CN114132208B - 换电站及其电池转运控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种换电站及其电池转运控制方法。电池转运控制方法应用于包括穿梭车和码垛机的换电站，所述穿梭车包括可升降的电池承载平台，所述码垛机包括可升降的电池取放机构；所述电池转运控制方法包括以下步骤：控制所述穿梭车和所述码垛机移动至电池交换区域；其中，在所述电池交换区域内，所述电池取放机构的高度高于所述电池承载平台的高度；控制所述电池取放机构根据预设指令与所述穿梭车进行电池交换。本发明中，在电池交换之前，电池交换区域内码垛机中电池取放机构的高度高于穿梭车中电池承载平台的高度，使得在电池交换过程中电池、穿梭车以及码垛机之间不会产生碰撞，从而提高了电池转运的效率，进而提高了换电效率。

Description

换电站及其电池转运控制方法
技术领域
本发明涉及换电领域，特别涉及一种换电站及其电池转运控制方法。
背景技术
随着电动汽车的逐步发展和普及，各个汽车厂商相继推出了不同型号的电动汽车。现有的电动汽车可以通过换电的方式实现补电，具体地，通过换电站将电动汽车的亏电电池更换为充满电的电池来实现快速换电。
不同电动汽车的电池尺寸可能会有所不同，例如不同厂商生产的电动汽车的电池尺寸不同、不同型号的电动汽车的电池尺寸不同等，换电站在对大尺寸的电池进行转运的过程中可能会发生碰撞，从而导致换电效率下降。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中电池转运过程中可能会发生碰撞的缺陷，提供一种能够避免发生碰撞并提高换电效率的换电站及其电池转运控制方法。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
本发明的第一方面提供一种电池转运控制方法，应用于包括穿梭车和码垛机的换电站，所述穿梭车包括可升降的电池承载平台，所述码垛机包括可升降的电池取放机构；
所述电池转运控制方法包括以下步骤：
控制所述穿梭车和所述码垛机移动至电池交换区域；其中，在所述电池交换区域内，所述电池取放机构的高度高于所述电池承载平台的高度；
控制所述电池取放机构根据预设指令与所述穿梭车进行电池交换。
本实施方式中，在电池交换之前，电池交换区域内码垛机中电池取放机构的高度高于穿梭车中电池承载平台的高度，使得无论是码垛机从穿梭车上取电池的电池交换过程，还是码垛机向穿梭车上放电池的电池交换过程，电池、穿梭车以及码垛机之间都不会产生碰撞，从而提高了电池转运的效率，进而提高了换电效率。
较佳地，当所述电池交换为所述码垛机从所述穿梭车上取电池时，所述预设指令为：
控制所述电池取放机构下降至电池取放高度；
控制所述电池取放机构伸出以获取所述电池承载平台上的电池；
控制所述电池取放机构上升，以使所述电池承载平台上的电池转运至所述电池取放机构；
控制所述电池取放机构缩回。
本实施方式中，通过控制电池取放机构在电池取放高度伸出、上升并缩回，成功实现了码垛机从穿梭车上取电池。
较佳地，当所述电池交换为所述码垛机向所述穿梭车上放电池时，所述预设指令为：
控制所述电池取放机构伸出至所述电池承载平台的上方；
控制所述电池取放机构下降至电池取放高度，以使所述电池取放机构上的电池转运至所述电池承载平台；
控制所述电池取放机构缩回。
本实施方式中，通过控制电池取放机构伸出并下降至电池取放高度后缩回，成功实现了码垛机向穿梭车上放电池。
较佳地，所述电池取放高度低于所述电池承载平台的高度。
较佳地，在电池交换的过程中，所述电池取放机构下降的高度范围为100-200mm。
较佳地，所述控制所述穿梭车移动至电池交换区域的步骤之后，还包括：控制所述电池承载平台上升至第一高度。
本实施方式中，通过控制电池承载平台上升与电池取放机构下降的配合，使得在电池交换过程中电池取放机构下降的高度减少，节约了电池取放机构下降的时间，从而提高了电池转运的效率，进一步提高了换电效率。
较佳地，在电池交换的过程中，所述电池承载平台上升的高度范围为0-100mm。
较佳地，在所述控制所述码垛机移动至电池交换区域的步骤之前还包括：
获取换电车辆的车辆信息，所述车辆信息包括电池厚度信息；
所述控制所述码垛机移动至电池交换区域的步骤为：根据所述电池厚度信息控制所述电池取放机构移动至所述电池交换区域内对应的高度位置上。
本实施方式中，根据不同的电池厚度信息将电池取放机构定位至不同的高度，与将电池取放机构定位至统一的最高高度相比，节约了定位时间，减少了电池取放机构的下降高度，从而提高了电池转运的效率，进一步提高了换电效率。
较佳地，所述码垛机上设置有传感器，在所述电池交换区域中与所述电池取放机构对应位置上设有检测件；
在所述电池取放机构移动过程中，基于所述传感器与所述检测件触发产生的信号控制所述电池取放机构停止移动。
本实施方式中，通过传感器与检测件的配合，实现了电池取放机构的精准定位。
较佳地，所述码垛机上设置有视觉定位装置，在所述电池交换区域中与所述电池取放机构对应位置上设有定位点；
在所述电池取放机构移动完成后，所述视觉定位装置采集对应区域的视觉图像，根据所述视觉图像与标准图像获取位置调整量，基于所述位置调整量控制所述电池取放机构移动至对应位置。
本实施方式中，通过视觉定位装置与定位点的配合，实现了电池取放机构的精准定位。
本发明的第二方面提供一种换电站，包括：
穿梭车，包括可升降的电池承载平台；
码垛机，包括可升降的电池取放机构；
以及控制器，被配置为执行如上所述的电池转运控制方法。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的一种换电站的示意图。
图2为本发明实施例1提供的电池转运控制方法的流程图。
图3为本发明实施例1提供的码垛机从穿梭车上取电池的方法流程图。
图4为本发明实施例1提供的码垛机向穿梭车上放电池的方法流程图。
图5为本发明实施例2提供的换电站的结构框图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
本实施例提供的电池转运控制方法应用于包括穿梭车和码垛机的换电站。其中，所述穿梭车包括可升降的电池承载平台，所述码垛机包括可升降的电池取放机构。
需要说明的是，如图1所示，穿梭车用于将从换电车辆拆卸的电池转运至码垛机上，码垛机用于将换下的电池转运至充电室的电池架上，以对电池进行充电。码垛机还用于从充电室的电池架取下充满电的电池，并将充满电的电池转运至穿梭车上，穿梭车用于将充满电的电池安装至换电车辆上。
其中，穿梭车是一种底部换电设备，用于移动至换电车辆的底部，从换电车辆中拆卸电池，或者将电池安装至换电车辆中。
本实施例的电池转运控制方法中所用的电池锁止机构、换电设备(穿梭车)和码垛机分别以中国专利申请号2016110412204、2017112442213、2017100524087为例进行说明，但本发明的控制方法并不以上述现有技术中的具体结构为限，还可适用于其他底部换电方式的机构的控制。
如图2所示，本实施例提供的电池转运控制方法包括以下步骤：
步骤S101、控制所述穿梭车和所述码垛机移动至电池交换区域；其中，在所述电池交换区域内，所述电池取放机构的高度高于所述电池承载平台的高度。
步骤S101中，基于电池交换指令分别控制穿梭车和码垛机移动至电池交换区域。其中，电池交换区域是指穿梭车和码垛机实际进行电池交换的区域。
在可选的一种实施方式中，步骤S101之前还包括步骤S100、获取换电车辆的车辆信息，所述车辆信息包括电池厚度信息。
步骤S101具体包括：根据所述电池厚度信息控制所述电池取放机构移动至所述电池交换区域内对应的高度位置。其中，不同的电池厚度信息对应不同的高度位置。在一个具体的例子中，电池的厚度越大，对应的高度越高，电池的厚度越小，对应的高度越低。
本实施方式中，根据不同的电池厚度信息将电池取放机构定位至不同的高度，与将电池取放机构定位至统一的最高高度相比，节约了定位时间，减少了电池取放机构的下降高度，从而提高了电池转运的效率，提高了换电效率。
步骤S102、控制所述电池取放机构根据预设指令与所述穿梭车进行电池交换。
本实施方式中，在电池交换之前，电池交换区域内码垛机中电池取放机构的高度高于穿梭车中电池承载平台的高度，使得无论是码垛机从穿梭车上取电池的电池交换过程，还是码垛机向穿梭车上放电池的电池交换过程，电池、穿梭车以及码垛机之间都不会产生碰撞，从而提高了电池转运的效率，进而提高了换电效率。
在步骤S102可选的一种实施方式中，穿梭车上放置有从换电车辆上取下的电池，如图3所示，码垛机从穿梭车上取电池的方法包括以下步骤：
步骤S201、控制所述电池取放机构下降至电池取放高度。
步骤S202、控制所述电池取放机构伸出以获取所述电池承载平台上的电池。
在步骤S202可选的一种实施方式中，控制电池取放机构伸出至电池承载平台上电池的下方，以托起的方式获取电池。在一个具体的例子中，电池取放机构包括两个伸缩臂，控制两个伸缩臂伸出至电池下方，以托起的方式获取电池。
在步骤S202可选的另一种实施方式中，控制电池取放机构伸出至电池承载平台上电池的上方，以抓取的方式获取电池。在一个具体的例子中，电池取放机构包括抓取机构，控制抓取机构伸出至电池的上方，以抓取的方式获取电池。
步骤S203、控制所述电池取放机构上升，以使所述电池承载平台上的电池转运至所述电池取放机构。
步骤S204、控制所述电池取放机构缩回。
本实施方式中，通过控制电池取放机构在电池取放高度伸出、上升并缩回，成功实现了码垛机从穿梭车上取电池。
在步骤S102可选的另一种实施方式中，码垛机上放置有充满电的电池，如图4所示，码垛机向穿梭车上放电池的方法包括以下步骤：
步骤S301、控制所述电池取放机构伸出至所述电池承载平台的上方。
步骤S302、控制所述电池取放机构下降至电池取放高度，以使所述电池取放机构上的电池转运至所述电池承载平台。
步骤S303、控制所述电池取放机构缩回。
本实施方式中，通过控制电池取放机构伸出并下降至电池取放高度后缩回，成功实现了码垛机向穿梭车上放电池。
在可选的一种实施方式中，上述电池取放高度低于所述电池承载平台的高度。
在可选的另一种实施方式中，上述电池取放高度与所述电池承载平台的高度相同。
在具体实施的一些例子中，在电池交换的过程中，所述电池取放机构下降的高度范围为100-200mm。具体地，电池取放机构从电池交换之前的定位高度下降至电池取放高度，下降的高度范围为100-200mm。
在可选的一种实施方式中，步骤S101之后还包括：控制所述电池承载平台上升至第一高度。需要说明的是，即使电池承载平台上升至第一高度，也仍然低于电池取放机构的高度。也就是说，在进行电池交换的过程中，电池取放机构仍然需要下降高度。
本实施方式中，通过控制电池承载平台上升与电池取放机构下降的配合，使得在电池交换过程中电池取放机构下降的高度减少，节约了电池取放机构下降的时间，从而提高了电池转运的效率，进一步提高了换电效率。
在一个例子中，电池取放机构可下降到的最低高度仍然高于电池承载平台所在的高度，需要控制电池承载平台上升至第一高度，其中，第一高度高于电池取放机构可下降到的最低高度，以顺利实现在电池取放机构与电池承载平台之间转运电池。
在具体实施的一些例子中，在电池交换的过程中，所述电池承载平台上升的高度范围为0-100mm。
在可选的一种实施方式中，通过传感器与检测件的配合，实现了电池取放机构的精准定位。具体地，所述码垛机上设置有传感器，在所述电池交换区域中与所述电池取放机构对应位置上设有检测件；
在所述电池取放机构移动过程中，基于所述传感器与所述检测件触发产生的信号控制所述电池取放机构停止移动。
本实施方式的移动过程是指上下移动过程，也即升降过程，电池取放机构中设有多个检测件，通过与传感器配合触发产生多个信号实现多个高度的定位。
在可选的另一种实施方式中，通过视觉定位装置与定位点的配合，实现了电池取放机构的精准定位。具体地，所述码垛机上设置有视觉定位装置，在所述电池交换区域中与所述电池取放机构对应位置上设有定位点；
在所述电池取放机构移动完成后，所述视觉定位装置采集对应区域的视觉图像，根据所述视觉图像与标准图像获取位置调整量，基于所述位置调整量控制所述电池取放机构移动至对应位置。
在具体实施的一个例子中，视觉定位装置为摄像机，用于拍摄对应区域的视觉图像。通过比较拍摄的视觉图像与内部存储的标准图像，计算得到位置调整量，基于位置调整量控制电池取放机构移动到准确的位置。
实施例2
如图5所示，本实施例提供一种换电站40，包括穿梭车41、码垛机42以及控制器43。
穿梭车41包括可升降的电池承载平台，码垛机42包括可升降的电池取放机构，控制器43被配置为执行如实施例1所述的电池转运控制方法。
本实施方式中，在电池交换之前，电池交换区域内码垛机中电池取放机构的高度高于穿梭车中电池承载平台的高度，使得无论是码垛机从穿梭车上取电池的电池交换过程，还是码垛机向穿梭车上放电池的电池交换过程，电池、穿梭车以及码垛机之间都不会产生碰撞，从而提高了换电站转运电池的效率，进而提高了换电效率。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种电池转运控制方法，应用于包括穿梭车和码垛机的换电站，其特征在于，所述穿梭车包括可升降的电池承载平台，所述码垛机包括可升降的电池取放机构；
所述电池转运控制方法包括以下步骤：
控制所述穿梭车和所述码垛机移动至电池交换区域；其中，在所述电池交换区域内，所述电池取放机构的高度高于所述电池承载平台的高度；
控制所述电池取放机构根据预设指令与所述穿梭车进行电池交换；
在所述控制所述码垛机移动至电池交换区域的步骤之前还包括：
获取换电车辆的车辆信息，所述车辆信息包括电池厚度信息；
所述控制所述码垛机移动至电池交换区域的步骤为：根据所述电池厚度信息控制所述电池取放机构移动至所述电池交换区域内对应的高度位置，使得所述电池取放机构伸出至所述电池承载平台上电池的上方，以抓取的方式获取电池。
2.如权利要求1所述的电池转运控制方法，其特征在于，当所述电池交换为所述码垛机从所述穿梭车上取电池时，所述预设指令为：
控制所述电池取放机构下降至电池取放高度；
控制所述电池取放机构伸出以获取所述电池承载平台上的电池；
控制所述电池取放机构上升，以使所述电池承载平台上的电池转运至所述电池取放机构；
控制所述电池取放机构缩回。
3.如权利要求1所述的电池转运控制方法，其特征在于，当所述电池交换为所述码垛机向所述穿梭车上放电池时，所述预设指令为：
控制所述电池取放机构伸出至所述电池承载平台的上方；
控制所述电池取放机构下降至电池取放高度，以使所述电池取放机构上的电池转运至所述电池承载平台；
控制所述电池取放机构缩回。
4.如权利要求2或3所述的电池转运控制方法，其特征在于，在电池交换的过程中，所述电池取放机构下降的高度范围为100-200mm。
5.如权利要求1所述的电池转运控制方法，其特征在于，所述控制所述穿梭车移动至电池交换区域的步骤之后，还包括：控制所述电池承载平台上升至第一高度。
6.如权利要求5所述的电池转运控制方法，其特征在于，在电池交换的过程中，所述电池承载平台上升的高度范围为0-100mm。
7.如权利要求1所述的电池转运控制方法，其特征在于，所述码垛机上设置有传感器，在所述电池交换区域中与所述电池取放机构对应位置上设有检测件；
在所述电池取放机构移动过程中，基于所述传感器与所述检测件触发产生的信号控制所述电池取放机构停止移动。
8.如权利要求1所述的电池转运控制方法，其特征在于，所述码垛机上设置有视觉定位装置，在所述电池交换区域中与所述电池取放机构对应位置上设有定位点；
在所述电池取放机构移动完成后，所述视觉定位装置采集对应区域的视觉图像，根据所述视觉图像与标准图像获取位置调整量，基于所述位置调整量控制所述电池取放机构移动至对应位置。
9.一种换电站，其特征在于，包括：
穿梭车，包括可升降的电池承载平台；
码垛机，包括可升降的电池取放机构；
以及控制器，被配置为执行如权利要求1-8中任一项所述的电池转运控制方法。
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