CN116739192A - 一种电动汽车自主换电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动汽车自主换电系统，其技术方案要点是包括站内主控子系统和交互子系统，站内主控子系统用于控制处于换电站内的车辆自主换电控制，交互子系统用于将站内主控子系统与车辆终端以及车主终端交互，站内子系统包括感知模块、规划模块和执行模块，通过感知模块感知站内的车位并规划形成换电路线、测试路线和出库路线，并通过之心模块和交互子系统的作用下控制车辆在站内进行移动，处理器模块内配置有处理单元和计时单元，处理单元用于将站内分布图、换电路线、测试路线和出库路线移进行打包形成换电数据包，计时单元用于调取换电数据包并根据换电数据包预计所需的换电时间并发送换电时间至终端APP中。
Description
技术领域
本发明涉及新能源换电技术领域，更具体的说是涉及一种电动汽车自主换电系统。
背景技术
随着汽车领域的快速发展和环境保护的重视程度，在汽车领域中新能源汽车越来越多，但是随着新能源汽车的快速发展，虽然也设置和很多的汽车充电桩，但是电池会随着充电的次数出现损耗，导致电池的寿命被消耗，在当电池达到使用寿命极限时则需要对电池进行换电，现有技术中还没有成熟的智能换电系统，一般都是需要车主将车辆驶入换电站内后，通过技术人员对车辆进行电池的更换，但是整体过程中需要车主等待在车辆的旁边，在换电完成后将车辆驶离，但是目前的新能源汽车的智能化程度也越来越高，很多的新能源汽车都配备有自动驾驶和自动泊车功能，但是这些功能都需要车主触发控制指令后启动车辆进行智能化的驾驶控制，在进行换电时车主需要主动的进行人为控制，并且在换电站内可能同时存在多台车辆，导致容易在换电站内出现拥堵等待的情况，对此一种利用车辆的智能化控制进行远程控制实现在云端-车端APP-手机APP端构成闭环系统，以控制车辆进行自主换电的换电系统亟待解决。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种电动汽车自主换电系统，具有能够实现对车辆的互联智能控制以实现自主换电的效果。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种电动汽车自主换电系统，包括站内主控子系统和交互子系统，所述站内主控子系统用于控制处于换电站内的车辆自主换电控制，所述交互子系统用于将站内主控子系统与车主手机APP交互；
所述站内子系统包括感知模块、规划模块和执行模块，所述感知模块内配置有感知策略，所述感知策略包括调取站内的停车位、换电位和测试位并形成站内分布图，所述停车位表征用于待换电车辆停车等待的车位，所述换电位表征用于换电池时车辆驶入的车位，所述测试位表征车辆换电完成时进行测试电池是否正常使用时的车位，所述感知策略还包括在感知到车辆进入站内时生成车辆标记，所述规划模块内配置有规划策略，所述规划策略包括调取站内分布图根据站内分布图规划车辆标记的车辆进入停车位或换电位的换电路线，以及在车辆完成换电时生成测试路线，所述规划策略内还配置有出库路线；
所述交互子系统包括处理器模块、车载端APP和终端APP，所述处理器模块集成于站内子系统中，所述车载端APP设置于车辆中控系统中，所述终端APP安装于车主的手机终端中，所述处理器模块、车载端APP和终端APP之间分别通过无线通讯传输；
所述执行模块内配置有监测单元和控制单元，所述监测单元内配置有监测策略，所述监测策略包括循迹子策略和避障子策略，所述循迹子策略包括对标记有车辆标记的车辆在站内沿换电路线、测试路线和出库路线移动时的实时监测，所述避障子策略包括对标记有车辆标记的车辆在站内移动时若检测到障碍物时生成避障路线并根据避障路线形成修正信息，所述修正信息用于修正换电路线、测试路线或出库路线；
所述控制单元用于通过无线通讯方式控制标记有车辆标记的车辆在站内移动；
所述处理器模块内配置有处理单元和计时单元，所述处理单元用于将站内分布图、换电路线、测试路线和出库路线移进行打包形成换电数据包，并发送至终端APP中，所述计时单元用于调取换电数据包并根据换电数据包预计所需的换电时间并发送换电时间至终端APP中。
作为本发明的进一步改进，所述感知模块还包括识别相机，所述识别相机设置于换电站内，所述感知策略具体为：
设置识别相机进行工作的工作时间，在工作时间内识别相机用于实时感知站内的车辆并对由站内入口驶入站内的车辆形成车辆标记，若车辆标记沿站内出口驶离时生成剔除标记；
识别相机在工作时间内还用于对站内车位进行识别形成站内分布图，所述识别相机识别出现车辆标记后，根据对应车辆的车辆标记进入站内的先后顺序形成标记序列并根据标记序列改变停车位在站内分布图上的显示标记，所述显示标记有标记序列对应。
作为本发明的进一步改进，站内还包括等待车位区，所述感知模块内还包括有延时阈时，所述感知策略还包括：
当形成车辆标记时，若在延时阈时内车辆从站内的出口驶出时，生成剔除标记剔除车辆标记并不将被剔除的车辆标记记录至标记序列中；
当形成车辆标记同时调取站内分布图并识别停车位是否停满车辆，若在停满车辆时，判断在延时阈时内车辆是否驶入等待车位区，若车辆驶入等待车位区时将车辆标记记录至标记序列中；
若车辆未驶入等待车位并沿站内的出口驶出时，生成剔除标记剔除驶出的车辆标记。
作为本发明的进一步改进，所述规划策略具体为：
调取站内分布图中停车位的分布位置，根据标记序列以靠近换电位的停车位为第一车位以S形顺序进行排序，将对应车辆标记的车辆引导至对应在标记序列对应的停车位，并以停车位至换电位最短移动距离形成控制车辆进入换电位的换电路线；
将换电位靠近停车位的一侧设定为换电位入库口、另一侧为出库口，将换电位出库口至测试位以匚形形成测试路线控制车辆移动至测试位，所述出库路线以测试位至站内的出口直线为出库路线。
作为本发明的进一步改进，所述循迹子策略具体为：
对标记有车辆标记的车辆后轴重心位置进行识别形成标记重心，对换电路线、测试路线和出库路线辅以偏差值形成偏差区间，当标记有车辆标记的车辆进行换电和出库时实时监测标记重心是否处于偏差区间内移动，若偏离偏差区间时，判断偏离的方向并形成纠偏信号，根据偏离的方向反方向对车辆进行纠偏。
作为本发明的进一步改进，所述车辆标记为以车身四周形成的矩形标记框，所述矩形标记框与车辆实际车身外壁之间形成有标记间隙，所述标记间隙取5-10CM。
作为本发明的进一步改进，所述监测单元内还配置有移动优先级，所述换电路线包括车位子线和换电子线，所述移动优先级依次为：换电子线>车位子线>出库路线>测试路线，所述避障子策略包括：
在当检测到障碍物时，调取障碍物形成的位置，并获取在障碍物形成的位置上是否出现重叠的车辆标记，若出现车辆标记重叠时，则调取对应重叠的车辆标记所处的移动优先级，根据移动优先级控制车辆的先后顺序，并根据修正信息修正优先驶离的标记车辆所处的路线；
若未检测到重叠的车辆标记时，则识别障碍物的尺寸并形成修正信息，根据修正信息修正车辆所处的路线。
作为本发明的进一步改进，所述终端APP中还设置有预约单元，所述预约单元用于查看可选择的换电站，并调取选择的换电站内的站内分布图，并根据站内分布图选择预约的停车位和换电时段，根据所述预约单元形成预约标记，若对应的换电时段未识别到对应预约标记的车辆标记则生成预约剔除信号，根据所述预约剔除信号剔除预约标记。
本发明的有益效果：通过站内主控子系统和交互子系统，实现站内主控子系统对站内的情况实时监测并根据交互子系统控制车辆沿站内移动，以及与车主进行信息交互，使得车辆进行自主换电，并且车主可以通过终端实时查看车辆的换电进度；
通过感知模块进行感知车辆和形成站内分布图，基于对车辆的感知和站内分布图，在规划策略的作用下规划车辆进行换电的换电路线、换电完成进行测试的测试路线以及驶离换电站的出库路线，并且通过监测单元对车辆在站内的实时监测，判断车辆是否出现偏离路线的情况，以及在车辆移动时存在障碍物时进行路线的修正，使得车辆能够在站内实现自主的换电全过程，实现了远程进行车辆的智能化控制，以达到对车辆进行自主换电的效果。
附图说明
图1是本发明中交互子系统的状态图；
图2是本发明中的换点路线图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
参考图1至2所示，为本发明一种电动汽车自主换电系统的具体实施方式，包括站内主控子系统和交互子系统，所述站内主控子系统用于控制处于换电站内的车辆自主换电控制，所述交互子系统用于将站内主控子系统与车辆终端以及车主终端交互。
所述站内子系统包括感知模块、规划模块和执行模块，所述感知模块内配置有感知策略，所述感知策略包括调取站内的停车位、换电位和测试位并形成站内分布图，所述停车位表征用于待换电车辆停车等待的车位，所述换电位表征用于换电池时车辆驶入的车位，所述测试位表征车辆换电完成时进行测试电池是否正常使用时的车位，所述感知策略还包括在感知到车辆进入站内时生成车辆标记，所述规划模块内配置有规划策略，所述规划策略包括调取站内分布图根据站内分布图规划车辆标记的车辆进入停车位或换电位的换电路线，以及在车辆完成换电时生成测试路线，所述规划策略内还配置有出库路线。所述车辆标记为以车身四周形成的矩形标记框，所述矩形标记框与车辆实际车身外壁之间形成有标记间隙，所述标记间隙取5-10CM。
所述交互子系统包括处理器模块、车载端APP和终端APP，所述处理器模块集成于站内子系统中，所述车载端APP设置于车辆中控系统中，所述终端APP安装于车主的手机终端中，所述处理器模块、车载端APP和终端APP之间分别通过无线通讯传输。
所述执行模块内配置有监测单元和控制单元，所述监测单元内配置有监测策略，所述监测策略包括循迹子策略和避障子策略，所述循迹子策略包括对标记有车辆标记的车辆在站内沿换电路线、测试路线和出库路线移动时的实时监测，所述避障子策略包括对标记有车辆标记的车辆在站内移动时若检测到障碍物时生成避障路线并根据避障路线形成修正信息，所述修正信息用于修正换电路线、测试路线或出库路线。
所述控制单元用于通过无线通讯方式控制标记有车辆标记的车辆在站内移动；所述处理器模块内配置有处理单元和计时单元，所述处理单元用于将站内分布图、换电路线、测试路线和出库路线移进行打包形成换电数据包，并发送至终端APP中，所述计时单元用于调取换电数据包并根据换电数据包预计所需的换电时间并发送换电时间至终端APP中。
所述感知模块还包括识别相机，所述识别相机设置于换电站内，所述感知策略具体为：
设置识别相机进行工作的工作时间，在工作时间内识别相机用于实时感知站内的车辆并对由站内入口驶入站内的车辆形成车辆标记，若车辆标记沿站内出口驶离时生成剔除标记；
识别相机在工作时间内还用于对站内车位进行识别形成站内分布图，所述识别相机识别出现车辆标记后，根据对应车辆的车辆标记进入站内的先后顺序形成标记序列并根据标记序列改变停车位在站内分布图上的显示标记，所述显示标记有标记序列对应。
站内还包括等待车位区，所述感知模块内还包括有延时阈时，所述感知策略还包括：
当形成车辆标记时，若在延时阈时内车辆从站内的出口驶出时，生成剔除标记剔除车辆标记并不将被剔除的车辆标记记录至标记序列中；
当形成车辆标记同时调取站内分布图并识别停车位是否停满车辆，若在停满车辆时，判断在延时阈时内车辆是否驶入等待车位区，若车辆驶入等待车位区时将车辆标记记录至标记序列中；
若车辆未驶入等待车位并沿站内的出口驶出时，生成剔除标记剔除驶出的车辆标记。
所述规划策略具体为：
调取站内分布图中停车位的分布位置，根据标记序列以靠近换电位的停车位为第一车位以S形顺序进行排序，将对应车辆标记的车辆引导至对应在标记序列对应的停车位，并以停车位至换电位最短移动距离形成控制车辆进入换电位的换电路线；
将换电位靠近停车位的一侧设定为换电位入库口、另一侧为出库口，将换电位出库口至测试位以匚形形成测试路线控制车辆移动至测试位，所述出库路线以测试位至站内的出口直线为出库路线。
所述循迹子策略具体为：
对标记有车辆标记的车辆后轴重心位置进行识别形成标记重心，对换电路线、测试路线和出库路线辅以偏差值形成偏差区间，当标记有车辆标记的车辆进行换电和出库时实时监测标记重心是否处于偏差区间内移动，若偏离偏差区间时，判断偏离的方向并形成纠偏信号，根据偏离的方向反方向对车辆进行纠偏。
所述监测单元内还配置有移动优先级，所述换电路线包括车位子线和换电子线，所述移动优先级依次为：换电子线>车位子线>出库路线>测试路线，所述避障子策略包括：
在当检测到障碍物时，调取障碍物形成的位置，并获取在障碍物形成的位置上是否出现重叠的车辆标记，若出现车辆标记重叠时，则调取对应重叠的车辆标记所处的移动优先级，根据移动优先级控制车辆的先后顺序，并根据修正信息修正优先驶离的标记车辆所处的路线；
若未检测到重叠的车辆标记时，则识别障碍物的尺寸并形成修正信息，根据修正信息修正车辆所处的路线。
所述终端APP中还设置有预约单元，所述预约单元用于查看可选择的换电站，并调取选择的换电站内的站内分布图，并根据站内分布图选择预约的停车位和换电时段，根据所述预约单元形成预约标记，若对应的换电时段未识别到对应预约标记的车辆标记则生成预约剔除信号，根据所述预约剔除信号剔除预约标记。
工作原理及其效果：
通过站内主控子系统和交互子系统，实现站内主控子系统对站内的情况实时监测并根据交互子系统控制车辆沿站内移动，以及与车主进行信息交互，使得车辆进行自主换电，并且车主可以通过终端实时查看车辆的换电进度；
通过感知模块进行感知车辆和形成站内分布图，基于对车辆的感知和站内分布图，在规划策略的作用下规划车辆进行换电的换电路线、换电完成进行测试的测试路线以及驶离换电站的出库路线，并且通过监测单元对车辆在站内的实时监测，判断车辆是否出现偏离路线的情况，以及在车辆移动时存在障碍物时进行路线的修正，使得车辆能够在站内实现自主的换电全过程，实现了远程进行车辆的智能化控制，以达到对车辆进行自主换电的效果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种电动汽车自主换电系统，其特征在于：包括站内主控子系统和交互子系统，所述站内主控子系统用于控制处于换电站内的车辆自主换电控制，所述交互子系统用于将站内主控子系统与车辆终端以及车主终端交互；
所述站内子系统包括感知模块、规划模块和执行模块，所述感知模块内配置有感知策略，所述感知策略包括调取站内的停车位、换电位和测试位并形成站内分布图，所述停车位表征用于待换电车辆停车等待的车位，所述换电位表征用于换电池时车辆驶入的车位，所述测试位表征车辆换电完成时进行测试电池是否正常使用时的车位，所述感知策略还包括在感知到车辆进入站内时生成车辆标记，所述规划模块内配置有规划策略，所述规划策略包括调取站内分布图根据站内分布图规划车辆标记的车辆进入停车位或换电位的换电路线，以及在车辆完成换电时生成测试路线，所述规划策略内还配置有出库路线；
所述交互子系统包括处理器模块、车载端APP和终端APP，所述处理器模块集成于站内子系统中，所述车载端APP设置于车辆中控系统中，所述终端APP安装于车主的手机终端中，所述处理器模块、车载端APP和终端APP之间分别通过无线通讯传输；
所述执行模块内配置有监测单元和控制单元，所述监测单元内配置有监测策略，所述监测策略包括循迹子策略和避障子策略，所述循迹子策略包括对标记有车辆标记的车辆在站内沿换电路线、测试路线和出库路线移动时的实时监测，所述避障子策略包括对标记有车辆标记的车辆在站内移动时若检测到障碍物时生成避障路线并根据避障路线形成修正信息，所述修正信息用于修正换电路线、测试路线或出库路线；
所述控制单元用于通过无线通讯方式控制标记有车辆标记的车辆在站内移动；
所述处理器模块内配置有处理单元和计时单元，所述处理单元用于将站内分布图、换电路线、测试路线和出库路线移进行打包形成换电数据包，并发送至终端APP中，所述计时单元用于调取换电数据包并根据换电数据包预计所需的换电时间并发送换电时间至终端APP中。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车自主换电系统，其特征在于：所述感知模块还包括识别相机，所述识别相机设置于换电站内，所述感知策略具体为：
设置识别相机进行工作的工作时间，在工作时间内识别相机用于实时感知站内的车辆并对由站内入口驶入站内的车辆形成车辆标记，若车辆标记沿站内出口驶离时生成剔除标记；
识别相机在工作时间内还用于对站内车位进行识别形成站内分布图，所述识别相机识别出现车辆标记后，根据对应车辆的车辆标记进入站内的先后顺序形成标记序列并根据标记序列改变停车位在站内分布图上的显示标记，所述显示标记有标记序列对应。
3.根据权利要求2所述的一种电动汽车自主换电系统，其特征在于：站内还包括等待车位区，所述感知模块内还包括有延时阈时，所述感知策略还包括：
当形成车辆标记时，若在延时阈时内车辆从站内的出口驶出时，生成剔除标记剔除车辆标记并不将被剔除的车辆标记记录至标记序列中；
当形成车辆标记同时调取站内分布图并识别停车位是否停满车辆，若在停满车辆时，判断在延时阈时内车辆是否驶入等待车位区，若车辆驶入等待车位区时将车辆标记记录至标记序列中；
若车辆未驶入等待车位并沿站内的出口驶出时，生成剔除标记剔除驶出的车辆标记。
4.根据权利要求3所述的一种电动汽车自主换电系统，其特征在于：所述规划策略具体为：
调取站内分布图中停车位的分布位置，根据标记序列以靠近换电位的停车位为第一车位以S形顺序进行排序，将对应车辆标记的车辆引导至对应在标记序列对应的停车位，并以停车位至换电位最短移动距离形成控制车辆进入换电位的换电路线；
将换电位靠近停车位的一侧设定为换电位入库口、另一侧为出库口，将换电位出库口至测试位以匚形形成测试路线控制车辆移动至测试位，所述出库路线以测试位至站内的出口直线为出库路线。
5.根据权利要求4所述的一种电动汽车自主换电系统，其特征在于：所述循迹子策略具体为：
对标记有车辆标记的车辆后轴重心位置进行识别形成标记重心，对换电路线、测试路线和出库路线辅以偏差值形成偏差区间，当标记有车辆标记的车辆进行换电和出库时实时监测标记重心是否处于偏差区间内移动，若偏离偏差区间时，判断偏离的方向并形成纠偏信号，根据偏离的方向反方向对车辆进行纠偏。
6.根据权利要求5所述的一种电动汽车自主换电系统，其特征在于：所述车辆标记为以车身四周形成的矩形标记框，所述矩形标记框与车辆实际车身外壁之间形成有标记间隙，所述标记间隙取5-10CM。
7.根据权利要求6所述的一种电动汽车自主换电系统，其特征在于：所述监测单元内还配置有移动优先级，所述换电路线包括车位子线和换电子线，所述移动优先级依次为：换电子线>车位子线>出库路线>测试路线，所述避障子策略包括：
在当检测到障碍物时，调取障碍物形成的位置，并获取在障碍物形成的位置上是否出现重叠的车辆标记，若出现车辆标记重叠时，则调取对应重叠的车辆标记所处的移动优先级，根据移动优先级控制车辆的先后顺序，并根据修正信息修正优先驶离的标记车辆所处的路线；
若未检测到重叠的车辆标记时，则识别障碍物的尺寸并形成修正信息，根据修正信息修正车辆所处的路线。
8.根据权利要求7所述的一种电动汽车自主换电系统，其特征在于：所述终端APP中还设置有预约单元，所述预约单元用于查看可选择的换电站，并调取选择的换电站内的站内分布图，并根据站内分布图选择预约的停车位和换电时段，根据所述预约单元形成预约标记，若对应的换电时段未识别到对应预约标记的车辆标记则生成预约剔除信号，根据所述预约剔除信号剔除预约标记。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202310224232.4A CN116739192A (zh) | 2023-03-09 | 2023-03-09 | 一种电动汽车自主换电系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310224232.4A CN116739192A (zh) | 2023-03-09 | 2023-03-09 | 一种电动汽车自主换电系统 |
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| CN116739192A true CN116739192A (zh) | 2023-09-12 |
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ID=87905057
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| CN202310224232.4A Pending CN116739192A (zh) | 2023-03-09 | 2023-03-09 | 一种电动汽车自主换电系统 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117236662A (zh) * | 2023-11-14 | 2023-12-15 | 亚商科创(北京)科技有限公司 | 用于共享电动车自动驾驶的大数据平台 |
-
2023
- 2023-03-09 CN CN202310224232.4A patent/CN116739192A/zh active Pending
Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN117236662A (zh) * | 2023-11-14 | 2023-12-15 | 亚商科创(北京)科技有限公司 | 用于共享电动车自动驾驶的大数据平台 |
| CN117236662B (zh) * | 2023-11-14 | 2024-01-12 | 亚商科创(北京)科技有限公司 | 用于共享电动车自动驾驶的大数据平台 |
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