TWI689154B - 用於車輛電池換電的電力控制方法與系統 - Google Patents

用於車輛電池換電的電力控制方法與系統 Download PDF

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Abstract

本發明提供用於車輛電池換電的電力控制方法，所述方法包括：S1，向待換電車輛發送關閉高壓的高壓關閉信號；S2，所述待換電車輛在接收到該高壓關閉信號之後，即停止向車輛內的高壓需求器件供電並使車輛進入到安全模式，所述安全模式下，該車輛的高壓供電被禁止開啟；S3，在車輛進入到所述安全模式後，執行換電操作。還提供相應的系統。

Description

用於車輛電池換電的電力控制方法與系統
本發明屬於汽車領域，更為具體地，涉及車輛電池換電的電力控制。
電動汽車是未來綠色出行的趨勢，就續航而言，目前主要是為電池充電。但是，換電功能近一年來被不斷提及而且付諸實施，且如大家所注意到的，換電是充電的一種有力補充方式。
如此一來，換電過程中，如何確保換電的正確以及如何處理車內的高壓電力，是業界關心且致力於解決的問題。
本發明提供用於車輛電池換電的電力控制方法。該方法包括：S1，待換電車輛發送關閉高壓的高壓關閉信號；S2，所述待換電車輛在接收到該高壓關閉信號之後，即停止向車輛內的高壓需求器件供電並使車輛進入到安全模式，所述安全模式下，該車輛的高壓供電被禁止開啟(包括遠端開啟與本地開啟兩種形式)；以及S3，在車輛進入到所述安全模式後，執行換電操作。
所提供的用於車輛電池換電的電力控制方法，可選地，步驟S1發生在確定所述待換電車輛處於換電平台後。
所提供的用於車輛電池換電的電力控制方法，其還可包括在所述待換電車輛停止向車輛內的高壓需求器件供電前，確認所述待換電車輛是否已上鎖，且在已上鎖的情況下才停止向車輛內的高壓需求器件供電。
所提供的用於車輛電池換電的電力控制方法，還可包括在執行換電操作之前，確認該待換電車輛的通信網路進入休眠模式。
所提供的用於車輛電池換電的電力控制方法，還可包括在步驟S1之前判斷該換電車輛是否滿足進行換電的預設條件，所述預設條件至少包括該待換電車輛的小電池電量具備換電條件足以支持換電過程中該車輛內各低壓電控單元的運行。
所提供的用於車輛電池換電的電力控制方法，其還可包括在所述待換電車輛停止向車輛內的高壓需求器件供電之前，關閉所述車輛的遠端高壓上電和/或遠端軟體升級功能。
所提供的用於車輛電池換電的電力控制方法，其還可包括在所述待換電車輛停止向車輛內的高壓需求器件供電之前，關閉所述車輛的以下功能中的任意一項或其組合：車輛的蠕變扭矩、小電池電量低喚醒充電功能、以及該車輛電控制單元請求上高壓的請求。
所提供的用於車輛電池換電的電力控制方法，其還可包括在所述待換電車輛停止向車輛內的高壓需求器件供電之前，確認該待換電車輛是否待換電預約資訊中的提供的車輛，僅在確認是的情況下，會繼續後續操作。
所提供的用於車輛電池換電的電力控制方法，其中，確認該待換電車輛是否待換電預約資訊中的提供的車輛包括如下步驟：從該待換電車輛獲取預設的標識資訊，該預設的標識資訊是預約換電時需提供的車輛標識；將從 該待換電車輛獲取的標識資訊與該預約資訊中的車輛標識進行匹配，在匹配通過的情況下，確認該待換電車輛是預約資訊中提供的車輛。
所提供的用於車輛電池換電的電力控制方法，其還可包括在所述待換電車輛停止向車輛內的高壓需求器件供電之前，收集該待換電車輛的動力電池資訊，並將所收集的動力電池資訊與計畫要換到該車輛的電池的動力電池資訊匹配，並在匹配通過的情況下，才進行後續步驟。
所提供的用於車輛電池換電的電力控制方法，其中，該動力電池資訊包括電池的荷電狀態(SOC)、健康狀態(SOH)以及與該動力電池相關的軟體版本與硬體版本資訊。
所提供的用於車輛電池換電的電力控制方法，其中，還可包括在執行換電操作且判斷換電完成之後，確認更換的新電池的電池資訊是否與換電站計畫要換到該車輛的電池的電池資訊一致。其中，該電池資訊包括電池包編號，電池的電池管理單元(BMS)編號、軟體編號、硬體編號、荷電狀態(SOC)、健康狀態(SOH)中的任意一個或任何組合。
所提供的用於車輛電池換電的電力控制方法，其中，還可包括在執行換電操作且判斷換電完成之後，對更換的新電池進行自檢，在該自檢過程中，使所述待換電車輛的與動力電池控制有關的控制器處於測試模式，在該測試模式下，臨時允許開啟車輛的高壓供電，以測試該動力電池上電與下電是否正常，且在該動力電池上電與下電測試通過的情況下，再次使該車輛的高壓供電被禁止開啟從而回到所述的安全模式。
所提供的用於車輛電池換電的電力控制方法，其還可包括在所述自檢成功之後，使車輛退出安全模式和/或開啟該車輛的高壓供電功能。
本發明還提供用於車輛電池換電的電力控制系統，其可包括：與換電站關聯的第一控制器，其向待換電車輛發送關閉高壓的高壓關閉信號；設 置於車輛的第二控制器，其接收所述高壓關閉信號，並據此控制該車輛的動力電池向車輛內高壓需求器件供電，以及使所述車輛進入到該車輛的高壓供電被禁止開啟的安全模式以便後續換電操作
用於車輛電池換電的電力控制系統，其中，所述第一控制器設置成向待換電車輛發送關閉高壓的高壓關閉信號，確定所述待換電車輛是否處於換電平台且在確定處於換電平台的情況下，發送該高壓關閉信號。
用於車輛電池換電的電力控制系統，其中，所述第二控制器設置成控制該車輛的動力電池停止向車輛內高壓需求器件供電之前，確認所述待換電車輛是否已上鎖，且在已上鎖的情況下才控制該車輛的動力電池向車輛內高壓需求器件供電。
用於車輛電池換電的電力控制系統，所述第二控制器還設置成所述換電設備執行換電操作之前，使該待換電車輛的通信網路進入休眠模式。
用於車輛電池換電的電力控制系統，所述第一控制器與所述第二控制器分別被設置為：所述第二控制器在發送所述高壓關閉信號之前，與所述第一控制器交互以確定換電車輛是否滿足進行換電的預設條件，所述預設條件至少包括該待換電車輛的小電池電量足以支持換電過程中該車輛內各低壓電控單元的運行。
用於車輛電池換電的電力控制系統，所述第二控制器被設置為控制該車輛的動力電池停止向車輛內高壓需求器件供電之前，關閉所述車輛的遠端高壓上電和/或遠端軟體升級功能。
用於車輛電池換電的電力控制系統，所述第二控制器還設置成在所述待換電車輛停止向車輛內的高壓需求器件供電之前，關閉所述車輛的以下功能中的任意一項或其組合：車輛的蠕變扭矩、小電池電量低喚醒充電功能、以及該車輛之電子控制單元(ECU)請求上高壓的請求。
用於車輛電池換電的電力控制系統，所述第一控制器還設置成在所述第二控制器控制該車輛的動力電池停止向車輛內的高壓需求器件供電之前，確認該待換電車輛是否待換電預約資訊中的提供的車輛，在確認不是的情況下，發出不予換電的信號。
用於車輛電池換電的電力控制系統，所述第一控制器與所述第二控制器設置成：在所述第二控制器控制該車輛的動力電池停止向車輛內的高壓需求器件供電之前，所述第一控制器與所述第二控制器交互使得後者收集該待換電車輛的動力電池資訊，並將所收集的動力電池資訊發送至所述第一控制器，是使該第一控制器與計畫要換到該車輛的電池的動力電池資訊進行匹配，在匹配不通過的情況下，發出不匹配的信號。
用於車輛電池換電的電力控制系統，所述第二控制在執行換電操作且判斷換電完成之後，確認更換的新電池的電池資訊是否與換電站計畫要換到該車輛的電池的電池資訊一致。
用於車輛電池換電的電力控制系統，還包括自檢系統，設置成在執行換電操作且判斷換電完成之後，對更換的新電池進行自檢，在該自檢過程中，使所述待換電車輛的與動力電池控制有關的控制器處於測試模式，在該測試模式下，臨時允許開啟車輛的高壓供電，以測試更換到車上的動力電池上電與下電是否正常，且在該動力電池上電與下電測試通過的情況下，再次使該車輛的高壓供電被禁止開啟從而回到所述的安全模式。
用於車輛電池換電的電力控制系統，該自檢系統設置成在所述自檢成功之後，使車輛退出安全模式和/或開啟該車輛的高壓供電功能。
以上提到的方法，可由軟體實現，而且某些步驟或過程可以實現為不同的軟體模組，設置在不同的硬體中。比如，有些步驟實現為控制模組，實現在換電站端，而有些在車裡，還有一些可能在第三終端中，該第三終端例 如是換電小哥的終端等。不論是實現在哪裡的軟體模組，都可能被實現為應用APP。
10:第一控制器
12:第二控制器
S1、S2、S3、30、34、36、38、40:步驟
從結合附圖的以下詳細說明中，將會使本發明的上述和其他目的及優點更加完整清楚，其中，相同或相似的要素採用相同的標號表示。
圖1是根據本發明示例的用於車輛電池換電的電力控制方法的流程圖。
圖2是根據本發明示例的用於車輛電池換電的電力控制系統的結構示意圖。
圖3示例性地闡述了根據本發明一個具體例子的車輛換電的電力控制方法的過程示意。
現在將參照附圖更加完全地描述本發明，附圖中示出了本發明的示例性實施例。但是，本發明可按照很多不同的形式實現，並且不應該被理解為限制於這裡闡述的實施例。相反，提供這些實施例使得本公開變得徹底和完整，並將本發明的構思完全傳遞給本領域技術人員。附圖中，相同的標號指代相同的元件或部件，因此，將省略對它們的描述。
附圖中所示的一些方框圖是功能實體，不一定必須與物理或邏輯上獨立的實體相對應。可以採用軟體形式來實現這些功能實體，或者在一個或多個硬體模組或積體電路中實現這些功能實體，或者在不同網路和/或處理器裝置和/或微控制器裝置中實現這些功能實體。
下文參考根據本發明實施例的方法、裝置的流程圖說明、框圖和/或流程圖來描述本發明。將理解這些流程圖說明和/或框圖的每個框、以及流程 圖說明和/或框圖的組合可以由電腦程式指令來實現。可以將這些電腦程式指令提供給通用電腦、專用電腦或其他可程式設計資料處理設備的處理器以構成機器，以便由電腦或其他可程式設計資料處理設備的處理器執行的這些指令創建用於實施這些流程圖和/或框和/或一個或多個流程框圖中指定的功能/操作的部件。
可以將這些電腦程式指令存儲在電腦可讀記憶體中，這些指令可以指示電腦或其他可程式設計處理器以特定方式實現功能，以便存儲在電腦可讀記憶體中的這些指令構成包含實施流程圖和/或框圖的一個或多個框中指定的功能/操作的指令部件的製作產品。
可以將這些電腦程式指令載入到電腦或其他可程式設計資料處理器上以使一系列的操作步驟在電腦或其他可程式設計處理器上執行，以便構成電腦實現的進程，以使電腦或其他可程式設計資料處理器上執行的這些指令提供用於實施此流程圖和/或框圖的一個或多個框中指定的功能或操作的步驟。還應該注意在一些備選實現中，框中所示的功能/操作可以不按流程圖所示的次序來發生。例如，依次示出的兩個框實際可以基本同時地執行或這些框有時可以按逆序執行，具體取決於所涉及的功能/操作。
在本發明的各示例中，提到車輛電池換電或者換電指的是更換車輛的動力電池(即，向車輛提供動力輸出的電池)。在本發明的各示例中，提到待換電車輛指是要更換動力電池的車輛，在本發明的示例中，為上下文描述的一致性，儘管車輛已經更換完電池，不再是待更換動力電池的車輛，但是為上下文一致，還是將其稱為待換電車輛。
車輛在本例中為純電動車，但本發明的方案亦可適用於混合動力汽車。
圖1是按照本發明的示例的電力控制方法的流程圖，該方法主要用於在車輛更換動力電池的過程中。該方法包括：
S1，向待換電車輛發送關閉高壓的高壓關閉信號；
S2，所述待換電車輛在接收到該高壓關閉信號之後，即停止向車輛內的高壓需求器件供電並使車輛進入到安全模式，所述安全模式下，該車輛的高壓供電被禁止開啟(包括遠端開啟與本地開啟兩種形式)；
S3，在車輛進入到所述安全模式後，執行換電操作。
作為示例，該高壓關閉信號由換電站發送給車輛。高壓關閉信號將使得車輛停止向車內的所有高壓電需求器件供電，例如空調。在通常的情況下，人們鎖車或給車輛上鎖之後(即，拔了車鑰匙離開)也會有關閉高壓的信號，但是這個關閉高壓的信號通常對某些部件留有一些時間冗餘，以便這些部件在接到該關閉高壓的信號之後還有一些緩衝時間而不是立即關閉，例如原本開著的空調，在鎖車之後，就不會立即停止供電，而是緩衝一會兒。本申請在此提到的高壓關閉進入到安全模式則不提供這種時間冗餘。
作為示例，步驟S1發生在確定所述待換電車輛處於換電平台後。在換電平台，操作車輛換電，即更換動力電池。
根據本發明的一些示例，該用於車輛電池換電的電力控制方法，還包括在所述待換電車輛停止向車輛內的高壓需求器件供電前，確認所述待換電車輛是否已上鎖，且在已上鎖的情況下才停止向車輛內的高壓需求器件供電。
根據本發明的一些示例，該用於車輛電池換電的電力控制方法，還包括在執行換電操作之前，確認該待換電車輛的通信網路進入休眠模式。使通信網路進入休眠模式從而避免在換電過程中車輛被通過網路傳輸來的信號喚醒，也可避免通過網路發起的軟體升級。
根據本發明的一些示例，該用於車輛電池換電的電力控制方法，還包括在步驟S1之前判斷該換電車輛是否滿足進行換電的預設條件，所述預設條件至少包括該待換電車輛的小電池電量具備換電條件足以支持換電過程中該車輛內各低壓電控單元的運行。小電池是電動車內，在車輛動力電池停止供電後，向低壓器件供電的電池。通常，在動力電池工作時，動力電池的電力經由DCDC轉換器(直流到直流轉換器)轉換後向車內的低壓器件供電，通常僅在動力電池關閉之後，由小電池供電給低壓器件，且通常，在動力電池供電時，小電池會從DCDC轉換器的輸出端接收低壓電力以充電。
根據本發明的一些示例，該用於車輛電池換電的電力控制方法，還包括在所述待換電車輛停止向車輛內的高壓需求器件供電之前，關閉所述車輛的遠端高壓上電和/或遠端軟體升級功能。這例如可通過關閉車載通信模組來達成。
根據本發明的一些示例，該用於車輛電池換電的電力控制方法，還包括在所述待換電車輛停止向車輛內的高壓需求器件供電之前，關閉所述車輛的以下功能中的任意一項或其組合：車輛的蠕變扭矩(creep torque)、小電池電量低喚醒充電功能、以及該車輛之電子控制單元(ECU)請求上高壓的請求。
根據本發明的一些示例，該用於車輛電池換電的電力控制方法，還包括在所述待換電車輛停止向車輛內的高壓需求器件供電之前，確認該待換電車輛是否待換電預約資訊中的提供的車輛，僅在確認是的情況下，會繼續後續操作。
根據本發明的一些示例，該用於車輛電池換電的電力控制方法，其中，確認該待換電車輛是否待換電預約資訊中的提供的車輛包括如下步驟：從該待換電車輛獲取預設的標識資訊，該預設的標識資訊是預約換電時需提供的車輛標識；以及將從該待換電車輛獲取的標識資訊與該預約資訊中的車輛標 識進行匹配，在匹配通過的情況下，確認該待換電車輛是預約資訊中提供的車輛。
根據本發明的一些示例，該用於車輛電池換電的電力控制方法，還包括在所述待換電車輛停止向車輛內的高壓需求器件供電之前，收集該待換電車輛的動力電池的電池資訊，並將所收集的動力電池資訊與計畫要換到該車輛的電池的動力電池資訊匹配，並在匹配通過的情況下，才進行後續步驟。
根據本發明的一些示例，該用於車輛電池換電的電力控制方法，該動力電池資訊包括電池荷電狀態(SOC)，健康狀態(SOH)以及與該動力電池相關的軟體版本與硬體版本資訊。
根據本發明的一些示例，該用於車輛電池換電的電力控制方法，還包括在執行換電操作且確定換電完成之後，確認更換到車輛的新動力電池的電池資訊是否與換電站計畫要換到該車輛的電池的電池資訊一致。
根據本發明的一些示例，該用於車輛電池換電的電力控制方法，所提到的電池資訊可包括電池包編號，電池的電池管理單元(BMS)編號(如果有的話)、軟體編號、硬體編號、荷電狀態(SOC)、健康狀態(SOH)中的任意一個或任何組合。
根據本發明的一些示例，該用於車輛電池換電的電力控制方法，還包括在執行了換電操作並判斷換電完成之後，對更換的新電池進行自檢。在該自檢過程中，使所述待換電車輛(應理解到，此時車輛已經更換了動力電池)中與動力電池控制有關的控制器處於測試模式，在該測試模式下，臨時允許開啟車輛的高壓供電，以測試該動力電池上電與下電是否正常，且在該動力電池上電與下電測試通過的情況下，再次開啟該車輛的高壓供電禁止功能從而回到所述的安全模式。
根據本發明的一些示例，該用於車輛電池換電的電力控制方法，還包括在所提到的自檢成功之後，使車輛退出安全模式和/或開啟該車輛的高壓供電功能。
以上各示例，各步驟/過程可根據情況相互組合，且執行中，在不背離且不影響換電操作的情況下，各步驟與過程是可調換的。
根據本發明，還提供用於車輛電池換電的電力控制系統，其包括：與換電站關聯的第一控制器10，其向待換電車輛發送關閉高壓的高壓關閉信號；設置於車輛的第二控制器12，其接收所述高壓關閉信號，並據此控制該車輛的動力電池停止向車輛內高壓需求器件供電，以及使所述車輛進入到該車輛的高壓供電被禁止開啟的安全模式。在進入到安全模式後，會有換電設備執行換電操作。與換電站關聯的第一控制器可以是設置在換電站的控制伺服器中，也可單獨於該控制伺服器而是一個獨立的控制設備。圖2是該電力控制系統的結構示意圖。
根據本發明的用於車輛電池換電的電力控制系統，其中，所述第一控制器10設置成向待換電車輛發送關閉高壓的高壓關閉信號，確定所述待換電車輛是否處於換電平台且在確定處於換電平台的情況下，發送該高壓關閉信號。
根據本發明的用於車輛電池換電的電力控制系統，示例地，所述第二控制器12設置成控制該車輛的動力電池向車輛內高壓需求器件停止供電之前，確認所述待換電車輛是否已上鎖，且在已上鎖的情況下才使該車輛的動力電池停止向車輛內高壓需求器件供電。在下文的一些更為具體的例子中，該第二控制器12可能是整車控制單元(VCU)，或實現在整車控制單元(VCU)中的控制模組。
根據本發明的用於車輛電池換電的電力控制系統，示例地，所述第二控制器12還設置成在該換電設備執行換電操作之前，使該待換電車輛的通信網路進入休眠模式。如上文所述，由此使通信網路進入休眠模式從而避免在換電過程中車輛被通過網路傳輸來的信號喚醒，也可避免通過網路發起的軟體升級。
根據本發明的用於車輛電池換電的電力控制系統，示例地，所述第一控制器10與所述第二控制器12分別被設置為：所述第二控制器12在發送所述高壓關閉信號之前，與所述第一控制器10交互以確定換電車輛是否滿足進行換電的預設條件，所述預設條件至少包括該待換電車輛的小電池電量具備換電條件，即它足以支持換電過程中該車輛內各低壓電控單元的運行。
根據本發明的用於車輛電池換電的電力控制系統，示例地，所述第二控制器12被設置為控制該車輛的動力電池停止向車輛內高壓需求器件供電之前，關閉所述車輛的遠端高壓上電和/或遠端軟體升級功能。
根據本發明的用於車輛電池換電的電力控制系統，示例地，所述第二控制器12還設置成在所述待換電車輛停止向車輛內的高壓需求器件供電之前，關閉所述車輛的以下功能中的任意一項或其組合：車輛的蠕變扭矩(creep torque)、小電池電量低喚醒充電功能、以及該車輛之電子控制單元(ECU)請求上高壓的請求。
根據本發明的用於車輛電池換電的電力控制系統，示例地，所述第一控制器10還設置成在所述第二控制器12控制該車輛的動力電池停止向車輛內的高壓需求器件供電之前，確認該待換電車輛是否待換電預約資訊中的提供的車輛，在確認不是的情況下，發出不予換電的信號。
根據本發明的用於車輛電池換電的電力控制系統，示例地，所述第一控制器10與所述第二控制器12設置成：在所述第二控制器控制該車輛的動 力電池停止向車輛內的高壓需求器件供電之前，所述第一控制器與所述第二控制器交互使得後者收集該待換電車輛的動力電池資訊，並將所收集的動力電池資訊發送至所述第一控制器，由該第一控制器將其與計畫要換到該車輛的電池的動力電池資訊匹配，在匹配不通過的情況下，發出不匹配的信號。
根據本發明的用於車輛電池換電的電力控制系統，示例地，所述第二控制器12還配置成在執行換電操作且判斷換電完成之後，確認更換的新電池的電池資訊是否與換電站計畫要換到該車輛的電池的電池資訊一致。需要說明的是，確認更換的新電池的電池資訊是否與換電站計畫要換到該車輛的電池的電池資訊一致也可由第一控制器10來執行。無論由哪個控制器來執行，只需要將確認更換的新電池的電池資訊以及換電站計畫要換到該車輛的電池的電池資訊都傳送給該控制器即可。
根據本發明的用於車輛電池換電的電力控制系統，示例地，還包括自檢系統(未圖示)，設置成在執行換電操作且判斷換電完成之後，對更換的新電池進行自檢，在該自檢過程中，使所述待換電車輛的與動力電池控制有關的控制器處於測試模式，在該測試模式下，臨時允許開啟車輛的高壓供電，以測試該動力電池上電與下電是否正常，且在該動力電池上電與下電測試通過的情況下，再次使該車輛的高壓供電被禁止開啟從而回到所述的安全模式。需要說明的是，示例而非限制地，自檢系統可以實現在車輛原有的電池管理系統(BMS)中。
根據本發明的用於車輛電池換電的電力控制系統，示例地，其中，該自檢系統設置成在所述自檢成功之後，使車輛退出安全模式和/或開啟該車輛的高壓供電功能。
以上用於車輛電池換電的電力控制系統的示例中，各示例中的部件、元件是可相互組合的。
在本申請的各示例中，換電平台、換電設備因為需要會被提到，但本申請的重點在於因換電而實施的電力系統管理，涉及到車輛的高壓電、動力電池更換前後的資訊確認，並不具體涉及更換動力電池的機械設備，因此未對換電平台與換電設備做更多描述。
且上文描述的用於車輛電池換電的電力控制方法可執行在該用於車輛電池換電的電力控制系統中。在上述各示例中，所執行的方法在車端，由車輛端用於管理換電的控制器來執行，例如上文結合圖2描述的第二控制器。在換電站端，可能涉及到換電站的控制部件。
在上文的示例描述中，提到判斷車輛是否待換電預約資訊中，以下將結合附圖3，示例而非限制性闡述車輛換電的電力控制方法的過程。
參見圖3，在步驟30，由換電站對於進入換電站內的車輛進行簽權，以確定該車輛是不是預約換電車輛。示例地，用戶通過手機APP預約了換電，進如換電站之後，依據相關預約資訊，對其進行鑑權。在對車輛鑑權通過，確認車輛是待換電車輛後，即進入到換電準備，否則，換電站不會對其進行更換電池的操作。應理解到，該步驟的執行通常需要換電站與車輛通信。
步驟34，進入到換電準備，在換電準備期間，首先確認車輛是否已進入換電平台以及是否已經鎖車等；在確定的情況下，例如由整車控制單元(VCU)(也可以是其它控制器，只需要能執行這一功能即可)發出停止高壓關閉的高壓關閉信號，從而關閉高壓供電。
步驟34的關閉高壓供電之後，整車控制單元(VCU)通知車輛端用於管理換電的控制器，換電準備工作完畢；作為替代，步驟34的關閉高壓供電之後，也可由車輛端用於管理換電的控制器在預設時間之後，自行檢查高壓是否已關閉。需要說明的是，車輛端用於管理換電的控制器，可以是單獨的控制器，也可以實現為整車控制單元(VCU)的一部分。
步驟36，換電準備完成之後，車輛端會發送信號給換電站，通知其開始換電操作。
步驟38，車輛端接收到來自換電站端換電完成的信號後，判斷所更換的電池是不是與該車輛匹配的電池，例如通過電池管理系統(BMS)來檢測等。
步驟40，步驟38檢測確認匹配的情況下，進入自檢環節，如自檢不成功，將不會開啟高壓且同時會通知換電站自檢異常。
以下將以更為具體的示例來闡述本申請，在下文的具體示例中，可能有些用語/術語或名稱與上文描述的不盡相同，但只要其實現的功能或其被應用的目的與上文中的一些部件/步驟實質相同或類似，就可被理解為是等同于上文中的部件/步驟或者說是它們的具體實現。
根據本發明提供的車輛電池換電的電力控制方法，根據換電過程換電站和車的交互，可將換電過程分為進入換電模式、車輛資訊確認、換電準備、動力電池更換、新電池資訊確認、新電池上電自檢、退出換電模式共7部分。
進入換電模式
在這個具體的示例中，車輛進入換電模式是建立在車輛與換電站之間建立了通信連接，且已確認車輛具備換電的預設條件。例如，12V小電池電量足以支援換電過程各低壓電控單元的運行，換句話說，12V小電池電量足以支撐到電池更換結束。如果不滿足換電設備的預設條件，例如小電池電量不足，則可能需要對小電池充電等。
示例而非限制的，上述過程對於換電車輛的駕駛者(用戶或幫助用戶換電的換電小哥)而言，其預約換電、等待換電檢測、以及確認換電是否可進行等資訊，可通過車輛的中控屏或例如手機等移動設備來進行。例如，如 果檢測結果表明車輛不滿足換電的預設條件，則通過車輛的中控屏或手機中的換電APP將這一資訊告知該駕駛者。
在進入換電模式後，將會停止高壓供電，這包括禁止遠端高壓上電請求(如，遠端啟動車輛)，也會關閉遠端軟體升級功能。
在進入到換電模式後，整車控制單元(VCU)將關閉蠕變扭矩(以使在不踩油門的情況下達到空擋的效果)，關閉小電池電量低喚醒充電的功能，關閉其他電控單元請求上高壓的請求。在一些描述中，也將上述狀況稱為整車控制單元(VCU)進入預安全模式。
車輛資訊確認
在進入換電模式後，換電站與車輛之間會進一步通信交互，以確認待換電的車輛是正確的車輛。舉例來說，換電站會發送請求給車以獲取車輛資訊。而車輛會將車的VIN(車輛ID編號)、動力電池SOC、動力電池SOH，一些重要電控單元(例如：整車控制單元VCU，電池管理系統BMS)的軟體、硬體版本資訊提供給換電站。換電站將據此確認車輛與預定換電的車輛是否一致，要更換上去的新電池和車輛中的現有電池是否相容。如果不相容，換電站將通知換電的駕駛者，並停止換電後續流程。
換電準備
車輛到達換電臺且請求開始換電後，換電站與車輛通信以確認車輛是否可更換電池。實際應用中，可判斷車輛是否處於駐車狀態，方向盤是否回正(確保電池定位，輪胎不正機械手臂無法對準螺絲)。如果條件滿足，則請求車輛上鎖(lock進入到防盜狀態)。如果成功上鎖，則請求整車控制單元(VCU)下高壓，即，斷高壓。一旦整車控制單元(VCU)下高壓成功(下高壓成功後，車輛即進入到安全模式)，則車輛端在一定時間內檢測網路是否進入休眠 模式。如果車輛車輛進入休眠模式，則車輛端告知換電站端，換電準備完成可進行電池更換，否則，向換電站回饋無法進行換電。
動力電池更換
換電站使用物理設備更換車輛的動力電池。
新電池資訊確認
更換結束，換電站會與車端通信，使得車端知道換電完成。車端將確認新電池資訊。舉例來說，車端將收集新電池的電池包編號，新電池電池管理單元BMS的編號、軟體編號、硬體編號、SOC、SOH。將收集的這些資訊與新安裝的電池和換電站預期的不一致(這可能是換電站拿錯電池)，則發出提示資訊，以便重新更換電池。
新電池上電自檢測
在確認更換到車上的新電池為正確的新電池後，將對新動力電池自檢測，例如通過整車控制單元(VCU)進行新動力電池自檢測。
在進行新動力電池自檢測過程中，整車控制單元(VCU)將處於測試模式。測試模式臨時允許上高壓，進行動力電池上下電是否正常的測試。當測試結束，將回到安全模式，這樣即使自檢測失敗，重新更換電池，車輛仍然處於安全模式，保證了安全。
退出換電模式
在確認新電池自檢測成功後，車輛的整車控制單元(VCU)退出安全模式，在一些情況下，可退出到上文所描述的預安全模式，關閉安全連接，並解鎖車輛以方便駕駛人員進車，減少解鎖操作。
如果整車控制單元(VCU)退出安全模式失敗，車端將發送退出安全模式失敗的資訊給換電站。
換電完成，車輛離開換電站後，車端控制換電的主控模組將退出換電模式，整車控制單元(VCU)將退回到正常駕駛模式。在一些實施例中，車端控制換電的控制器可依據車輛斷開了換電站內的wifi信號來確認退出換電模式的。在又一些實施例中，可手動退出換電模式。
以上描述的進入換電模式、車輛資訊確認、換電準備、動力電池更換、新電池資訊確認、新電池上電自檢測的過程中，整個執行過程中涉及到換電站與車輛的通信。在可能的實現方式中，換電站中設置有用於更換動力電池的控制器，車輛中設置有用於執行上述整個過程的控制器。車輛中的控制器可以是單獨設置的，也可以是實現在車輛的原有控制器，例如整車控制單元(VCU)中，無論是哪一種實現方式，該控制器都能夠與車輛的整車控制單元(VCU)及其它相關聯的電控單元通信以獲取資訊。
需要說明的是，在一些備選實現中，框中所示的功能/操作可以不按流程圖所示的次序來發生。例如，依次示出的兩個框實際可以基本同時地執行或這些框有時可以按逆序執行，具體取決於所涉及的功能/操作。雖然示出、公開和要求了特定步驟順序，但應瞭解步驟可以任何次序實施、分離或組合，除非另外指明，且仍將受益於本公開。
本說明書使用實例來公開本發明，包括最佳模式，並且也使本領域的任何技術人員能夠實踐本發明，包括製作和使用任何裝置或系統以及執行任何所涵蓋的方法。本發明的專利保護範圍由申請專利範圍限定，並且可包括本領域的技術人員想出的其他實例。如果此類其他實例具有與申請專利範圍的字面語言並無不同的結構元件，或者如果它們包括與申請專利範圍的字面語言並無實質差別的等效結構元件，那麼它們意圖在申請專利範圍內。

Claims (25)

  1. 一種用於車輛電池換電的電力控制方法，包括步驟：S1，向待換電車輛發送關閉高壓的高壓關閉信號；S2，所述待換電車輛在接收到該高壓關閉信號之後，即停止向車輛內的高壓需求器件供電並使車輛進入到安全模式，所述安全模式下，該車輛的高壓供電被禁止開啟；S3，在車輛進入到所述安全模式後，執行換電操作；其中，在所述步驟S1之前判斷該換電車輛是否滿足進行換電的預設條件，所述預設條件至少包括該待換電車輛的小電池電量足以支持換電過程中該車輛內各低壓電控單元的運行。
  2. 如請求項1所述的用於車輛電池換電的電力控制方法，其中，所述步驟S1發生在確定所述待換電車輛處於換電平台後。
  3. 如請求項2所述的用於車輛電池換電的電力控制方法，其還包括在所述待換電車輛停止向車輛內的高壓需求器件供電前，確認所述待換電車輛是否已上鎖，且在已上鎖的情況下才停止向車輛內的高壓需求器件供電。
  4. 如請求項1所述的用於車輛電池換電的電力控制方法，其還包括在執行換電操作之前，確認該待換電車輛的通信網路進入休眠模式。
  5. 如請求項1所述的用於車輛電池換電的電力控制方法，其還包括在所述待換電車輛停止向車輛內的高壓需求器件供電之前，關閉所述車輛的遠端高壓上電和/或遠端軟體升級功能。
  6. 如請求項1所述的用於車輛電池換電的電力控制方法，其還包括在所述待換電車輛停止向車輛內的高壓需求器件供電之前，關閉所述車輛的以 下功能中的任意一項或其組合：車輛的蠕變扭矩、小電池電量低喚醒充電功能、以及該車輛電控制單元之電子控制單元(ECU)請求上高壓的請求。
  7. 如請求項1所述的用於車輛電池換電的電力控制方法，其還包括在所述待換電車輛停止向車輛內的高壓需求器件供電之前，確認該待換電車輛是否為待換電預約資訊中所提供的車輛。
  8. 如請求項7所述的用於車輛電池換電的電力控制方法，其中，所述確認該待換電車輛是否為待換電預約資訊中所提供的車輛包括如下步驟：從該待換電車輛獲取預設的標識資訊，該預設的標識資訊是預約換電時需提供的車輛標識；將從該待換電車輛獲取的標識資訊與該預約資訊中的車輛標識進行匹配，在匹配通過的情況下，確認該該待換電車輛是預約資訊中提供的車輛。
  9. 如請求項1或7所述的用於車輛電池換電的電力控制方法，其還包括在所述待換電車輛停止向車輛內的高壓需求器件供電之前，收集該待換電車輛的動力電池資訊，並將所收集的動力電池資訊與計畫要換到該車輛的電池的動力電池資訊匹配，並在匹配通過的情況下，才進行後續步驟。
  10. 如請求項9所述的用於車輛電池換電的電力控制方法，其中，該動力電池資訊包括電池的荷電狀態(SOC)、健康狀態(SOH)以及與該動力電池相關的軟體版本與硬體版本資訊。
  11. 如請求項1所述的用於車輛電池換電的電力控制方法，其還包括在執行換電操作且確認換電完成之後，判斷更換的新電池的電池資訊是否與換電站計畫要換到該車輛的電池的電池資訊一致。
  12. 如請求項11所述的用於車輛電池換電的電力控制方法，其中，該電池資訊包括電池包編號，電池的電池管理單元(BMS)編號、軟體編號、硬體編號、荷電狀態(SOC)、健康狀態(SOH)中的任意一個或任何組合。
  13. 如請求項1所述的用於車輛電池換電的電力控制方法，其還包括在執行換電操作且判斷換電完成之後，對更換的新電池進行自檢，在該自檢過程中，使車輛的與動力電池控制有關的控制器處於測試模式，在該測試模式下，臨時允許開啟車輛的高壓供電，以測試該動力電池上電與下電是否正常，且在該動力電池上電與下電測試通過的情況下，再次使該車輛的高壓供電被禁止開啟從而回到所述的安全模式。
  14. 如請求項13所述的用於車輛電池換電的電力控制方法，其還包括在所述自檢成功之後，使車輛退出安全模式和/或開啟該車輛的高壓供電功能。
  15. 一種用於車輛電池換電的電力控制系統，其包括：與換電站關聯的第一控制器，其向待換電車輛發送關閉高壓的高壓關閉信號；設置於車輛的第二控制器，其接收所述高壓關閉信號，並據此控制該車輛的動力電池停止向車輛內高壓需求器件供電，以使所述車輛進入到該車輛的高壓供電被禁止開啟的安全模式，以便後續換電操作；其中，所述第一控制器與所述第二控制器分別被設置為：所述第一控制器在發送所述高壓關閉信號之前，與所述第二控制器交互以確定該待換電車輛是否滿足進行換電的預設條件，所述預設條件至少包括該待換電車輛的小電池電量足以支持換電過程中該待換電車輛內各低壓電控單元的運行。
  16. 如請求項15所述的用於車輛電池換電的電力控制系統，其中，所述第一控制器設置成是在確定所述待換電車輛處於換電平台的情況下，向該待換電車輛發送該高壓關閉信號。
  17. 如請求項16所述的用於車輛電池換電的電力控制系統，其中，所述第二控制器設置成控制該車輛的動力電池停止向車輛內高壓需求器件供電 之前，確認所述待換電車輛是否已上鎖，且在已上鎖的情況下才控制該車輛的動力電池停止向車輛內高壓需求器件供電。
  18. 如請求項15所述的用於車輛電池換電的電力控制系統，其中，所述第二控制器還設置成在所述執行換電操作之前，使該待換電車輛的通信網路進入休眠模式。
  19. 如請求項15所述的用於車輛電池換電的電力控制系統，其中，所述第二控制器被設置為控制該車輛的動力電池停止向車輛內高壓需求器件供電之前，關閉所述車輛的遠端高壓上電和/或遠端軟體升級功能。
  20. 如請求項15所述的用於車輛電池換電的電力控制系統，其中，所述第二控制器還設置成在所述待換電車輛停止向車輛內的高壓需求器件供電之前，關閉所述車輛的以下功能中的任意一項或其組合：車輛的蠕變扭矩、小電池電量低喚醒充電功能、以及該車輛之電子控制單元(ECU)請求上高壓的請求。
  21. 如請求項15所述的用於車輛電池換電的電力控制系統，其中，所述第一控制器還設置成在所述第二控制器控制該車輛的動力電池停止向車輛內的高壓需求器件供電之前，確認該待換電車輛是否為待換電預約資訊中所提供的車輛，在確認不是的情況下，發出警示信號。
  22. 如請求項15或21所述的用於車輛電池換電的電力控制系統，其中，所述第一控制器與所述第二控制器設置成：在所述第二控制器控制該車輛的動力電池停止向車輛內的高壓需求器件供電之前，所述第一控制器與所述第二控制器交互使得後者收集該待換電車輛的動力電池資訊，並將所收集的動力電池資訊發送至所述第一控制器，使該第一控制器與計畫要換到該車輛的電池的動力電池資訊進行匹配，在匹配不通過的情況下，發出不匹配的信號。
  23. 如請求項15所述的用於車輛電池換電的電力控制系統，其中，所述第二控制器配置成在判斷換電完成之後，確認更換的新電池的電池資訊是否與換電站計畫要換到該車輛的電池的電池資訊一致。
  24. 如請求項15所述的用於車輛電池換電的電力控制系統，其還包括自檢系統，設置成在執行換電操作且判斷換電完成之後，對更換的新電池進行自檢，在該自檢過程中，使所述待換電車輛的與動力電池控制有關的控制器處於測試模式，在該測試模式下，臨時允許開啟車輛的高壓供電，以測試該動力電池上電與下電是否正常，且在該動力電池上電與下電測試通過的情況下，再次使該車輛的高壓供電被禁止開啟從而回到所述的安全模式。
  25. 如請求項24所述的系統，其中，該自檢系統設置成在所述自檢成功之後，使車輛退出安全模式和/或開啟該車輛的高壓供電功能。
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