CN113744514A - 一种电池包信号传输系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电池包信号传输系统，涉及电动汽车换电领域。该电池包信号传输系统包括：设置在电池包锁止机构内部的车端传感器，所述车端传感器用于获取车辆更换电池过程中的电池包状态信号；与所述车端传感器连接的耦合传输头；设置在换电站换电设备上的站端传感器；所述车端传感器通过耦合传输头将所述电池包状态信号发送给所述站端传感器。通过车端传感器上的耦合传输头与站端传感器之间的电磁感应实现车端与站端之间的离散数字量通信，无需通信协议的握手，数据传输以及校验的过程，能够快速响应并反馈当前车端传感器采集的电池包状态信号。

Description

一种电池包信号传输系统
技术领域
本发明涉及电动汽车换电领域，特别涉及一种电池包信号传输系统。
背景技术
目前，影响电动汽车商业化推广的主要因素为车辆行驶里程短、充电时间长，解决方法包括两个途径：电池快充技术和电池快换技术。其中电池快充技术对电池温度要求较高，且快充发热大，会缩短电池寿命。电池快换技术可有效解决电池充电维护和电池寿命问题。采用快换技术是指使用手动或自动快换设备对车辆电池进行更换。
在进行车端和换电站端之间的通信时，可以采用带通信协议的无线通信方式和带主次大功率耦合器的近场感应通信方式，具体地，通过带协议的无线通信方式，但是该方式的响应时间较长，且在换电时间要求很高的场合并不适用，另外因为交互数据基本为离散数字量，故采用此种通信行驶成本较高；通过带主次大功率耦合器的近场感应通信方式，需要加装大功率耦合器在车端，占用车端空间，增加车端成本。
发明内容
本发明实施例提供一种电池包信号传输系统，用以解决如何低成本的实现车端与站端的通信的问题。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种电池包信号传输系统，包括：
设置在电池包锁止机构内部的车端传感器，所述车端传感器用于获取车辆更换电池过程中的电池包状态信号；
与所述车端传感器连接的耦合传输头；
设置在换电站换电设备上的站端传感器；
所述车端传感器通过耦合传输头将所述电池包状态信号发送给所述站端传感器。
进一步地，所述车端传感器与所述耦合传输头之间设有供电线路；
所述耦合传输头通过无线耦合，感应所述站端传感器发出的无线信号并生成感应电流，通过所述供电线路为所述车端传感器供电。
进一步地，所述站端传感器与换电站的站端控制器连接，用于将获取到的车辆更换电池过程中的电池包状态信号发送到所述站端控制器，所述站端控制器根据所述电池包状态信号，发送控制信号到换电设备执行换电动作。
进一步地，所述状态信号包括：电池到位信号、保护锁落锁信号和电池解锁到位信号中的至少一个。
进一步地，所述车端传感器还与车端控制器通过线束连接，所述车端控制器用于对所述车端传感器采集到的状态信号进行监控。
进一步地，所述电池包锁止机构内部设置有多个所述车端传感器，其中，至少一个所述车端传感器与耦合传输头连接，至少一个所述车端传感器与车端控制器连接。
本发明的有益效果是：
上述方案，通过车端传感器上的耦合传输头与站端传感器之间的电磁感应实现车端与站端之间的离散数字量通信，无需通信协议的握手，数据传输以及校验的过程，能够快速响应并反馈当前车端传感器采集的电池包状态信号。
附图说明
图1表示本发明实施例的电池包信号传输系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本发明的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本发明的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。
应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
在本发明的各种实施例中，应理解，下述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
本发明针对如何低成本的实现车端与站端的通信的问题，提供一种电池包信号传输系统。
如图1本发明实施例提供一种电池包信号传输系统，包括：
设置在电池包锁止机构内部的车端传感器，所述车端传感器用于获取车辆更换电池过程中的电池包状态信号；所述状态信号包括：电池到位信号、保护锁落锁信号和电池解锁到位信号中的至少一个；
与所述车端传感器连接的耦合传输头；
设置在换电站换电设备上的站端传感器；
所述车端传感器通过耦合传输头将所述电池包状态信号发送给所述站端传感器。
本发明实施例通过车端传感器上的耦合传输头与站端传感器之间的电磁感应实现车端与站端之间的离散数字量通信，无需通信协议的握手，数据传输以及校验的过程，能够快速响应并反馈当前车端传感器采集的电池包状态信号。
需要说明的是，本发明实施例中换电设备上集成的站端传感器，通过无线耦合方式，使耦合传输头产生微弱电流，用来感应车端传感器状态，并再次通过非接触的无线方式，将电池包状态信号回传到站端传感器。本发明实施例与传统无线传输方式相比，去除了协议握手验证、上传、下载等环节，节省了时间，直接交互即可进行简单的离散数字量交互操作。
进一步需要说明的是，为确保换电车辆在运行中和换电过程中的电池机械电气连接安全，换电站的换电设备和整车需要实时监控换电电池安装路径和电池连接状态。在电池换电前，需要判断电池状态，只有在电池状态满足换电条件时才允许执行换电流程。并且，在换电过程中需要实时监控落锁信号和电池位置信号，控制换电设备对电池进行移动，以更换电池。故在汽车底盘框架上需要集成锁止电池包的机构，同时在电池包锁止机构内部设置车端传感器，用于感知电池包锁止机构框架的上锁和保护锁状态，确保电池安装上锁成功，并将状态信号传递给换电站，进行闭环逻辑的判断。
具体地，所述站端传感器与换电站的站端控制器连接，用于将获取到的车辆更换电池过程中的电池包状态信号发送到所述站端控制器，所述站端控制器根据所述电池包状态信号，发送控制信号到换电设备执行换电动作。
具体地，所述车端传感器与所述耦合传输头之间设有供电线路；所述耦合传输头通过无线耦合，感应所述站端传感器发出的无线信号并生成感应电流，通过所述供电线路为所述车端传感器供电。本发明实施例的站端传感器与24V电源连接，由于与车端传感器连接的耦合传输头和站端传感器内部主要器件均为线圈，故在站端传感器被供电的情况下站端传感器会产生磁场，车端的耦合传输头内部线圈通过磁场产生微弱电流，电流通过供电电路传递到车端传感器，从而实现对车端传感器进行供电的目的，故车端传感器无需车端单独供电，与传统无线传输相比，本发明实施例摒弃了传统无线传输方式给传输头供电，消耗车端电量的缺点，无需车端供给电能，节省车端功耗，由于无需车端与传感器进行供电连接，还能够节省线束。
具体地，在换电过程中车端控制器需要对电池包状态信号进行监控，故所述车端传感器还与车端控制器通过线束连接，所述车端控制器用于对所述车端传感器采集到的状态信号进行监控。
需要说明的是，在换电过程中车端传感器采集到的电池包状态信号中，需要根据预设要求发送到车端控制器或站端控制器，具体为需要将电池到位信号和保护锁落锁信号发送到车端控制器，将电池解锁到位信号和保护落锁信号发送到站端控制器，所述电池包锁止机构内部设置有多个所述车端传感器，其中，至少一个所述车端传感器与耦合传输头连接，至少一个所述车端传感器与车端控制器连接。
本发明实施例的电池包信号传输系统通过在车端传感器上搭载的耦合传输头即可实现与站端控制器的交互，无需其他功率耦合器和传输模块等附件，并且，相比于传统的采用大功率耦合器的传输方式，需要一个较大的专用耦合模块与多个传感器进行连接，且连接传感器的数量是固定的，容易造成浪费，且耦合模块需要占用车内空间较大，造成车内空间的浪费，而本发明实施例中，可以根据实际需要为车端传感器配置耦合传输头，并且该耦合传输头和车端传感器之间是一一对应的，无需占用车端过多的空间安装冗余附件，另外，由于汽车换电过程中，换电站所需信号较少，且多为数字量信号，故采用本发明实施例的传输系统能够很好的实现信号传输，并且能够降低整车成本。
以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种电池包信号传输系统，其特征在于，包括：
设置在电池包锁止机构内部的车端传感器，所述车端传感器用于获取车辆更换电池过程中的电池包状态信号；
与所述车端传感器连接的耦合传输头；
设置在换电站换电设备上的站端传感器；
所述车端传感器通过耦合传输头将所述电池包状态信号发送给所述站端传感器。
2.根据权利要求1所述的电池包信号传输系统，其特征在于，所述车端传感器与所述耦合传输头之间设有供电线路；
所述耦合传输头通过无线耦合，感应所述站端传感器发出的无线信号并生成感应电流，通过所述供电线路为所述车端传感器供电。
3.根据权利要求1所述的电池包信号传输系统，其特征在于，所述站端传感器与换电站的站端控制器连接，用于将获取到的车辆更换电池过程中的电池包状态信号发送到所述站端控制器，所述站端控制器根据所述电池包状态信号，发送控制信号到换电设备执行换电动作。
4.根据权利要求1所述的电池包信号传输系统，其特征在于，所述状态信号包括：电池到位信号、保护锁落锁信号和电池解锁到位信号中的至少一个。
5.根据权利要求1所述的电池包信号传输系统，其特征在于，所述车端传感器还与车端控制器通过线束连接，所述车端控制器用于对所述车端传感器采集到的状态信号进行监控。
6.根据权利要求1所述的电池包信号传输系统，其特征在于，所述电池包锁止机构内部设置有多个所述车端传感器，其中，至少一个所述车端传感器与耦合传输头连接，至少一个所述车端传感器与车端控制器连接。
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