CN113733970A - 一种车辆更换电池包的控制方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种车辆更换电池包的控制方法和系统，所述方法包括以下步骤：判断是否接收到进站提示信号；当接收到所述进站提示信号时，判断所述车辆的车速是否为零；当所述车辆的车速为零时，判断所述车辆的启动开关是否处于关闭档；当所述车辆的启动开关处于关闭档时，将所述车辆进行下电操作，并开始更换电池包；其中，所述进站提示信号是标识所述车辆是否进入换电站的信号。本发明通过设置车辆换电流程的各个判断和校验参数，实现车辆换电流程高效进行，从而实现车辆更换电池包的安全、快速和便捷进行。
Description
技术领域
本发明主要涉及新能源汽车领域，尤其涉及一种车辆更换电池包的控制方法和系统。
背景技术
近年来，新能源车行业发展迅猛，动力电池凭借其容量高，循环寿命长，安全性高等特点在新能源车领域应用越来越广泛。但动力电池的能量密度低，限制了整车性能及续航的发挥，且充电时间过长，严重影响用车体验，无法发挥新能源汽车的优势。为了解决充电时间过长，无法充分发挥整车性能的瓶颈，出现了快速更换动力电池的技术方案。
目前的换电方案，多注重换电动力电池包的开发，换电锁止机构等机械类的设计开发，很少在换电过程中对整车各个控制系统的相互协调，各控制系统与驾驶员及换电站之间的信息交互上过多的进行设计开发，多是依赖驾驶员及换电操作人员间相互确认，完成换电过程。
这会导致由于人为的操作失误，使整车在高压上电的情况下进行换电操作，会存在触电、燃烧等安全隐患，伤及人员及设备安全。操作熟练程度的不同，也会影响整个换电过程的效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种车辆更换电池包的控制方法和系统，实现车辆更换电池包的安全、快速和便捷进行。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种车辆更换电池包的控制方法，包括以下步骤：判断是否接收到进站提示信号；当接收到所述进站提示信号时，判断所述车辆的车速是否为零；当所述车辆的车速为零时，判断所述车辆的启动开关是否处于关闭档；当所述车辆的启动开关处于关闭档时，将所述车辆进行下电操作，并开始更换电池包；其中，所述进站提示信号是标识所述车辆是否进入换电站的信号。
在本发明的一实施例中，当所述车辆的启动开关未处于关闭档时，判断换电提示信号是否为真值；当所述换电提示信号为真值时，等待第一设定时长后，判断电池包落锁信号是否为真值；当所述电池包落锁信号为非真值时，将所述车辆进行下电操作，并开始更换电池包；其中，所述换电提示信号由换电装置和所述车辆的待更换电池包上的第一传感器感应产生，所述换电提示信号的真值标示所述换电装置已位于所述待更换电池包的临近位置；所述电池包落锁信号由换电装置和所述车辆的待更换电池包上的第二传感器感应产生，所述电池包落锁信号的真值标示所述待更换电池包未处于解锁状态。
在本发明的一实施例中，车辆更换电池包的控制方法还包括：当未接收到所述进站提示信号时，判断换电提示信号是否为真值；当所述换电提示信号为真值时，等待第一设定时长后，判断电池包落锁信号是否为真值；当所述电池包落锁信号为非真值时，判断所述车辆的车速为零；当所述车辆的车速为零时，将所述车辆进行下电操作，并开始更换电池包；其中，所述换电提示信号由换电装置和所述车辆的待更换电池包上的第一传感器感应产生，所述换电提示信号的真值标示所述换电装置已位于所述待更换电池包的临近位置；所述电池包落锁信号由换电装置和所述车辆的待更换电池包上的第二传感器感应产生，所述电池包落锁信号的真值标示所述待更换电池包未处于解锁状态。
在本发明的一实施例中，当所述电池包落锁信号为真值时，判断所述电池包落锁信号为真值的持续时间是否达到第二设定时长；如果所述电池包落锁信号为真值的持续时间达到第二设定时长，则发出所述第一传感器发生故障的提示信号。
在本发明的一实施例中，当所述换电提示信号为非真值时，判断所述电池包落锁信号是否为真值；当所述电池包落锁信号为真值时，判断所述电池包落锁信号为真值的持续时间是否达到第三设定时长；如果所述电池包落锁信号为真值的持续时间未达到第三设定时长，则发出所述第二传感器发生故障的提示信号。
在本发明的一实施例中，当所述电池包落锁信号为非真值时，判断所述车辆是否处于行车模式；当所述车辆处于行车模式时，发送所述第二传感器发生故障的提示信号，并发出车辆强制下电提示信号；当所述车辆未处于行车模式时，判断所述车辆是否处于上电流程；当所述车辆处于上电流程时，发出禁止上高压电信号，并发送电池包状态提示信息。
在本发明的一实施例中，将所述车辆进行下电操作，并开始更换电池包时，还将所述车辆的电子驻车制动装置调整至解锁状态。
在本发明的一实施例中，所述第一传感器和/或第二传感器包括霍尔传感器。
本发明还提供一种车辆更换电池包的控制装置，包括：存储器，用于存储可由处理器执行的指令；处理器，执行所述指令以实现如前述任一项所述的方法。
本发明还提供一种存储有计算机程序代码的计算机可读介质，所述计算机程序代码在由处理器执行时实现如前述任一项所述的方法。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：通过设置车辆换电流程的各个判断和校验参数，实现车辆换电流程高效进行，从而实现车辆更换电池包的安全、快速和便捷进行。
附图说明
包括附图是为提供对本申请进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本申请的实施例，并与本说明书一起起到解释本申请原理的作用。附图中：
图1是本申请一实施例的车辆更换电池包的控制方法流程图。
图2是本申请一实施例的车辆更换电池包的控制方法流程图。
图3是本申请一实施例的车辆更换电池包的控制装置的组成示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本申请的实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，尽管本申请中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本申请说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本申请。
本申请中使用了流程图用来说明根据本申请的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或下面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各种步骤。同时，或将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
本申请实施例描述一种车辆更换电池包的控制方法和系统，以及计算机可读介质。
图1是本申请一实施例的车辆更换电池包的控制方法流程图。
如图1所示，车辆更换电池包的控制方法包括，步骤101，判断是否接收到进站提示信号；步骤102，当接收到所述进站提示信号时，判断所述车辆的车速是否为零。步骤103，当所述车辆的车速为零时，判断所述车辆的启动开关是否处于关闭档。步骤104，当所述车辆的启动开关处于关闭档时，将所述车辆进行下电操作，并开始更换电池包。
具体地，在步骤101，判断是否接收到进站提示信号。站提示信号是标识所述车辆是否进入换电站的信号。
在一些实施例中，当需要更换电池包(亦可简称为“换电”)的车辆行驶到快换站(即实现快速更换电池的站点)时，快换站出入口(或称为门禁)识别系统通过摄像装置检测车辆信息，具体例如车辆号牌信息(简称车牌信息)，将车辆号牌信息或车辆使用人员标识信息传递到服务器端，服务器端将车牌信息与已经存储的注册车牌信息或车辆使用人员标识信息进行比对，识别出车辆是否符合预设的换电条件，符合换电条件的车辆放行进入快换站，同时，通过网络发送进站提示信号至车辆端，亦可同时发送至车辆使用人员的相关移动设备端。摄像装置和服务器端可构成车辆进站识别系统。
在步骤102，当接收到所述进站提示信号时，判断所述车辆的车速是否为零。在步骤103，当所述车辆的车速为零时，判断所述车辆的启动开关是否处于关闭档。具体例如判断车辆的钥匙是否置于“OFF档”。
在步骤104，当所述车辆的启动开关处于关闭档时，将所述车辆进行下电操作，并开始更换电池包。下电操作即为将全车设备进行断电操作。
在一些实施例中，当在判断车辆的车速是否为零时，如果车辆的车速不为零，表明车辆还在移动中或行进中，并未做好换电准备，此时无换电请求，亦无换电操作，保持当前运行状态。
在一些实施例中，当在判断所述车辆的启动开关是否处于关闭档时，如果所述车辆的启动开关未处于关闭档，判断换电提示信号是否为真值。
其中，换电提示信号由换电装置和所述车辆的待更换电池包上的第一传感器感应产生，所述换电提示信号的真值标示所述换电装置已位于所述待更换电池包的临近位置。换电装置例如包括装卸待安装电池包(用于换下待更换的电池包)和待更换电池包的换电小车。
当所述换电提示信号为真值时，等待第一设定时长后，判断电池包落锁信号是否为真值。电池包落锁信号由换电装置和所述车辆的待更换电池包上的第二传感器感应产生，所述电池包落锁信号的真值标示所述待更换电池包未处于解锁状态。第一设定时长例如处于零秒至若干秒之间(大于零秒)，具体可根据需要进行设置。
图2是本申请一实施例的车辆更换电池包的控制方法流程图。
在一些实施例中，车辆更换电池包的控制方法还包括，步骤201，当未接收到所述进站提示信号时，判断换电提示信号是否为真值。步骤202，当所述换电提示信号为真值时，等待第一设定时长后，判断电池包落锁信号是否为真值。步骤203，当所述电池包落锁信号为非真值时，判断所述车辆的车速为零。步骤204，当所述车辆的车速为零时，将所述车辆进行下电操作，并开始更换电池包。在一些实施例中，当车辆的车速不为零时，则判断此时无换电请求，亦无换电操作，保持当前运行状态。
与前述相似，其中，换电提示信号由换电装置和所述车辆的待更换电池包上的第一传感器感应产生，所述换电提示信号的真值标示所述换电装置已位于所述待更换电池包的临近位置。电池包落锁信号由换电装置和所述车辆的待更换电池包上的第二传感器感应产生，所述电池包落锁信号的真值标示所述待更换电池包未处于解锁状态，而是处于锁止状态。
在一些实施例中，将所述车辆进行下电操作，并开始更换电池包时，还将所述车辆的电子驻车制动装置(Electrical Park Brake，EPB)调整至解锁状态。EPB调整至解锁状态后，在换电过程中，可使车辆根据换电需要进行小幅度移动。
在一些实施例中，第一传感器和/或第二传感器包括霍尔传感器。当换电装置，例如装卸待安装电池包和待更换电池包的换电小车行进到位于待更换电池包的临近位置时，安装在换电装置上的第一传感器，具体例如第一霍尔传感器，通过与待更换电池包或车辆底盘的第一特定位置形成磁电感应，转换形成相应的第一电信号，具体可为换电提示信号。当换电装置顶升待更换电池包时，第二传感器，具体例如第二霍尔传感器，通过与待更换电池包的锁止区域或车辆底盘的第二特定位置形成磁电感应，转换形成相应的第二电信号，具体可为电池包落锁信号。
在一些实施例中，当所述电池包落锁信号为真值时，判断所述电池包落锁信号为真值的持续时间是否达到第二设定时长；如果所述电池包落锁信号为真值的持续时间达到第二设定时长，则发出所述第一传感器发生故障的提示信号。第二设定时长例如处于零秒至若干秒之间(大于零秒)，具体可根据需要进行设置。如果电池包落锁信号为真值的持续时间未达到第二设定时长，则判断此时无换电请求，亦无换电操作，保持当前运行状态。
在一些实施例中，当所述换电提示信号为非真值时，判断所述电池包落锁信号是否为真值；当所述电池包落锁信号为真值时，判断所述电池包落锁信号为真值的持续时间是否达到第三设定时长；如果所述电池包落锁信号为真值的持续时间未达到第三设定时长，则发出所述第二传感器发生故障的提示信号。第三设定时长例如处于零秒至若干秒之间(大于零秒)，具体可根据需要进行设置。如果所述电池包落锁信号为真值的持续时间达到及超过第三设定时长，则判断此时无换电请求，亦无换电操作，保持当前运行状态。
在一些实施例中，当所述电池包落锁信号为非真值时，判断所述车辆是否处于行车模式；
当所述车辆处于行车模式时，发送所述第二传感器发生故障的提示信号，并发出车辆强制下电提示信号。车辆强制下电提示信号具体例如，在等待第四设定时间后，车辆将进入强制下电流程，以避免车辆在电池包未锁止状态下，车辆处于行进模式，从而避免发生危险情形。
当所述车辆未处于行车模式时，判断所述车辆是否处于上电流程；
当所述车辆处于上电流程时，发出禁止上高压电信号，并发送电池包状态提示信息。该电池包状态提示信息例如提示所述电池包处于未锁止状态(或称为未落锁状态)。如果车辆未处于上电流程，则判定此时无换电请求，当前亦无换电操作，保持当前状态。
在一些实施例中，可通过整车控制器(Vehicle control unit，VCU)控制车辆进行下电操作。换电完成后，亦可由VCU再进行上电操作，重新上电过程中，亦可与车辆启动开关所处的档位状态进行校验。
进站提示信号例如通过换电控制器接收。换电控制器可将换电提示信号通过发送至仪表显示模块，对车辆使用人员发出提示。
换电装置与第一传感器例如构成换电提示信号发生系统。换电装置与第二传感器例如构成电池包落锁信号发生系统。换电过程中，亦会与车辆的电池管理系统进行数据和指令传输。
因此，前述的整车控制器、换电控制器、换电提示信号发生系统、电池包落锁信号发生系统、车辆进站识别系统、电池管理系统和仪表显示模块等可构成车辆更换电池包的控制系统。车辆更换电池包的控制系统亦可包括电子驻车制动系统。
本申请的车辆更换电池包的控制方法和系统，通过设置车辆换电流程的各个判断和校验参数，实现车辆换电流程高效进行，从而实现车辆更换电池包的安全、快速和便捷进行。
更具体地，本申请的技术方案通过进站提示信号、换电提示信号及电池包落锁信号等多种信号之间的相互校验和综合判断，完成对换电过程的准确进行和状态监测。
在车辆下电过程中，如果车辆使用人员未按照仪表显示模块的提示完成下电操作时，整车控制器对可整车进行紧急下电，保证电池包在更换时不存在高压回路，避免带电更换电池包，增加人员及设备的安全性。
同时，在车辆行驶过程中，避免由于传感器故障导致车辆无法行驶或突然减速，可以增加车辆和车辆使用人员的安全，并减少换电过程误判的可能性，且提高换电过程的效率。
本申请还提供一种车辆更换电池包的控制装置，包括：存储器，用于存储可由处理器执行的指令；以及处理器，用于执行所述指令以实现如前所述的方法。
图3示出了根据本申请一实施例示出的车辆更换电池包的控制装置的组成示意图。车辆更换电池包的控制装置300可包括内部通信总线301、处理器(Processor)302、只读存储器(ROM)303、随机存取存储器(RAM)304、以及通信端口305。车辆更换电池包的控制装置300通过通信端口连接网络，并可与其他设备连接。内部通信总线301可以实现车辆更换电池包的控制装置300组件间的数据通信。处理器302可以进行判断和发出提示。在一些实施例中，处理器302可以由一个或多个处理器组成。通信端口305可以实现从网络发送和接受信息及数据。车辆更换电池包的控制装置300还可以包括不同形式的程序储存单元以及数据储存单元，例如只读存储器(ROM)303和随机存取存储器(RAM)304，能够存储计算机处理和/或通信使用的各种数据文件，以及处理器302所执行的可能的程序指令。处理器执行这些指令以实现方法的主要部分。处理器处理的结果可通过通信端口传给用户设备，在用户界面上显示。
上述的车辆更换电池包的控制装置300可以实施为计算机程序，保存在存储器中，并可记载到处理器302中执行，以实施本申请的车辆更换电池包的控制方法。
本申请还提供了一种存储有计算机程序代码的计算机可读介质，所述计算机程序代码在由处理器执行时实现如上所述的车辆更换电池包的控制方法。
本申请的一些方面可以完全由硬件执行、可以完全由软件(包括固件、常驻软件、微码等)执行、也可以由硬件和软件组合执行。以上硬件或软件均可被称为“数据块”、“模块”、“引擎”、“单元”、“组件”或“系统”。处理器可以是一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DAPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器或者其组合。此外，本申请的各方面可能表现为位于一个或多个计算机可读介质中的计算机产品，该产品包括计算机可读程序编码。例如，计算机可读介质可包括，但不限于，磁性存储设备(例如，硬盘、软盘、磁带……)、光盘(例如，压缩盘CD、数字多功能盘DVD……)、智能卡以及闪存设备(例如，卡、棒、键驱动器……)。
计算机可读介质可能包含一个内含有计算机程序编码的传播数据信号，例如在基带上或作为载波的一部分。该传播信号可能有多种表现形式，包括电磁形式、光形式等等、或合适的组合形式。计算机可读介质可以是除计算机可读存储介质之外的任何计算机可读介质，该介质可以通过连接至一个指令执行系统、装置或设备以实现通讯、传播或传输供使用的程序。位于计算机可读介质上的程序编码可以通过任何合适的介质进行传播，包括无线电、电缆、光纤电缆、射频信号、或类似介质、或任何上述介质的组合。
同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
虽然本申请已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本申请，在没有脱离本申请精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本申请的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。
Claims (10)
1.一种车辆更换电池包的控制方法，包括以下步骤：
判断是否接收到进站提示信号；
当接收到所述进站提示信号时，判断所述车辆的车速是否为零；
当所述车辆的车速为零时，判断所述车辆的启动开关是否处于关闭档；
当所述车辆的启动开关处于关闭档时，将所述车辆进行下电操作，并开始更换电池包；
其中，所述进站提示信号是标识所述车辆是否进入换电站的信号。
2.根据权利要求1所述的车辆更换电池包的控制方法，其特征在于，当所述车辆的启动开关未处于关闭档时，判断换电提示信号是否为真值；
当所述换电提示信号为真值时，等待第一设定时长后，判断电池包落锁信号是否为真值；
当所述电池包落锁信号为非真值时，将所述车辆进行下电操作，并开始更换电池包；
其中，所述换电提示信号由换电装置和所述车辆的待更换电池包上的第一传感器感应产生，所述换电提示信号的真值标示所述换电装置已位于所述待更换电池包的临近位置；
所述电池包落锁信号由换电装置和所述车辆的待更换电池包上的第二传感器感应产生，所述电池包落锁信号的真值标示所述待更换电池包未处于解锁状态。
3.根据权利要求1所述的车辆更换电池包的控制方法，其特征在于，还包括：
当未接收到所述进站提示信号时，判断换电提示信号是否为真值；
当所述换电提示信号为真值时，等待第一设定时长后，判断电池包落锁信号是否为真值；
当所述电池包落锁信号为非真值时，判断所述车辆的车速为零；
当所述车辆的车速为零时，将所述车辆进行下电操作，并开始更换电池包；
其中，所述换电提示信号由换电装置和所述车辆的待更换电池包上的第一传感器感应产生，所述换电提示信号的真值标示所述换电装置已位于所述待更换电池包的临近位置；
所述电池包落锁信号由换电装置和所述车辆的待更换电池包上的第二传感器感应产生，所述电池包落锁信号的真值标示所述待更换电池包未处于解锁状态。
4.根据权利要求3所述的车辆更换电池包的控制方法，其特征在于，当所述电池包落锁信号为真值时，判断所述电池包落锁信号为真值的持续时间是否达到第二设定时长；
如果所述电池包落锁信号为真值的持续时间达到第二设定时长，则发出所述第一传感器发生故障的提示信号。
5.根据权利要求3所述的车辆更换电池包的控制方法，其特征在于，当所述换电提示信号为非真值时，判断所述电池包落锁信号是否为真值；
当所述电池包落锁信号为真值时，判断所述电池包落锁信号为真值的持续时间是否达到第三设定时长；
如果所述电池包落锁信号为真值的持续时间未达到第三设定时长，则发出所述第二传感器发生故障的提示信号。
6.根据权利要求3所述的车辆更换电池包的控制方法，其特征在于，当所述电池包落锁信号为非真值时，判断所述车辆是否处于行车模式；
当所述车辆处于行车模式时，发送所述第二传感器发生故障的提示信号，并发出车辆强制下电提示信号；
当所述车辆未处于行车模式时，判断所述车辆是否处于上电流程；
当所述车辆处于上电流程时，发出禁止上高压电信号，并发送电池包状态提示信息。
7.根据权利要求1所述的车辆更换电池包的控制方法，其特征在于，将所述车辆进行下电操作，并开始更换电池包时，还将所述车辆的电子驻车制动装置调整至解锁状态。
8.根据权利要求2或3所述的车辆更换电池包的控制方法，其特征在于，所述第一传感器和/或第二传感器包括霍尔传感器。
9.一种车辆更换电池包的控制装置，包括：
存储器，用于存储可由处理器执行的指令；
处理器，执行所述指令以实现如权利要求1-8任一项所述的方法。
10.一种存储有计算机程序代码的计算机可读介质，所述计算机程序代码在由处理器执行时实现如权利要求1-8任一项所述的方法。
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