CN114312442B - 换电站及其换电控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种换电站及其换电控制方法。换电站包括车轮导向定位装置以及换电设备，换电设备上设有行车通道和换电平台，行车通道与车轮导向定位装置之间形成载车平台，换电平台用于拆装电池，该方法包括：控制所述行车通道调整至与所述车轮导向定位装置相对应的位置；调整所述换电设备的姿态，以使换电平台与换电车辆的电池所在位置对准。本发明针对自身具有载车平台的一部分行车通道以便于车辆行驶通过并停放在载车平台上的换电设备，使得换电设备能够满足不同车型的换电车辆行驶至停放在车轮导向定位装置上，并且能够与不同车型的换电车辆的电池位置对准，增加了换电设备的灵活性与通用性，从而提高换电的准确性及换电效率。

Description

换电站及其换电控制方法

技术领域

本发明涉及换电站领域，特别涉及一种换电站及其换电控制方法。

背景技术

快换式电动汽车，可以通过更换电池包的方式，满足快换式电动汽车的供电需求。在更换电池包的过程中，一般需要使用换电设备。换电设备用于将旧的电池包从电动汽车中解锁并拆卸，并且将新的电池包装入电动汽车中并锁止成功。

现有技术中，公开号为CN105584465A的中国专利公开了一种电池快速换电装置，将电池快换设备(即换电设备)、码垛机以及充电架集成在一个集装箱，整个换电装置可移动性增强，便于搬运使用。公开号为CN108688625A的中国专利公开了一种电池装取控制系统(即换电设备)，通过水平检测单元、垂直检测单元等检测单元与装取控制器相配合，实现该电池装取控制系统的电池卸除、安装过程中的精确控制，使电池能快速从电池安装座中卸除或安装于电池安装座中。公开号为CN111231749A的中国专利公开了一种换电设备，通过控制行走机构移动，使得换电设备到达电动车下方的换电位置，第一移动平台对准电动汽车上的电池包的定位座，以进行换电操作。公开号为CN111251937A的中国专利公开了一种穿梭车(即换电设备)，通过设置能水平移动且升降的移动平台，以及能行走的行走机构，使得穿梭车能实现电池包的解锁和锁止。

现有技术的换电设备往往只与单一车型相匹配。也即，换电设备只能为单一车型提供换电服务。鉴于不同车型自身的尺寸和电池的安装位置、电池的形状、尺寸的差异，换电设备难以为不同的车型提供准确且有效的换电操作。

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换电设备不能兼容不同车型的缺陷，提供一种能够适配不同车型换电车辆的换电站及其换电控制方法。

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换电站的换电控制方法，所述换电站包括车轮导向定位装置以及换电设备，所述换电设备上设有行车通道和换电平台，所述行车通道与所述车轮导向定位装置之间形成载车平台，所述换电平台用于拆装电池，所述换电控制方法包括以下步骤：

控制所述行车通道调整至与所述车轮导向定位装置相对应的位置；

调整所述换电设备的姿态，以使所述换电设备的换电平台与换电车辆的电池所在位置对准。

本方案中，针对自身具有载车平台的一部分行车通道以便于车辆行驶通过并停放在载车平台上的换电设备，通过调整行车通道的位置和换电设备的姿态，使得换电设备能够满足不同车型的换电车辆行驶至停放在车轮导向定位装置上，并且能够与不同车型的换电车辆的电池位置对准，增加了换电设备的灵活性与通用性，从而提高换电的准确性及换电效率。

较佳地，在所述调整所述换电设备的姿态的步骤之前还包括：

检测所述载车平台上是否停放换电车辆；

若是，则执行调整所述换电设备的姿态的步骤。

本方案中，在确定载车平台上停放换电车辆之后再调整换电设备的姿态，以保证换电设备的换电平台与停放换电车辆的电池所在位置对准。

较佳地，在所述调整所述换电设备的姿态的步骤之后还包括：

向换电车辆发送行驶信号，以使所述换电车辆根据所述行驶信号行驶并停放至所述载车平台上。

本方案中，在换电车辆驶入载车平台之前调整换电设备的姿态，以使得换电车辆停放至载车平台之后可以快速进行换电，节约了换电时间，提高了换电效率。

较佳地，所述调整所述换电设备的姿态的步骤包括：

根据所述换电车辆的车辆信息获取所述换电设备沿所述换电车辆宽度方向的第一姿态调整量；

根据所述第一姿态调整量调整所述换电设备至对应位置。

本方案中，基于车辆信息获取换电设备沿换电车辆宽度方向的姿态调整量，可以使得换电设备准确到达换电位置，进一步了提高换电控制的准确性。

较佳地，所述调整所述换电设备的姿态的步骤包括：

根据所述换电车辆的车辆信息获取所述换电设备沿所述换电车辆长度方向的第二姿态调整量；

根据所述第二姿态调整量调整所述换电设备至对应位置。

本方案中，基于车辆信息获取换电设备沿换电车辆长度方向的姿态调整量，可以使得换电设备准确到达换电位置，进一步了提高换电控制的准确性。

较佳地，所述换电平台包括举升机构，所述举升机构上设有下层板；

所述调整所述换电设备的姿态的步骤包括：

根据所述换电车辆的车辆信息控制所述举升机构沿所述换电车辆的长度方向移动，以使所述下层板上的第一导向叉对准所述换电车辆底部的导向件。

本方案中，基于车辆信息控制举升机构沿换电车辆长度方向移动，带动换电设备的下层板与换电车辆上的锁止机构对准，提高了换电控制的准确性。

较佳地，所述举升机构上还设有用于安装电池托盘的上层板；

所述调整所述换电设备的姿态的步骤包括：

根据所述换电车辆的车辆信息控制所述上层板沿所述换电车辆的长度方向移动，以使所述上层板上的第二导向叉对准电池上的导向块。

本方案中，基于车辆信息控制上层板沿换电车辆长度方向移动，以使得换电设备的上层板与换电车辆的电池位置对准，进一步提高了换电控制的准确性。

较佳地，所述控制所述行车通道调整至与所述车轮导向定位装置相对应的位置的步骤具体包括：

根据换电车辆的车辆信息或者所述车轮导向定位装置的位置控制所述行车通道沿所述换电车辆的宽度方向移动至对应位置。

本方案中，根据车辆信息或车轮导向定位装置的位置调整行车通道的位置，以使不同车型的换电车辆均可在行车通道与车轮导向定位装置形成的载车平台上行驶，从而使得换电设备可以适配不同车型的换电车辆，增加了换电设备的灵活性与通用性。

较佳地，所述车辆信息包括车型信息和/或电池在所述换电车辆中对应的电池位置信息。

本方案中，不同车型的换电车辆对应不同的车轮位置信息(例如车轮间距)，以及内部嵌设的电池在不同换电车辆中的位置不同等，实现基于直接表征每种换电车辆的参数信息对换电设备进行动态位置调整以满足不同车型的换电车辆的换电需求。

较佳地，所述举升机构还包括底部框架，所述底部框架上设置有检测传感器，所述下层板的底部设置有与所述检测传感器对应的检测块；

所述调整所述换电设备的姿态的步骤包括：在移动过程中，当所述检测传感器感应到所述检测块时停止移动。

本方案中，通过检测传感器与检测块的配合使用，确保换电设备位置调整的准确性。

较佳地，所述调整所述换电设备的姿态的步骤包括：

实时采集对应区域的视觉图像；

基于标准图像得到调整量，并根据所述调整量调整所述换电设备至对应位置。

本方案中，通过实时采集视觉图像调整换电设备的位置，确保换电设备位置调整的准确性。

本发明的第二方面提供一种换电站，包括：

车轮导向定位装置；

换电设备，所述换电设备上设有行车通道和换电平台，所述行车通道与所述车轮导向定位装置之间形成载车平台，所述换电平台用于拆装电池；

以及控制器，被配置为执行第一方面所述的换电控制方法。

本发明的积极进步效果在于：针对自身具有载车平台的一部分行车通道以便于车辆行驶通过并停放在载车平台上的换电设备，通过调整行车通道的位置和换电设备的姿态，使得换电设备能够满足不同车型的换电车辆行驶至停放在车轮导向定位装置上，并且能够与不同车型的换电车辆的电池位置对准，增加了换电设备的灵活性与通用性，从而提高换电的准确性及换电效率。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的一种换电站的局部结构示意图。

图2为本发明实施例1提供的一种换电站的局部侧视示意图。

图3为本发明实施例1提供的一种换电站的换电控制方法的流程图。

图4为本发明实施例1提供的一种换电设备的结构示意图。

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

本发明实施例提供的换电站的换电控制方法应用于包括车轮导向定位装置以及换电设备的换电站。其中，所述换电设备上设有行车通道和换电平台，所述行车通道与所述车轮导向定位装置之间形成载车平台，换电车辆可在所述载车平台上行驶，并停泊在所述载车平台上进行换电。所述换电平台用于拆装所述换电车辆的电池。换电站用于为停泊在载车平台上的换电车辆进行换电，具体地，通过将换电车辆的亏电电池更换为充满电的电池以实现换电。

图1是用于示出一种换电站的局部结构示意图。在如图1所示的例子中，换电站包括上坡道101、下坡道102以及位于上坡道和下坡道之间的载车平台103，换电设备上设有行车通道31，行车通道31与车轮导向定位装置10组成可供换电车辆行驶的载车平台103。换电车辆用于从上坡道101驶入，并停泊在载车平台103进行换电，换电结束后从下坡道102驶出。

如图2所示，本发明实施例中的载车平台由车轮导向定位装置10和行车通道31组成，载车平台具有向地面延伸的凹槽，换电设备30位于该凹槽内，用于从换电车辆20中拆卸电池，或者将电池安装至换电车辆20中。

如图3所示，本实施例提供的换电控制方法包括以下步骤：

步骤S101、控制所述行车通道调整至与所述车轮导向定位装置相对应的位置。

在步骤S101可选的一种实施方式中，根据换电车辆的车辆信息控制所述行车通道沿所述换电车辆的宽度方向移动至对应位置。

本实施方式中，根据车辆信息调整行车通道的位置，以使不同车型的换电车辆均可在行车通道与车轮导向定位装置形成的载车平台上行驶，从而使得换电设备可以适配不同车型的换电车辆，增加了换电设备的灵活性与通用性。

在可选的一种实施方式中，在步骤S101之前还包括：

步骤S100、获取换电车辆的车辆信息。

其中，车辆信息包括但不限于车轮位置信息以及电池在所述换电车辆中对应的电池位置信息。

不同车型的换电车辆对应不同的车轮位置信息(例如车轮间距)，以及内部嵌设的电池在不同换电车辆中的位置不同等，实现基于直接表征每种换电车辆的参数信息对行车通道进行动态位置调整以满足不同车型换电车辆在载车平台上行驶的需求。

在可选的一种实施方式中，步骤S100具体包括：

步骤S100a、扫描并获取换电车辆的车牌信息。

步骤S100b、将所述车牌信息发送至云端服务器，并获取所述云端服务器根据所述车牌信息下发的车辆信息。

本实施方式中，通过云端服务器集中管理与存储入网的所有换电车辆的相关信息，减少换电站的设备资源占用率。在换电车辆进入换电站时，采用摄像头采集换电车辆图像，进而对换电车辆图像进行图像分析处理以获取换电车辆对应的车牌信息，然后将车牌信息上传至云端服务器，云端服务器根据车牌信息得到与之对应的车辆信息并下发至换电站中。

在步骤S101可选的另一种实施方式中，根据所述车轮导向定位装置的位置控制所述行车通道沿所述换电车辆的宽度方向移动至对应位置。

本实施方式中，行车通道的位置与车轮导向定位装置的位置相对应，因此根据车轮导向定位装置的位置调整行车通道的位置，可以使得不同车型的换电车辆均可在行车通道与车轮导向定位装置形成的载车平台上行驶，使换电设备可以适配不同车型的换电车辆，增加了换电设备的灵活性与通用性。

步骤S102、调整所述换电设备的姿态，以使所述换电设备的换电平台与换电车辆的电池所在位置对准。

本实施方式中，通针对自身具有载车平台的一部分行车通道以便于车辆行驶通过并停放在载车平台上的换电设备，通过调整行车通道的位置和换电设备的姿态，使得换电设备能够满足不同车型的换电车辆行驶至停放在车轮导向定位装置上，并且能够与不同车型的换电车辆的电池位置对准，增加了换电设备的灵活性与通用性，从而提高换电的准确性及换电效率。

在可选的一种实施方式中，在步骤S102之前还包括：检测所述载车平台上是否停放换电车辆；若是，则执行步骤S102。本实施方式中，在确定载车平台上停放换电车辆之后再调整换电设备的姿态，以保证换电设备的换电平台与停放换电车辆的电池所在位置对准。

在可选的另一种实施方式中，在步骤S102之后还包括：向换电车辆发送行驶信号，以使所述换电车辆根据所述行驶信号行驶并停放至所述载车平台上。本实施方式中，在换电车辆驶入载车平台之前调整换电设备的姿态，以使得换电车辆停放至载车平台之后可以快速进行换电，节约了换电时间，提高了换电效率。

其中，换电站向换电车辆发送行驶信号的方式包括但不限于Wi-Fi、蓝牙等无线通讯方式。在具体实施的一个例子中，上述行驶信号为提示信号，换电车辆在接收到提示信号之后可以将其进行显示或者播放，例如在换电车辆的屏幕上显示“请驶入载车平台”，或者利用换电车辆的扬声器播放“请驶入载车平台”的语音。

在可选的一种实施方式中，为了使得换电设备能够准确到达换电位置，基于车辆信息获取换电设备沿换电车辆宽度方向的第一姿态调整量，进而根据第一姿态调整量调整换电设备的位置，从而提高换电控制的准确性。具体地，步骤S102包括：

步骤S102a、根据所述换电车辆的车辆信息获取所述换电设备沿所述换电车辆宽度方向的第一姿态调整量；

步骤S102b、根据所述第一姿态调整量调整所述换电设备至对应位置。

在可选的另一种实施方式中，为了使得换电设备能够准确到达换电位置，基于车辆信息获取换电设备沿换电车辆长度方向的第二姿态调整量，进而根据第二姿态调整量调整换电设备的位置，从而提高换电控制的准确性。具体地，步骤S102包括：

步骤S102c、根据所述换电车辆的车辆信息获取所述换电设备沿所述换电车辆长度方向的第二姿态调整量；

步骤S102d、根据所述第二姿态调整量调整所述换电设备至对应位置。

在可选的一种实施方式中，所述换电平台包括举升机构，所述举升机构上设有下层板，下层板上设有第一导向叉，用于在拆装电池的过程中叉住换电车辆底部的导向件。

本实施方式中，为了使得换电设备与换电车辆对准，从而提高换电控制的准确性，步骤S102具体包括：

步骤S102e、根据所述换电车辆的车辆信息控制所述举升机构沿所述换电车辆的长度方向移动，以使所述下层板上的第一导向叉对准所述换电车辆底部的导向件。本实施方式中，通过控制举升机构的移动带动换电设备的下层板与换电车辆的锁止机构对准，提高了换电控制的准确性。

在可选的一种实施方式中，所述举升机构上还设有用于安装电池托盘的上层板，上层板上设有第二导向叉，用于在拆装电池的过程中叉住电池上的导向块。

本实施方式中，为了使得换电设备的上层板与换电车辆的电池位置对准，进一步提高换电控制的准确性，步骤S102具体包括：

步骤S102f、根据所述换电车辆的车辆信息控制所述上层板沿所述换电车辆的长度方向移动，以使所述上层板上的第二导向叉对准电池上的导向块。本实施方式中，举升机构上的上层板可以相对于下层板进行移动，通过控制上层板沿换电车辆的长度方向移动，以使得第二导向叉对准电池上的导向块。

图4用于示出一种换电设备的结构示意图。如图4所示，换电设备30上设有行车通道31和换电平台32，换电平台32包括举升机构，举升机构用于将电池举升并安装至换电车辆20底部的锁基座内，或者将位于换电车辆20锁基座内的电池托住。所述举升机构上设有底部框架211、下层板212以及用于安装电池托盘的上层板213。其中，底部框架211和下层板212之间通过剪式支撑结构215连接。

下层板212上设有两个第一导向叉41，换电车辆20的底部设有导向件，第一导向叉41用于与导向件相适配。上层板213上设有两个第二导向叉42，电池上设有导向块，第二导向叉42用于与导向块相适配。第一导向叉41和第二导向叉42用于将换电平台32与锁基座、电池之间的相对位置进行定位。具体而言，第一导向叉41用于定位下层板212与锁基座之间的相对位置，而第二导向叉42则用于定位上层板213与电池之间的相对位置。

沿换电车辆的长度方向移动下层板212，可以实现第一导向叉41与换电车辆20底部的导向件对准。沿换电车辆的长度方向移动上层板213，可使得第二导向叉42对准电池上的导向块。

为了确保换电设备位置调整的准确性，在可选的一种实施方式中，使用检测传感器与检测块确定换电设备移动的距离。本实施方式中，在举升机构的底部框架上设置检测传感器，在下层板的底部设置与所述检测传感器对应的检测块。步骤S102具体包括：在移动过程中，当所述检测传感器感应到所述检测块时停止移动。本实施方式中，根据不同车型的换电车辆在下层板底部设置对应的检测块，当底部框架上的传感器检测到下层板上与车辆信息对应的检测块时，控制下层板停止移动。

为了确保换电设备位置调整的准确性，在可选的另一种实施方式中，通过实时采集视觉图像确定换电设备移动的距离。本实施方式中，在换电设备上设置视觉定位装置，用于采集换电车辆底部的视觉图像。步骤S102具体包括：实时采集对应区域的视觉图像；基于标准图像得到调整量，并根据所述调整量调整所述换电设备至对应位置。

实施例2

本实施例提供一种换电站，其特征在于，包括：

车轮导向定位装置；

换电设备，所述换电设备上设有行车通道和换电平台，所述行车通道与所述车轮导向定位装置之间形成载车平台，所述换电平台用于拆装电池；

以及控制器，被配置为执行如实施例1所述的换电控制方法。

本实施方式提供的换电站中，通过调整行车通道的位置可以使得不同车型的换电车辆均可在行车通道与车轮导向定位装置形成的载车平台上行驶，以及通过调整换电设备的姿态，使得换电设备能够与不同车型换电车辆的电池所在位置对准，不仅提高了换电站的通用性，使其能够满足更多的换电场景以及更高的换电需求，而且还提高了换电的准确性及换电效率。

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 (10)

1.一种换电站的换电控制方法，其特征在于，所述换电站包括车轮导向定位装置以及换电设备，所述换电设备上设有行车通道和换电平台，所述行车通道与所述车轮导向定位装置之间形成载车平台，所述换电平台用于拆装电池，所述换电控制方法包括以下步骤：

控制所述行车通道调整至与所述车轮导向定位装置相对应的位置；

调整所述换电设备的姿态，以使所述换电设备的换电平台与换电车辆的电池所在位置对准；

所述控制所述行车通道调整至与所述车轮导向定位装置相对应的位置的步骤具体包括：

根据换电车辆的车辆信息或者所述车轮导向定位装置的位置控制所述行车通道沿所述换电车辆的宽度方向移动至对应位置；所述车辆信息包括车型信息和/或电池在所述换电车辆中对应的电池位置信息。

2.如权利要求1所述的换电控制方法，其特征在于，在所述调整所述换电设备的姿态的步骤之前还包括：

检测所述载车平台上是否停放换电车辆；

若是，则执行调整所述换电设备的姿态的步骤。

3.如权利要求1所述的换电控制方法，其特征在于，在所述调整所述换电设备的姿态的步骤之后还包括：

向换电车辆发送行驶信号，以使所述换电车辆根据所述行驶信号行驶并停放至所述载车平台上。

4.如权利要求1所述的换电控制方法，其特征在于，所述调整所述换电设备的姿态的步骤包括：

根据所述换电车辆的车辆信息获取所述换电设备沿所述换电车辆宽度方向的第一姿态调整量；

根据所述第一姿态调整量调整所述换电设备至对应位置。

5.如权利要求1所述的换电控制方法，其特征在于，所述调整所述换电设备的姿态的步骤包括：

根据所述换电车辆的车辆信息获取所述换电设备沿所述换电车辆长度方向的第二姿态调整量；

根据所述第二姿态调整量调整所述换电设备至对应位置。

6.如权利要求1所述的换电控制方法，其特征在于，所述换电平台包括举升机构，所述举升机构上设有下层板；

所述调整所述换电设备的姿态的步骤包括：

根据所述换电车辆的车辆信息控制所述举升机构沿所述换电车辆的长度方向移动，以使所述下层板上的第一导向叉对准所述换电车辆底部的导向件。

7.如权利要求6所述的换电控制方法，其特征在于，所述举升机构上还设有用于安装电池托盘的上层板；

所述调整所述换电设备的姿态的步骤包括：

根据所述换电车辆的车辆信息控制所述上层板沿所述换电车辆的长度方向移动，以使所述上层板上的第二导向叉对准电池上的导向块。

8.如权利要求6所述的换电控制方法，其特征在于，所述举升机构还包括底部框架，所述底部框架上设置有检测传感器，所述下层板的底部设置有与所述检测传感器对应的检测块；

所述调整所述换电设备的姿态的步骤包括：在移动过程中，当所述检测传感器感应到所述检测块时停止移动。

9.如权利要求1所述的换电控制方法，其特征在于，所述调整所述换电设备的姿态的步骤包括：

实时采集对应区域的视觉图像；

基于标准图像得到调整量，并根据所述调整量调整所述换电设备至对应位置。

10.一种换电站，其特征在于，包括：

车轮导向定位装置；

换电设备，所述换电设备上设有行车通道和换电平台，所述行车通道与所述车轮导向定位装置之间形成载车平台，所述换电平台用于拆装电池；

以及控制器，被配置为执行如权利要求1-9中任一项所述的换电控制方法。