CN116409199A - 换电控制方法、装置、介质及充换电站 - Google Patents

Abstract

本发明涉及充换电技术领域，具体涉及一种换电控制方法、装置、介质及充换电站。本申请旨在解决现有换电站存在的换电效率低的问题。为此目的，本申请的换电控制方法包括：在待换电车辆停放于换电平台前，响应于接收到的换电指令和电池参数信息，将电池架上与电池参数信息相对应的满电电池输送至电池接驳装置和电池缓存装置中的一个上；在待换电车辆停放于停车平台并完成换电准备操作后，将待换电车辆上的亏电电池拆卸下来并转运至电池接驳装置和电池缓存装置中的另一个上；将满电电池转运至换电装置并安装于待换电车辆上；在不影响待换电车辆驶出换电平台的前提下，将亏电电池运输至电池架。本申请可以明显加快换电节奏，大幅提升换电效率。

Description

换电控制方法、装置、介质及充换电站

技术领域

本发明涉及充换电技术领域，具体涉及一种换电控制方法、装置、介质及充换电站。

背景技术

现如今，新能源汽车的市场占有率越来越大，用户对新能源汽车也越来越认可。对于新能源汽车来说，如何快速有效地实现能量的补充，是广大用户和车厂重点关注的问题。目前市场上的补能方案主要分为换电方案和充电方案，相较于充电方案来说，换电方案可以在几分钟内实现快速补能，具有与加油同等的便利程度，因此是补能的重要发展方向。

换电通常在充换电站内进行。在一次完整换电流程中，待换电车辆到达充换电站后，首先将车辆停放至换电平台，然后换电平台对车辆进行定位，定位好后，换电装置从待换电车辆上拆卸亏电电池，并将亏电电池输送至电池仓，然后从电池仓承接满电电池，并将满电电池安装在待换电车辆上，最后将亏电电池运送回电池仓，至此换电完成，车辆可驶离换电平台。这种换电方式虽然相较于充电方案快很多，但是换电过程中用户等待时间长，整体换电速度依然存在提升空间。

针对上述问题，公告号为CN218085167U的实用新型专利公开了一种充换电站，其通过在充换电站内设置换电机构、运输机构和缓存机构，来实现换电过程中电池的缓存，以此提升换电效率，缩短换电时间。此外，公开号为CN115771428A的发明专利申请公开了一种换电控制方法，该方法通过并行地执行换电车辆的换电准备操作和充换电站的机械换电准备操作，来实现换电效率的提升。

但是，以上两个技术方案由于缺少远程服务配合，用户无法提前预约换电，依然存在换电时间过长的问题。

相应地，本领域需要一种新的技术方案来解决上述问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述至少一个问题，即为了解决现有换电站存在的换电效率低的问题，本申请提供了一种换电控制方法，应用于充换电站，所述充换电站包括换电平台、电池架、换电装置、电池接驳装置和电池缓存装置，所述换电平台用于承载待换电车辆，所述电池架用于存储动力电池，所述换电装置设置于所述换电平台的下方并用于为待换电车辆更换动力电池，所述电池接驳装置和所述电池缓存装置设置于所述换电平台的下方，所述换电控制方法包括：

在待换电车辆停放于所述换电平台前，响应于接收到的换电指令和电池参数信息，将所述电池架上与所述电池参数信息相对应的满电电池输送至所述电池接驳装置和所述电池缓存装置中的一个上；

在所述待换电车辆停放于停车平台并完成换电准备操作后，将所述待换电车辆上的亏电电池拆卸下来并转运至所述电池接驳装置和所述电池缓存装置中的另一个上；

将所述满电电池转运至所述换电装置并安装于所述待换电车辆上；

在不影响所述待换电车辆驶出所述换电平台的前提下，将所述亏电电池运输至所述电池架。

本申请的技术方案，通过设置电池接驳装置和电池缓存装置，可以在换电过程中利用二者中的一个存放满电电池，另一个存放亏电电池，从而节约将亏电电池输送至电池仓并从电池仓取接收满电电池的时间，加快换电节奏，提升换电效率。

本申请的控制方法，通过在待换电车辆停放在换电平台前就将满电电池输送至电池接驳装置或电池缓存装置，在不影响待换电车辆驶出换电平台的前提下将亏电电池输送至电池架，可以将准备满电电池和回收亏电电池这两个过程与用户体验的换电时间剥离，用户真正参与的换电过程仅仅包括亏电电池的拆卸和满电电池的安装，从而提升用户换电体验，实现充换电站运营效率的大幅提升。

在上述换电控制方法的优选技术方案中，所述换电指令和所述电池参数信息是由与所述充换电站通信连接的云端服务器下发的。

在上述换电控制方法的优选技术方案中，所述换电指令和所述电池参数信息是基于所述待换电车辆到达所述充换电站前发送的预约换电信息下发的。

通过基于预约换电信息采用云端服务器下发换电指令和电池参数信息，有利于通过云端协同来为用户换电做提前准备，实现用户的预约换电，从而在用户未到达充换电站的情况下，便可以将满电电池准备好，减少用户换电等待时间，实现即来即换，进一步提升换电效率。对于用户来说，可以通过智能终端提前了解站端电池情况，提前下单锁定电池，防止不同型号、容量的电池错换给其他用户，提升换电体验。

在上述换电控制方法的优选技术方案中，所述换电控制方法进一步包括：

响应于接收到的换电指令和电池参数信息，将所述电池架上与所述电池参数信息相对应的满电电池输送至所述电池接驳装置上；

在所述待换电车辆停放于停车平台后，将所述待换电车辆上的亏电电池拆卸下来并转运至所述电池缓存装置上。

将满电电池先输送至电池接驳装置，可以节省电池输送距离，从而节约电池准备时间。

在上述换电控制方法的优选技术方案中，所述充换电站还包括电池转运装置，所述电池转运装置设置于所述电池架与所述电池接驳装置之间，“将所述电池架上与所述电池参数信息相对应的满电电池输送至所述电池接驳装置上”的步骤进一步包括：

将所述电池架上与所述电池参数信息相对应的满电电池通过所述电池转运装置输送至所述电池接驳装置上。

在上述换电控制方法的优选技术方案中，“在不影响所述待换电车辆驶出所述换电平台的前提下，将所述亏电电池运输至电池架”的步骤进一步包括：

在完成所述满电电池安装，且所述待换电车辆驶离所述换电平台后，将所述亏电电池运输至电池架；或者

当所述满电电池被存储至所述电池缓存装置时，在所述亏电电池被拆卸下来后直接将所述亏电电池运输至电池架。

通过在待换电车辆驶离换电平台后将亏电电池运输至电池架，可以进一步缩短用户参与的换电时长，提升换电效率，且减少电池输送过程中的噪音对用户的烦扰。而在满电电池被存储至电池缓存装置时，亏电电池可以在安装满电电池的同时通过电池接驳装置直接运输至电池架，无需等待满电电池安装完成，因此可加快换电节奏，节约换电时间。

在上述换电控制方法的优选技术方案中，所述换电控制方法还包括：

在完成所述满电电池的安装后，向所述云端服务器发送换电结果信息，以便所述云端服务器根据所述换电结果信息向所述待换电车辆发送订单完成信息。

在上述换电控制方法的优选技术方案中，所述换电控制方法还包括：

在接收到所述待换电车辆的换电开始信号前，对所述待换电车辆进行鉴权。

通过在接收到待换电车辆的换电开始信号前对待换电车辆进行鉴权，可以在用户提前预约换电后，确保目标用户的准确性，避免其他用户临时抢占换电车位，导致电池错换。

在上述换电控制方法的优选技术方案中，所述换电控制方法还包括：

在鉴权成功后，响应于接收到的所述待换电车辆的换电开始信号，与所述待换电车辆的车辆换电准备操作并行地执行机械换电准备操作。

通过在待换电车辆执行车辆换电准备操作同时并行执行机械换电准备操作，可以节省换电时间，提高换电效率和换电站的使用率，为用户提供便捷和高效的换电体验。

在上述换电控制方法的优选技术方案中，所述车辆换电准备操作包括以下中的一种或多种：设置空挡状态、复位方向盘、下高压、进入休眠模式；并且/或者

所述机械换电准备操作包括以下中的一种或多种：检测车轮定位装置、启动车轮固定装置、打开换电开合门、所述换电装置举升至换电位置。

本申请第二方面，提供了一种换电控制装置，所述换电控制装置包括：

处理器；

存储器，所述存储器适于存储多条程序代码，所述程序代码适于由所述处理器加载并运行以执行第一方面中任一项所述的换电控制方法。

本申请第三方面，提供了一种计算机可读存储介质，其存储有多条程序代码，所述程序代码适于由处理器加载并运行以执行第一方面中任一项所述的换电控制方法。

本申请第四方面，提供了一种充换电站，所述充换电站包括：

换电平台，所述换电平台用于承载待换电车辆；

电池架，所述电池架用于存储动力电池

换电装置，所述换电装置设置于所述换电平台的下方并用于为待换电车辆更换动力电池；

电池接驳装置和电池缓存装置，所述电池接驳装置和所述电池缓存装置所述换电平台的下方；以及

第二方面所述的换电控制装置。

通过在充换电站中设置电池接驳装置和电池缓存装置，可以在换电过程中利用二者中的一个存放满电电池，另一个存放亏电电池，从而节约将亏电电池输送至电池仓并从电池仓取接收满电电池的时间，加快换电节奏，提升换电效率。通过在充换电站中设置换电控制装置，可以实现换电效率的大幅提升，提升用户换电体验。

方案1.一种换电控制方法，应用于充换电站，其特征在于，所述充换电站包括换电平台、电池架、换电装置、电池接驳装置和电池缓存装置，所述换电平台用于承载待换电车辆，所述电池架用于存储动力电池，所述换电装置设置于所述换电平台的下方并用于为待换电车辆更换动力电池，所述电池接驳装置和所述电池缓存装置设置于所述换电平台的下方，所述换电控制方法包括：

在待换电车辆停放于所述换电平台前，响应于接收到的换电指令和电池参数信息，将所述电池架上与所述电池参数信息相对应的满电电池输送至所述电池接驳装置和所述电池缓存装置中的一个上；

在所述待换电车辆停放于停车平台并完成车辆换电准备操作后，将所述待换电车辆上的亏电电池拆卸下来并转运至所述电池接驳装置和所述电池缓存装置中的另一个上；

将所述满电电池转运至所述换电装置并安装于所述待换电车辆上；

在不影响所述待换电车辆驶出所述换电平台的前提下，将所述亏电电池运输至所述电池架。

方案2.根据方案1所述的换电控制方法，其特征在于，所述换电指令和所述电池参数信息是由与所述充换电站通信连接的云端服务器下发的。

方案3.根据方案2所述的换电控制方法，其特征在于，所述换电指令和所述电池参数信息是基于所述待换电车辆到达所述充换电站前发送的预约换电信息下发的。

方案4.根据方案1所述的换电控制方法，其特征在于，所述换电控制方法进一步包括：

响应于接收到的换电指令和电池参数信息，将所述电池架上与所述电池参数信息相对应的满电电池输送至所述电池接驳装置上；

在所述待换电车辆停放于停车平台后，将所述待换电车辆上的亏电电池拆卸下来并转运至所述电池缓存装置上。

方案5.根据方案4所述的换电控制方法，其特征在于，所述充换电站还包括电池转运装置，所述电池转运装置设置于所述电池架与所述电池接驳装置之间，“将所述电池架上与所述电池参数信息相对应的满电电池输送至所述电池接驳装置上”的步骤进一步包括：

将所述电池架上与所述电池参数信息相对应的满电电池通过所述电池转运装置输送至所述电池接驳装置上。

方案6.根据方案1所述的换电控制方法，其特征在于，“在不影响所述待换电车辆驶出所述换电平台的前提下，将所述亏电电池运输至电池架”的步骤进一步包括：

在完成所述满电电池安装，且所述待换电车辆驶离所述换电平台后，将所述亏电电池运输至电池架；或者

当所述满电电池被存储至所述电池缓存装置时，在所述亏电电池被拆卸下来后直接将所述亏电电池运输至电池架。

方案7.根据方案2所述的换电控制方法，其特征在于，所述换电控制方法还包括：

在完成所述满电电池的安装后，向所述云端服务器发送换电结果信息，以便所述云端服务器根据所述换电结果信息向所述待换电车辆发送订单完成信息。

方案8.根据方案1至7中任一项所述的换电控制方法，其特征在于，所述换电控制方法还包括：

在接收到所述待换电车辆的换电开始信号前，对所述待换电车辆进行鉴权。

方案9.根据方案8所述的换电控制方法，其特征在于，所述换电控制方法还包括：

在鉴权成功后，响应于接收到的所述待换电车辆的换电开始信号，与所述待换电车辆的车辆换电准备操作并行地执行机械换电准备操作。

方案10.根据方案9所述的换电控制方法，其特征在于，所述车辆换电准备操作包括以下中的一种或多种：设置空挡状态、复位方向盘、下高压、进入休眠模式；并且/或者

所述机械换电准备操作包括以下中的一种或多种：检测车轮定位装置、启动车轮固定装置、打开换电开合门、所述换电装置举升至换电位置。

方案11.一种换电控制装置，其特征在于，所述换电控制装置包括：

处理器；

存储器，所述存储器适于存储多条程序代码，所述程序代码适于由所述处理器加载并运行以执行方案1至10中任一项所述的换电控制方法。

方案12.一种计算机可读存储介质，其存储有多条程序代码，其特征在于，所述程序代码适于由处理器加载并运行以执行方案1至10中任一项所述的换电控制方法。

方案13.一种充换电站，其特征在于，所述充换电站包括：

换电平台，所述换电平台用于承载待换电车辆；

电池架，所述电池架用于存储动力电池

换电装置，所述换电装置设置于所述换电平台的下方并用于为待换电车辆更换动力电池；

电池接驳装置和电池缓存装置，所述电池接驳装置和所述电池缓存装置所述换电平台的下方；以及

方案11所述的换电控制装置。

附图说明

下面参照附图来描述本申请。附图中：

图1为本申请的充换电站的结构图；

图2至图5为本申请的一种实施方式的换电过程图；

图6为本申请的换电控制方法的流程图；

图7为现有技术的完整换电过程的交互图；

图8为本申请的完整换电过程的交互图。

附图标记列表

1、换电平台；11、开合门；2、电池架；21、电池仓；3、换电装置；4、电池接驳装置；5、电池缓存装置；6、待换电车辆；71、满电电池；72、亏电电池；8、换电通道；9、电池转运装置。

具体实施方式

下面参照附图来描述本申请的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本申请的技术原理，并非旨在限制本申请的保护范围。例如，虽然本实施方式是结合半下挖式充换电站进行介绍的，但是这并非旨在于限制本申请的保护范围，在不偏离本申请原理的条件下，本领域技术人员可以将本申请应用于其他应用场景。例如，本申请的换电控制方法还适用于整站下挖式换电站、或者舞台式充换电站等，只要充换电站的换电平台下方具有足够的空间来容纳换电装置、电池接驳装置和电池缓存装置即可。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。另外，本申请的描述中，“多个”指的是至少两个。

还需要说明的是，在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

另外需要说明的是，本申请中以下实施方式中的亏电电池和满电电池仅仅用于表示电池的相对电量，而非是用来表示电池的绝对电量。换句话说，本申请以下实施方式中采用的满电电池和亏电电池的表述，旨在表示满电电池的电量高于亏电电池的电量，满电电池的具体电量和亏电电池的具体电量不作限制。例如，满电电池的具体电量SOC可以是100％、90％、80％甚至更低，亏电电池的电量SOC可以是5％、10％、20％等。

首先参照图1和图2，对本申请的充换电站进行描述。

如图1所示，为了解决现有换电站存在的换电效率低的问题，本申请的充换电站包括换电平台1、电池架2、换电装置3、电池接驳装置4和电池缓存装置5。换电平台1用于承载待换电车辆6，电池架2用于存储动力电池，换电装置3设置于换电平台1的下方，并用于为待换电车辆6更换动力电池，电池接驳装置4和电池缓存装置5设置于换电平台1的下方。

换电开始前，满电电池71从电池架2上被输送至换电平台1下方，并暂时存储至电池接驳装置4或电池缓存装置5中的一个上。开始换电后，待换电车辆6停放在换电平台1上，换电装置3将待换电车辆6上的亏电电池72卸下，并输送至电池接驳装置4或电池缓存装置5中的另一个上，然后换电装置3承接暂存的满电电池71并将满电电池71安装在待换电车辆6上，待换电车辆6换电完成可以驶离换电平台1，与此同时换电装置3将亏电电池72输送至电池架2进行充电。

可见，通过在充换电站中设置电池接驳装置4和电池缓存装置5，可以在换电过程中利用二者中的一个存放满电电池71，另一个存放亏电电池72，从而节约将亏电电池72输送至电池仓21并从电池仓21取接收满电电池71的时间，加快换电节奏，提升换电效率。

需要说明的是，上面描述中，满电电池71存储至接驳装置4或电池缓存装置5中的一个上，亏电电池72输送至电池接驳装置4或电池缓存装置5中的另一个上，指的是满电电池71和亏电电池72分别放置在接驳装置4和电池缓存装置5上，也即在一次完整换电过程中，如果满电电池71存储至电池接驳装置4上，那么亏电电池71便输送至电池缓存装置5上；反之，如果满电电池71存储至电池缓存装置5上，那么亏电电池71便输送至电池接驳装置4上。

下面进一步参照图1，对本申请的充换电站的一种优选实施方式进行介绍。

如图1所示，一种优选技术方案中，充换电站包括换电平台1、电池架2、换电装置3、电池接驳装置4、电池缓存装置5和电池转运装置9。其中，换电平台1、电池架2和电池转运装置9均位于地面以上，换电装置3、电池接驳装置4和电池缓存装置5则安装在地面以下。

换电平台1位于充换电站的一侧(图1中充换电站的右侧)，其用于停放待换电车辆6，且换电平台1的中部设置有开合门11，以供换电装置3伸出对待换电车辆6更换电池。

电池架2和电池转运装置9设置在充换电站的另一侧(图1中充换电站的左侧)，电池架2上设置有多个电池仓21，电池仓21用于存储电池并对电池充电。电池转运装置9在本申请中为堆垛机，堆垛机用于在电池架2与电池接驳装置4之间转运电池。本申请的附图1中，电池架2设置有两个，堆垛机位于两个电池架2之间。

换电平台1的下方开设有换电通道8，换电通道8由换电平台1的下方向电池仓21的方向延伸，并且换电通道8沿延伸方向的总长度(即图1中换电通道8左右方向的长度)小于充换电站在该方向上的总长度(即图1中换电平台1和电池架2在左右方向的长度总和)。优选地，换电通道8延伸至电池仓21下方的长度能够容纳一块电池。

换电装置3、电池接驳装置4和电池缓存装置5设置在换电通道8内，且换电装置3设置在开合门11的正下方，电池接驳装置4和电池缓存装置5分列于换电装置3的两侧，其中电池接驳装置4设置在靠近电池架2的一侧(图1中换电装置3的左侧)，电池缓存装置5设置在远离电池架2的一侧(图1中换电装置3的右侧)。

一种优选技术方案中，换电装置3包括底座、第一举升机构、电池承载平台、加解锁机构和第一传送机构，第一举升机构设置在底座上且与电池承载平台连接，第一举升机构能够驱动电池承载平台升降。加解锁机构设置在电池承载平台上，其用于对电池进行加解锁操作。第一传送机构设置在底座上，其用于将电池传送至电池接驳装置4或者电池缓存装置5。上述换电装置3的具体结构为本领域的常规技术手段，本申请中不再赘述。

在需要拆卸电池时，由第一举升机构将电池承载平台以及安装在电池承载平台上的加解锁机构一同举起至换电位置，加解锁机构将用于紧固电池的紧固件(一般为螺栓)拧松，亏电电池72自动落在电池承载平台上，第一举升机构再将电池承载平台落下。在需要输送电池时，第一传送机构正转或反转，将电池平移至电池接驳装置4或电池缓存装置5。

一种优选技术方案中，电池接驳装置4包括轨道、运输车以及安装在运输车上的升降机和第二传送机构，运输车能够沿着轨道在电池架2下方与换电装置3之间往复移动，升降机能够带动电池沿竖直方向相对于运输车上下移动，第二传送机构用于将电池传送至电池转运装置9或换电装置3。电池接驳装置4的各机构的具体结构和工作原理为本领域常规手段，本申请中不再赘述。

需要转运满电电池71时，运输车移动至电池架2下方并将升降机升起，堆垛机将满电电池71从电池仓21内取出并输送至换电通道8上方并防置在升降机上，随后升降机带着满电电池71下降，运输车移动至换电装置3处，第二传送机构将电池传送给换电装置3。需要转运亏电电池72时，运输车移动至换电装置3处，第二传送机构接收换电装置3输送过来的亏电电池72，随后运输车承载亏电电池72移动至电池架2下方并将升降机升级，堆垛机将亏电电池72从升降机上取下。

一种优选技术方案中，电池缓存装置5包括固定支架以及安装在固定上的第三传送机构。第三传送机构能够承载电池并用于将电池传送至换电装置3。电池缓存装置5的各机构的具体结构和工作原理为本领域常规手段，本申请中不再赘述。

需要暂存电池时，第三传送机构接收换电装置3输送过来的电池，并承载该电池。需要转运电池时，第三传送机构将电池输送至换电装置3。

下面结合图2至图5，对本申请的充换电站的一种可能的换电过程进行介绍。

首先参照图2，在待换电车辆6停放于换电平台1之前，首先堆垛机从电池架2上将满电电池71取下并转移至电池接驳装置4上，电池接驳装置4随后移动至换电装置3旁备用。

参见图3，换电开始后，待换电车辆6停放于换电平台1，开合门11打开，换电装置3将待换电车辆6底盘上的亏电电池72拆卸下来并输送至电池缓存装置5上进行暂存。

参见图4，随后，换电装置3接收电池接驳装置4输送过来的满电电池71，并将满电电池71安装在待换电车辆6上，车辆换电完成，在开合门11关闭后可以驶离换电平台1。

参见图5，待车辆驶离后，暂存在电池缓存装置5上的亏电电池72依次经由换电装置3、电池接驳装置4和堆垛机后，被转移至电池架2上进行充电。至此，换电完成。

需要说明的是，上述优选的实施方式仅仅用于阐述本申请的原理，并非旨在于限制本申请的保护范围。在不偏离本申请原理的前提下，本领域技术人员可以对上述设置方式进行调整，以便本申请能够适用于更加具体的应用场景。

举例而言，虽然上述实施方式中电池接驳装置4和电池缓存装置5是结合分列于换电装置3两侧进行介绍的，但是三者的位置关系并非一成不变，本领域技术人员可以基于具体应用场景对其调整，只要能够实现电池对接和转运即可。如电池接驳装置4和电池缓存装置5可以设置在同一侧且沿车辆的长度方向并排设置，并将换电装置3可移动设置。或者二者中的一个设置在换电装置3左右方向的一侧，另一个设置在换电装置3的前后方向的一侧。

再如，虽然上述实施方式是结合电池接驳机构可沿轨道滑动，换电装置3和电池缓存装置5固定安装进行说明的，但是三者的设置方式并非限制性地，本领域技术人员可以根据应用场景选择三者的安装方式。例如，换电装置3可以采用可移动设置，而另外两者采用固定安装。或者三者中两个设置为可移动安装，另一个固定安装等。

再如，虽然上述实施方式中电池转运装置9是以堆垛机为例进行说明的，但是这并非旨在于限制本申请的范围，任何能够实现在电池架2与电池接驳装置4之间转运电池的机构均可以对堆垛机进行替换。当然，在其他实施方式中，在能够实现电池从电池架2转运至电池接驳装置4的前提下，电池转运装置9也可以不设置。

再如，上述实施方式是结合设置两个电池架2且两个电池架2之间设置堆垛机进行介绍的，但是电池架2的数量和堆垛机的设置位置并非唯一，本领域技术人员可以根据具体应用场景进行调整。举例而言，电池架2还可以设置一个，堆垛机可以设置在电池架2远离换电平台1的一侧，也可以设置于电池架2靠近换平台的一侧。

再如，虽然上述充换电站是结合半下挖式充换电站进行介绍的，但是本申请显然还适用于整站下挖式换电站、或者舞台式充换电站等，只要充换电站的换电平台1下方具有足够的空间来容纳换电装置3、电池接驳装置4和电池缓存装置5即可。

当然，上述可以替换的实施方式之间、以及可以替换的实施方式和优选的实施方式之间还可以交叉配合使用，从而组合出新的实施方式以适用于更加具体的应用场景。

下面参照图6，对本申请的换电控制方法进行介绍。

如图所示，为了解决现有换电站存在的换电效率低的问题，与上述充换电站对应的，本申请提供了一种换电控制方法，该换电控制方法包括：

S101，在待换电车辆停放于换电平台前，响应于接收到的换电指令和电池参数信息，将电池架上与电池参数信息相对应的满电电池输送至电池接驳装置和电池缓存装置中的一个上。举例而言，用户在到达充换电站或到达充换电站之前，通过手机、车机等智能终端下单换电，选取所需的电池规格，充换电站在接到换电指令和电池参数信息后，将用户选择的电池首先输送至电池接驳装置或电池缓存装置中的一个上备用。

S103，在待换电车辆停放于停车平台并完成车辆换电准备操作后，将待换电车辆上的亏电电池拆卸下来并转运至电池接驳装置和电池缓存装置中的另一个上。举例而言，在待换电车辆停放在停车平台后，执行车辆换电准备操作，如进入休眠模式并下高压电等。换电准备操作结束后，充换电站对待换电车辆进行换电，首先换电装置将亏电电池卸下并输送至电池接驳装置和电池缓存装置中的另一个上进行暂存。

S105，将满电电池转运至换电装置并安装于待换电车辆上。举例而言，换电装置接收满电电池并将满电电池安装在待换电车辆上。

S107，在不影响待换电车辆驶出换电平台的前提下，将亏电电池运输至电池架。举例而言，在待换电车辆驶离换电平台后，将暂存的亏电电池输送回电池架进行充电。需要说明的是，上述描述中，不影响待换电车辆驶出换电平台，指的是待换电车辆驶出换电平台的动作和亏电电池输送至电池架的动作彼此互不影响。换句话说，无论何时执行亏电电池输送至电池架的动作，只要在满电电池安装完毕后，待换电车辆即可驶离换电平台。

本申请的控制方法，通过在待换电车辆停放在换电平台前就将满电电池输送至电池接驳装置或电池缓存装置，在不影响待换电车辆驶出换电平台的前提下再将亏电电池输送至电池架，可以将准备满电电池和回收亏电电池这两个过程与用户体验的换电时间剥离，用户真正参与的换电过程仅仅包括亏电电池的拆卸和满电电池的安装，从而提升用户换电体验，实现充换电站运营效率的大幅提升。

下面对本申请的换电控制方法的优选实施方式进行介绍。

一种优选实施方式中，换电指令和电池参数信息是由与充换电站通信连接的云端服务器下发的，并且换电指令和电池参数信息是基于待换电车辆到达充换电站前发送的预约换电信息下发的。

举例而言，用户在未到达充换电站时，通过手机、车机等智能终端预约换电，预约过程中用户选择充换电站的具体位置、换电时间和需要更换的电池型号等，确定后，预约换电信息上传至云端服务器，云端服务器解析用户的预约订单，并将换电指令和电池参数信息等下发至相关充换电站，充换电站提前锁定用户选择的电池。

通过基于预约换电信息采用云端服务器下发换电指令和电池参数信息，有利于通过云端协同来为用户换电做提前准备，实现用户的预约换电，从而在用户未到达充换电站的情况下，便可以将满电电池准备好，减少用户换电等待时间，实现即来即换，进一步提升换电效率。对于用户来说，可以通过智能终端提前了解站端电池情况，提前下单锁定电池，防止不同型号、容量的电池错换给其他用户，提升换电体验。

当然，通过云端服务器预约换电的方式仅仅是优选地，在其他实施方式中，用户也可以不通过云端服务器进行换电预约，而是通过电话、车机等联系换电服务人员来实现换电预约。

一种优选实施方式中，换电控制方法进一步包括：响应于接收到的换电指令和电池参数信息，将电池架上与电池参数信息相对应的满电电池输送至电池接驳装置上；在待换电车辆停放于停车平台后，将待换电车辆上的亏电电池拆卸下来并转运至电池缓存装置上。

举例而言，在充换电站接收到云端服务器发来的换电指令和相关电池参数信息后，充换电站在用户到达前(可通过用户预约时间、实时位置等判断)，控制堆垛机和电池接驳装置运行，将电池架上与用户预约的电池参数信息匹配的满电电池输送至电池接驳装置并停放于换电装置旁备用。然后，当开始换电后，待换电车辆停放在换电平台，换电装置将亏电电池从待换电车辆上拆下，并输送至电池缓存装置上暂存。

如此，将满电电池先输送至电池接驳装置，可以节省电池输送距离，从而节约电池准备时间。

当然，上述控制方式仅仅是较为优选地，在其他实施方式中，本领域技术人员也可以先将满电电池输送至电池缓存装置上，然后将拆卸的亏电电池输送至电池接驳装置上。如此，可以在更换满电电池的同时，将亏电电池输送回电池仓，进一步提升换电效率。

一种优选实施方式中，“将电池架上与电池参数信息相对应的满电电池输送至电池接驳装置上”的步骤进一步包括：将电池架上与电池参数信息相对应的满电电池通过电池转运装置输送至电池接驳装置上。

举例而言，堆垛机将与电池参数信息相匹配的满电电池从电池架上取下，并输送至电池接驳装置上。

一种优选实施方式中，“在不影响所述待换电车辆驶出所述换电平台的前提下，将亏电电池运输至电池架”的步骤进一步包括：在完成满电电池安装，且待换电车辆驶离换电平台后，将亏电电池运输至电池架。

举例而言，在电池转运和输送过程中，会产生噪音，为防止噪音对用户带来的侵扰，无论亏电电池被运输至电池缓存装置还是电池接驳装置，都可以等满电电池安装完毕，且用户驶离换电平台后，再将亏电电池运输至电池架。

通过在待换电车辆驶离换电平台后将亏电电池运输至电池架，可以进一步缩短用户参与的换电时长，提升换电效率，且减少电池输送过程中的噪音对用户的烦扰。

当然，上述控制方式仅仅为优选地，在其他实施方式中，也可以在安装完满电电池后，不等用户驶离换电平台，便将亏电电池转运输送至电池架上。例如，在满电电池被输送至电池缓存装置时，亏电电池被拆卸下来后，通过电池接驳装置直接被运输至电池架，无需等待满电电池安装完毕，从而实现满电电池的安装和亏电电池回仓并行，进一步加快换电节奏，节约换电时间。或者，在满电电池被输送至电池接驳装置，亏电电池被暂存至电池缓存装置时，当满电电池安装完毕后，待换电车辆驶离换电平台的同时，并行地执行亏电电池的回仓。

一种优选实施方式中，换电控制方法还包括：在完成满电电池的安装后，向云端服务器发送换电结果信息，以便云端服务器根据换电结果信息向待换电车辆发送订单完成信息。

举例而言，在通过智能终端与云端服务器的连接预约换电时，通常也是通过云端服务器实现缴费和接收订单信息，由此在完成换电后，充换电站向云端服务器发送换电结果信息，如电池型号、容量、剩余电量、换电用时等信息，以便云端服务器能够基于换电结果信息来结算费用并向用户发送订单完成信息。

当然，上述步骤并非必须，本领域技术人员可以基于具体场景选取是否保留该步骤。

一种优选实施方式中，换电控制方法还包括：在接收到待换电车辆的换电开始信号前，对待换电车辆进行鉴权。

举例而言，在预约换电的场景中，会存在预约车辆未在预约换电时间内到达，或者在预约换电时间时存在其他车辆临时站位换电等情况，此时如果直接对前来换电的车辆进行换电，可能导致电池错换的问题。本申请在接收到待换电车辆的换电开始信号前，如车辆到达充换电站外、或车辆停放至换电平台后，通过对待换电车辆进行鉴权，来确认待换电车辆与已经准备好的满电电池是否匹配。

通过在接收到待换电车辆的换电开始信号前对待换电车辆进行鉴权，可以在用户提前预约换电后，确保目标用户的准确性，避免其他用户临时抢占换电车位，导致电池错换。

当然，上述步骤并非必须，本领域技术人员可以根据具体应用场景选择是否采用上述步骤。

一种优选实施方式中，换电控制方法还包括：在鉴权成功后，响应于接收到的待换电车辆的换电开始信号，与待换电车辆的车辆换电准备操作并行地执行机械换电准备操作。

举例而言，车辆换电准备操作包括以下中的一种或多种：设置空挡状态、复位方向盘、下高压、进入休眠模式。机械换电准备操作包括以下中的一种或多种：检测车轮定位装置、启动车轮固定装置、打开换电开合门。在换电开始前，待换电车辆和充换电站都需要执行部分准备操作，来确保本次换电的成功率。通常，现有技术中待换电车辆的准备操作和充换电站的准备操作是分开执行的，这不利于提升换电效率。而本申请中将二者并行地执行，可以节省换电时间，提高换电效率和换电站的使用率，为用户提供便捷和高效的换电体验。

当然，车辆换电准备操作和机械换电准备操作的执行顺序除了并行执行外，还可以先后执行。

下面结合图7和图8，对现有技术中的换电过程和本申请的换电过程进行对比说明。

首先参照图7，现有技术在实施过程中，用户驾驶车辆到达充换电站后，与充换电站的网络通信连接，并向充换电站发送给充电请求，充换电站将待换电车辆信息上传至云端进行鉴权。鉴权通过后，充换电站向待换电车辆返回鉴权通过信息，车辆向充换电站发送换电开始信号，并驶入换电平台，开始执行换电。换电过程中，首先车辆执行设置空挡状态、进入休眠模式、下电等车辆准备操作，准备操作完成后车辆向充换电站发送准备完毕信号，然后充换电站执行车轮定位装置检测、车轮固定装置检测、打开开合门、换电装置举升至换电位置等机械准备操作。在机械准备操作完成后，换电装置开始拆卸亏电电池，拆卸完毕后，将亏电电池运送回电池仓，并从电池仓接收满电电池，再将满电电池安装到待换电车辆上。安装完毕后，向车辆发送换电完成信号，车辆通电启动自检后，驶离充换电站。驶离充换电站后，充换电站向云端服务器发送结算信息，云端服务器根据结算信息向用户返回订单信息。

由图7可知，现有技术在一次完整的换电过程中，充换电站和云端服务器的交互依赖于用户在场的前提，用户在充换电站实际停留的时间从车辆到达充换电站开始起算，一直到车辆驶离换电站为止，该时间较长，导致用户换电体验不佳。

接下来参照图8，本申请的换电控制方法在实施过程中，首先用户通过智能终端向云端服务器发送预约换电请求，请求中包括换电时间、充换电站位置、及电池参数信息(容量、电量)等。云端服务器接收到请求后，对待换电车辆进行鉴权并解析用户的预约订单，鉴权通过后，云端服务器向相应充换电站发送换电准备指令，充换电站响应该指令，锁定用户选择的满电电池，并在待换电车辆到达前将满电电池转运至电池接驳装置上备用。随后，用户驾驶车辆到达充换电站，在待换电车辆到达充换电站后，与充换电站的网络通信连接，充换电站对待换电车辆进行二次鉴权，判断车辆是否与预约订单中车辆匹配。鉴权通过后，充换电站向待换电车辆返回鉴权通过信息，车辆向充换电站发送换电开始信号，并驶入换电平台，开始执行换电。换电过程中，车辆执行设置空挡状态、进入休眠模式、下电等车辆准备操作，与此同时充换电站并行执行车轮定位装置检测、车轮固定装置检测、打开开合门、换电装置举升至换电位置等机械准备操作。车辆准备操作完成后，车辆向充换电站发送准备完毕信号，然后在机械准备操作完成后，换电装置开始拆卸亏电电池，拆卸完毕后，将亏电电池输送至电池缓存装置进行暂存，紧接着换电装置接收电池接驳装置输送过来的满电电池并将其安装到待换电车辆上。安装完毕后，向车辆发送换电完成信号，车辆通电启动自检后，驶离充换电站。驶离充换电站后，充换电站将亏电电池转运至电池架上进行充电，并向云端服务器发送结算信息，云端服务器根据结算信息向用户返回订单信息。

由图8可知，本申请在一次完整的换电过程中，充换电站和云端服务器的交互不依赖于用户在场，而是通过提前准备满电电池、后置部署亏电电池转运，使得用户在充换电站实际停留时间大大缩短，可以在用户感知不到电池转运过程的情况下实现电池更换，提升了换电速度。并且在云端大数据协同下，可以更好的运营用户换电的节奏，提升用户体验，提升整体的运营效率。

需要说明的是，上述实施例中虽然将各个步骤按照上述先后次序的方式进行了描述，但是本领域技术人员可以理解，为了实现本实施例的效果，不同的步骤之间不必按照这样的次序执行，其可以同时(并行)执行或以颠倒的次序执行，这些简单的变化都在本申请的保护范围之内。

本领域技术人员能够理解的是，本发明实现上述一实施例的方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器、随机存取存储器、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的服务器、客户机中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，PC程序和PC程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在PC可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质。在根据本发明的一个计算机可读存储介质实施例中，计算机可读存储介质可以被配置成存储执行上述方法实施例的换电控制方法，该程序可以由处理器加载并运行以实现上述换电控制方法。为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，具体技术细节未揭示的，请参照本发明实施例方法部分。该计算机可读存储介质可以是包括各种电子设备形成的存储装置设备，可选的，本发明实施例中计算机可读存储介质是非暂时性的计算机可读存储介质。

本发明还提供了一种换电控制装置。在根据本发明的一个换电控制装置实施例中，换电控制装置包括处理器和存储器，存储器可以被配置成存储执行上述方法实施例的换电控制方法的程序，处理器可以被配置成用于执行存储器中的程序，该程序包括但不限于执行上述方法实施例的换电控制方法的程序。为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，具体技术细节未揭示的，请参照本发明实施例方法部分。该计算机设备可以是包括各种电子设备形成的装置设备。

本申请还提供了一种充换电站，该充换电站包括上述的换电控制装置。

通过在充换电站中设置电池接驳装置和电池缓存装置，可以在换电过程中利用二者中的一个存放满电电池，另一个存放亏电电池，从而节约将亏电电池输送至电池仓并从电池仓取接收满电电池的时间，加快换电节奏，提升换电效率。通过在充换电站中设置换电控制装置，可以实现换电效率的大幅提升，提升用户换电体验。

本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在本申请的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本申请的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本申请的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本申请的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种换电控制方法，应用于充换电站，其特征在于，所述充换电站包括换电平台、电池架、换电装置、电池接驳装置和电池缓存装置，所述换电平台用于承载待换电车辆，所述电池架用于存储动力电池，所述换电装置设置于所述换电平台的下方并用于为待换电车辆更换动力电池，所述电池接驳装置和所述电池缓存装置设置于所述换电平台的下方，所述换电控制方法包括：

在待换电车辆停放于所述换电平台前，响应于接收到的换电指令和电池参数信息，将所述电池架上与所述电池参数信息相对应的满电电池输送至所述电池接驳装置和所述电池缓存装置中的一个上；

在所述待换电车辆停放于停车平台并完成车辆换电准备操作后，将所述待换电车辆上的亏电电池拆卸下来并转运至所述电池接驳装置和所述电池缓存装置中的另一个上；

将所述满电电池转运至所述换电装置并安装于所述待换电车辆上；

在不影响所述待换电车辆驶出所述换电平台的前提下，将所述亏电电池运输至所述电池架。

2.根据权利要求1所述的换电控制方法，其特征在于，所述换电指令和所述电池参数信息是由与所述充换电站通信连接的云端服务器下发的。

3.根据权利要求2所述的换电控制方法，其特征在于，所述换电指令和所述电池参数信息是基于所述待换电车辆到达所述充换电站前发送的预约换电信息下发的。

4.根据权利要求1所述的换电控制方法，其特征在于，所述换电控制方法进一步包括：

响应于接收到的换电指令和电池参数信息，将所述电池架上与所述电池参数信息相对应的满电电池输送至所述电池接驳装置上；

在所述待换电车辆停放于停车平台后，将所述待换电车辆上的亏电电池拆卸下来并转运至所述电池缓存装置上。

5.根据权利要求4所述的换电控制方法，其特征在于，所述充换电站还包括电池转运装置，所述电池转运装置设置于所述电池架与所述电池接驳装置之间，“将所述电池架上与所述电池参数信息相对应的满电电池输送至所述电池接驳装置上”的步骤进一步包括：

将所述电池架上与所述电池参数信息相对应的满电电池通过所述电池转运装置输送至所述电池接驳装置上。

6.根据权利要求1所述的换电控制方法，其特征在于，“在不影响所述待换电车辆驶出所述换电平台的前提下，将所述亏电电池运输至电池架”的步骤进一步包括：

在完成所述满电电池安装，且所述待换电车辆驶离所述换电平台后，将所述亏电电池运输至电池架；或者

当所述满电电池被存储至所述电池缓存装置时，在所述亏电电池被拆卸下来后直接将所述亏电电池运输至电池架。

7.根据权利要求2所述的换电控制方法，其特征在于，所述换电控制方法还包括：

在完成所述满电电池的安装后，向所述云端服务器发送换电结果信息，以便所述云端服务器根据所述换电结果信息向所述待换电车辆发送订单完成信息。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的换电控制方法，其特征在于，所述换电控制方法还包括：

在接收到所述待换电车辆的换电开始信号前，对所述待换电车辆进行鉴权。

9.根据权利要求8所述的换电控制方法，其特征在于，所述换电控制方法还包括：

在鉴权成功后，响应于接收到的所述待换电车辆的换电开始信号，与所述待换电车辆的车辆换电准备操作并行地执行机械换电准备操作。

10.根据权利要求9所述的换电控制方法，其特征在于，所述车辆换电准备操作包括以下中的一种或多种：设置空挡状态、复位方向盘、下高压、进入休眠模式；并且/或者

所述机械换电准备操作包括以下中的一种或多种：检测车轮定位装置、启动车轮固定装置、打开换电开合门、所述换电装置举升至换电位置。

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