换电预约生成预约订单，服务器将所述预约订单携带的换电站名称发送给对应的换电站；通过换电预约避免用户需要排很长的队伍进行换电，或者到了换电站后发现没有匹配的电池进行更换，进而极大的提升了换电的效率；

步骤S20、换电站基于接收的所述预约订单，利用道闸对待换电的电动汽车进行身份验证后，放行电动汽车进入换电工位；即预约换电时间以及车牌号均对应才放行；

步骤S30、换电站基于所述预约订单，将电动汽车的亏电电池拆卸下来，替换成满电电池，读取亏电电池以及满电电池的SN码并上传服务器；

步骤S40、换电站基于削峰填谷策略对亏电电池进行充电。

所述步骤S10具体包括：

步骤S11、客户端向服务器发送预约换电请求；未发送所述预约换电请求且需要换电的电动汽车，需要在换电站进行排队，等待空闲时间段的到来；

步骤S12、服务器基于接收的所述预约换电请求向客户端反馈换电站数据，用于让车主从满足换电条件的换电站中进行选择具体的换电站以及预约换电时间；

步骤S13、客户端基于所述换电站数据向服务器发送预约订单，服务器将所述预约订单转发给对应的换电站。

具体实施时，可发送携带电池编号的所述预约订单，直接锁定对应电池编号的电池，服务器接收到所述预约订单后将对应电池编号的电池包标记为预约状态；当该电池已被更换或者超过预约换电时间时，再标记为未预约。

所述步骤S11具体为：

用户通过客户端向服务器发送账号和密码进行鉴权后，向服务器发送预约换电请求；

所述预约换电请求至少包括车牌号、车辆型号、车辆电池型号以及更换数量。

所述步骤S12具体为：

服务器基于接收的所述预约换电请求，通过换电站信息表查找满足换电条件的换电站数据，并将所述换电站数据发送给客户端；

所述换电站信息表至少包括换电站编号、换电站名称、换电站地址、各换电站的空闲时间段、各换电站的收费信息、电池型号、各电池型号对应的电池数量、各电池的SOC值、各电池的温度以及各电池的静置时间。

所述换电条件为电池型号与车辆电池型号匹配、SOC值大于预设SOC阈值、温度小于预设温度阈值以及静置时间大于预设时长阈值的电池数量大于等于更换数量；通过温度以及静置时间对电池进行匹配，避免电动汽车更换到温度过高或者静置时间过短的电池而引发安全问题；

所述换电站数据至少包括满足换电条件的换电站编号、换电站名称、换电站地址、收费信息、各换电站剩余可更换电池数量以及各换电站的空闲时间段。

所述步骤S13中，所述预约订单至少包括车牌号、车辆电池型号、更换数量、预约换电时间以及预约换电的换电站名称。

所述步骤S20具体为：

换电站解析接收的所述预约订单得到预约换电时间以及车牌号，在所述预约换电时间到来时，通过道闸识别电动汽车的车牌号，判断电动汽车的车牌号与所述预约订单携带的车牌号是否匹配，若是，则身份验证通过，开启道闸放行电动汽车进入换电工位；若否，则身份验证不通过，不开启道闸。

所述步骤S30具体包括：

步骤S31、换电站检测电动汽车是否已经下电，若是，则进入步骤S32；若否，则对电动汽车进行下电操作后，进入步骤S32；通过检测电动汽车是否已经下电，避免带电操作电动汽车的换电，保障换电的安全性；

步骤S32、换电站基于所述预约订单，控制AGV小车从电动汽车上拆卸对应更换数量的亏电电池，通过RFID读卡器读取亏电电池的SN码，通过摄像头拍摄电池照片，基于机器学习技术识别所述电池照片存在的缺陷并生成缺陷报告；当判断存在缺陷时，通过显示屏或者声光报警器提醒工作人员对该电池进行检修；

步骤S33、换电站控制堆垛机将拆卸下来的亏电电池运输至空闲的电池柜，并基于所述预约订单，控制堆垛机从电池柜获取对应更换数量的满电电池，通过RFID读卡器读取满电电池的SN码后运输给AGV小车；

步骤S34、换电站控制AGV小车将满电电池安装到电动汽车上，本地存储所述缺陷报告以及亏电电池和满电电池的SN码并上传服务器，开启道闸放行电动汽车，即完成电动汽车的换电。通过将亏电电池和满电电池的SN码上传服务器，便于服务器基于SN码对各电池的流转情况进行跟踪管理。

所述步骤S40具体为：

换电站设定一峰电时段以及一谷电时段，判断当前时间是否处在谷电时段，若是，则控制电池柜对SOC值小于95％的亏电电池进行充电；若否，则不进行充电操作。通过削峰填谷策略对亏电电池进行充电，即仅在谷电时段进行充电，避开了城市的用电高峰，进而极大的降低了电网负荷；通过仅对SOC值小于95％的电池进行充电，避免电池的过充，极大的提升了电池的安全性。

综上所述，本发明的优点在于：

1、通过客户端向服务器进行换电预约生成预约订单，服务器将预约订单发送给对应的换电站，换电站基于预约订单对电动汽车进行换电，避免用户需要排很长的队伍进行换电，或者到了换电站后发现没有匹配的电池进行更换，进而极大的提升了换电的效率。

2、通过温度以及静置时间对电池进行匹配，避免电动汽车更换到温度过高或者静置时间过短的电池而引发安全问题，通过仅对SOC值小于95％的电池进行充电，避免电池的过充，极大的提升了电池的安全性，进而极大的提升了换电的安全性。

3、通过削峰填谷策略对亏电电池进行充电，即仅在谷电时段进行充电，避开了城市的用电高峰，进而极大的降低了电网负荷。

4、通过摄像头拍摄电池照片，基于机器学习技术识别电池照片存在的缺陷，即智能识别电池是否存在损伤，当存在损伤时及时由工作人员进行检修，避免电动汽车更换到存在安全隐患的电池，进一步提升了换电的安全性。

5、通过将亏电电池和满电电池的SN码上传服务器，便于服务器基于SN码对各电池的流转情况进行跟踪管理。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种换电站控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤S10、用户通过客户端向服务器进行换电预约生成预约订单，服务器将所述预约订单发送给对应的换电站；

步骤S20、换电站基于接收的所述预约订单，利用道闸对待换电的电动汽车进行身份验证后，放行电动汽车进入换电工位；

步骤S30、换电站基于所述预约订单，将电动汽车的亏电电池拆卸下来，替换成满电电池，读取亏电电池以及满电电池的SN码并上传服务器；

步骤S40、换电站基于削峰填谷策略对亏电电池进行充电。

2.如权利要求1所述的一种换电站控制方法，其特征在于：所述步骤S10具体包括：

步骤S11、客户端向服务器发送预约换电请求；

步骤S12、服务器基于接收的所述预约换电请求向客户端反馈换电站数据；

步骤S13、客户端基于所述换电站数据向服务器发送预约订单，服务器将所述预约订单转发给对应的换电站。

3.如权利要求2所述的一种换电站控制方法，其特征在于：所述步骤S11具体为：

用户通过客户端向服务器发送账号和密码进行鉴权后，向服务器发送预约换电请求；

所述预约换电请求至少包括车牌号、车辆型号、车辆电池型号以及更换数量。

4.如权利要求2所述的一种换电站控制方法，其特征在于：所述步骤S12具体为：

服务器基于接收的所述预约换电请求，通过换电站信息表查找满足换电条件的换电站数据，并将所述换电站数据发送给客户端；

5.如权利要求4所述的一种换电站控制方法，其特征在于：所述换电站信息表至少包括换电站编号、换电站名称、换电站地址、各换电站的空闲时间段、各换电站的收费信息、电池型号、各电池型号对应的电池数量、各电池的SOC值、各电池的温度以及各电池的静置时间。

6.如权利要求4所述的一种换电站控制方法，其特征在于：所述换电条件为电池型号与车辆电池型号匹配、SOC值大于预设SOC阈值、温度小于预设温度阈值以及静置时间大于预设时长阈值的电池数量大于等于更换数量；

所述换电站数据至少包括满足换电条件的换电站编号、换电站名称、换电站地址、收费信息、各换电站剩余可更换电池数量以及各换电站的空闲时间段。

7.如权利要求2所述的一种换电站控制方法，其特征在于：所述步骤S13中，所述预约订单至少包括车牌号、车辆电池型号、更换数量、预约换电时间以及预约换电的换电站名称。

8.如权利要求1所述的一种换电站控制方法，其特征在于：所述步骤S20具体为：

换电站解析接收的所述预约订单得到预约换电时间以及车牌号，在所述预约换电时间到来时，通过道闸识别电动汽车的车牌号，判断电动汽车的车牌号与所述预约订单携带的车牌号是否匹配，若是，则身份验证通过，开启道闸放行电动汽车进入换电工位；若否，则身份验证不通过，不开启道闸。

9.如权利要求1所述的一种换电站控制方法，其特征在于：所述步骤S30具体包括：

步骤S31、换电站检测电动汽车是否已经下电，若是，则进入步骤S32；若否，则对电动汽车进行下电操作后，进入步骤S32；

步骤S32、换电站基于所述预约订单，控制AGV小车从电动汽车上拆卸对应更换数量的亏电电池，通过RFID读卡器读取亏电电池的SN码，通过摄像头拍摄电池照片，基于机器学习技术识别所述电池照片存在的缺陷并生成缺陷报告；

步骤S33、换电站控制堆垛机将拆卸下来的亏电电池运输至空闲的电池柜，并基于所述预约订单，控制堆垛机从电池柜获取对应更换数量的满电电池，通过RFID读卡器读取满电电池的SN码后运输给AGV小车；

步骤S34、换电站控制AGV小车将满电电池安装到电动汽车上，本地存储所述缺陷报告以及亏电电池和满电电池的SN码并上传服务器，开启道闸放行电动汽车。

10.如权利要求1所述的一种换电站控制方法，其特征在于：所述步骤S40具体为：

换电站设定一峰电时段以及一谷电时段，判断当前时间是否处在谷电时段，若是，则控制电池柜对SOC值小于95％的亏电电池进行充电；若否，则不进行充电操作。

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