WO2022048607A1

WO2022048607A1 - 换电控制方法

Info

Publication number: WO2022048607A1
Application number: PCT/CN2021/116303
Authority: WO
Inventors: 张建平; 陈志民; 陆文成
Original assignee: 奥动新能源汽车科技有限公司
Priority date: 2020-09-03
Filing date: 2021-09-02
Publication date: 2022-03-10
Also published as: CN114132212A

Abstract

本申请公开了一种换电控制方法，包括以下步骤：控制换电设备伸出至换电位置；调整换电设备的姿态以与车辆的电池对准。本申请的换电控制方法通过根据换电车辆的车辆信息对换电设备的位置控制使其调整至与换电车辆的电池对准的位置，从而适应不同的车型，增加了换电设备的灵活性与通用性，提高换电的准确性与换电效率，利于换电站的推广与应用。

Description

换电控制方法

本申请要求申请日为2020/9/3的中国专利申请2020109176315的优先权。本申请引用上述中国专利申请的全文。

技术领域

本申请属于换电控制技术领域，尤其涉及一种换电控制方法。

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，一般需要使用穿梭车。穿梭车用于将电池包在电动汽车与电池仓之间搬运，还具有将旧的电池包从电动汽车中解锁，以及将新的电池包装入电动汽车中并锁止的功能。电动汽车上设有用于锁止电池包的锁基座，在电池包解锁过程中，穿梭车需要进行解锁动作使锁基座对电池包的锁轴解锁；而在电池包锁止过程中，穿梭车也需要进行锁止动作使电池包的锁轴锁止在锁基座中。

现有技术的穿梭车往往只与单一车型相匹配。也即，穿梭车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，穿梭车难以为不同的车型提供准确且有效的换电操作。

发明内容

本申请要解决的技术问题是为了克服现有技术中穿梭车不能兼容不同车型的缺陷，提供一种换电控制方法。

本申请是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

本申请提供一种换电控制方法，包括以下步骤：

控制换电设备伸出至换电位置；

调整换电设备的姿态以与车辆的电池对准。

在本方案中，通过对换电设备的位置进行不同运动方向的控制，使换电设备能够适应不同的车型的电池对准位置，增加了换电设备的灵活性与通用性，提高换电的准确性及换电效率。

较佳地，在控制换电设备伸出至换电位置的步骤之前还包括：

获取换电车辆的车辆信息，车辆信息至少包括车型信息和电池位置信息。

在本方案中，基于对车辆信息的获取，可以得到与车辆相匹配的伸出距离值，从而保证换电设备位置控制的准确性。

较佳地，控制换电设备伸出至换电位置的步骤包括：

根据车型信息和电池位置信息获取对应的换电设备伸出距离值，根据伸出距离值控制换电设备伸出至换电位置。

较佳地，换电设备上设置有行程传感器，载车平台上的对应位置上设置有检测件；

控制换电设备伸出至换电位置的步骤还包括：根据车辆信息获取对应的停止调整量；

在换电设备伸出过程中，当行程传感器检测到检测件时，根据停止调整量控制换电设备停止移动。

在本方案中，基于行程传感器和检测件的配合，可以进一步提高换电控制的准确性，使得换电设备准确到达换电位置。

较佳地，调整换电设备的姿态的步骤包括：控制换电设备沿车辆的长度方向前后移动以与车辆的电池对准。

在本方案中，基于车型信息和电池位置信息获取换电设备沿车辆长度方向的姿态调整量，可以进一步提高换电控制的准确性，使得换电设备准确到达换电位置。

较佳地，在调整换电设备的姿态的步骤还包括：

基于车型信息和电池位置信息获取换电设备沿车辆长度方向的姿态调整量，根据姿态调整量调整换电设备至对应位置。

较佳地，换电设备包括解锁机构、下层板、用于安装电池托盘的上层板，

根据姿态调整量调整换电设备至对应位置包括：调整解锁机构、下层板、上层板中的至少一个与车辆的对应位置上的配合机构相对准。

在本方案中，对解锁机构、下层板、上层板分别调整，可以提高换电的灵活性，并适应各种不同车型。

较佳地，调整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，根据调整量调整换电设备至对应位置。

在本方案中，通过实时采集视觉图像和检测传感器的使用，确保换电设备位置调整的准确性与精确性。

较佳地，换电设备上设置有检测传感器，车辆的底部设置有与检测传感器对应的检测块；

调整换电设备的姿态的步骤包括：在移动过程中，当检测传感器感应到检测块时停止移动。

较佳地，车辆的预定位置设有解锁凹槽，下层板设置有第一导向叉，车辆的底部设置有导向件，第一导向叉用于叉住导向件；上层板上设置有第二导向叉，电池设置有导向块，第二导向叉用于叉住导向块；

调整解锁机构的步骤包括：移动解锁机构的位置使其对准解锁凹槽；

调整下层板的步骤包括：移动下层板以使第一导向叉对准导向件；

调整上层板的步骤包括：移动上层板以使第二导向叉对准导向块。

在本方案中，对解锁机构、下层板、上层板分别调整，可以使解锁机构、下层板、上层板分别与车辆的对应位置上的配合机构相对准，提高换电的灵活性，并适应各种不同车型。

本申请的积极进步效果在于：本申请的换电控制方法通过根据换电车辆的车辆信息对换电设备的位置控制使其调整至与换电车辆的电池对准的位置，从而适应不同的车型，增加了换电设备的灵活性与通用性，提高换电的准确性与换电效率，利于换电站的推广与应用。

附图说明

图1为本申请的实施例1的换电控制方法的流程图。

图2为本申请的实施例1的换电控制方法的车辆停放于载车平台上的示意图。

图3为本申请的实施例1的换电控制方法的换电设备的整体结构示意图。

图4为本申请的实施例1的换电控制方法的换电设备的包括移动平台的局部的结构示意图。

图5为本申请的实施例1的换电控制方法的换电设备的包括上层板的局部的结构示意图。

图6为本申请的实施例2的换电控制方法的流程图。

图7为本申请的实施例3的换电控制方法的行程传感器和检测件的设置的示意图。

图8为本申请的实施例4的换电控制方法的获取姿态调整量的示意图。

图9为本申请的实施例5的换电控制方法的实时采集的视觉图像的示意图。

图10为本申请的实施例5的换电控制方法的标准图像的示意图。

图11为本申请的实施例6的换电控制方法的检测传感器和检测块的设置的示意图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本申请，但并不因此将本申请限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

本实施例提供一种换电控制方法。本实施例的换电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，但本申请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。

参照图1，该换电控制方法包括以下步骤：

步骤S1、控制换电设备伸出至换电位置。

步骤S2、调整换电设备的姿态以与车辆的电池对准。

具体实施时，该换电控制方法用于控制换电设备移动至车辆的底部以实施换电操作。

在一种可选的实施方式中，换电设备采用如图2、图3所示的穿梭车实现。换电设备100设置于载车平台190上。以图2所示的一种应用场景为例，车辆200停放于载车平台190的停车位后，载车平台190的升降机构191将车辆200向上方举升。然后，根据步骤S1、控制换电设备伸出至换电位置。在如图2所示的一种可选的实施方式中，为了便于说明，以车辆的长度的方向为X轴方向，以车辆的宽度的方向为Y轴方向。换电设备从车辆的侧方沿Y轴方向移动一预设距离至车辆的下方，到达换电位置，该换电位置是在Y轴方向上与电池的位置相匹配的位置。控制车辆移动的预设距离可以根据需求合理设置。

然后，在步骤S2中，基于车辆的停车位置沿X轴方向调整换电设备的位置以与车辆的电池对准。

参照图3、图4、图5，该换电设备包括移动平台1、行走机构2和控制器(图中未示出)，移动平台1位于行走机构2上；控制器用于控制行走机构2行走；控制器还用于控制移动平台1相对于行走机构2移动；控制器还用于控制移动平台1相对于行走机构2升降。

控制器控制行走机构2行走，使换电设备能移动至车辆200的底部；控制器能控制移动平台1移动，使移动平台1能与车辆200的底部的锁基座相对应；控制器将移动平台1进行升降，可以将电池210举升并安装至车辆200的底部的锁基座内，或者将位于车辆200的锁基座内的电池210托住；控制器还能控制移动平台1移动，使位于移动平台1上的电池210在锁基座中被锁止或者从锁基座中解锁后脱离。

其中，移动平台1包括下层板11和上层板12，控制器能控制下层板11、上层板12分别移动。下层板11上设有解锁机构4，上层板12用于承载电池，通过令下层板11、上层板12分别移动，使解锁机构4、电池可以分别移动，使移动平台1能实现电池的锁止和解锁。

而，移动平台1上设有第一导向叉5，车辆200的底部设有定位件，第一导向叉5用于与定位件相适配。移动平台1上设有第二导向叉6，电池上设有定位块，第二导向叉6用于与定位块相适配。第一导向叉5、第二导向叉6，用于将移动平台1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5位于下层板11上，定位下层板11与锁基座之间的相对位置，而第二导向叉6位于上层板12上，定位上层板12与电池之间的相对位置。

沿X轴方向移动下层板11，可以实现第一导向叉5与车辆200的底部的定位件对准；沿X轴方向移动上层板12，可使得第二导向叉对准电池上的导向块；沿X轴方向移动解锁机构，可以使解锁机构与解锁凹槽对准。

本实施例的换电控制方法通过对换电设备的位置进行不同运动方向的控制，使换电设备能够适应不同的车型的电池对准位置，增加了换电设备的灵活性与通用性，提高换电的准确性及换电效率。

实施例2

在实施例1的基础上，本实施例提供一种换电控制方法。参照图6，在步骤S1之前，该换电控制方法还包括以下步骤：

S0、获取换电车辆的车辆信息。车辆信息至少包括车型信息和电池位置信息。

在一种可选的实施方式中，识别车辆的车牌号，根据车牌号查询车型信息和该车辆的电池位置信息。在另一种可选的实施方式中，获取车辆的图像，根据车辆的图像识别该车辆的车型信息，根据车型信息得到该车辆的电池位置信息。

则在步骤S1中，根据车型信息和电池位置信息获取对应的换电设备伸出距离值，根据伸出距离值控制换电设备伸出至换电位置。因为不同车型自身的尺寸存在区别，其电池安装的位置、电池的形状、尺寸也可能存在区别。所以，获取车型信息和电池位置信息之后，可以根据车型信息和电池位置信息得到该车辆的电池在Y轴方向上安装位置(即对应的需要换电设备伸出的距离值)，根据该伸出距离值控制换电设备伸出相应的距离，即可使得换电设备移动至换电位置。

基于对车辆信息的获取，可以得到与车辆相匹配的伸出距离值，从而保证换电设备位置控制的准确性。

实施例3

在实施例2的基础上，本实施例提供一种换电控制方法。

为了提高换电控制的准确性，参照图7，换电设备100上设置有行程传感器882，载车平台190上的对应位置上设置有检测件881。

作为一种可选的实施方式，检测件881包括一磁条，该磁条设置于载车平台190上的预设位置。车辆停放于升降机构191上时，车辆的边缘与检测件881对齐。行程传感器882感应该磁条的磁场。

控制换电设备伸出至换电位置的步骤S1还包括：根据车辆信息获取对应的停止调整量；在换电设备伸出过程中，当行程传感器检测到检测件时，根据停止调整量控制换电设备停止移动。

具体实施时，根据车辆信息，可以查询得到该车辆200的电池210安装的位置，也即电池210与该车辆200的边缘之间的距离D1，以该距离D1作为停止调整量。在控制换电设备移动的过程中，当行程传感器882感应到检测件881时，则表征换电设备100已到达车辆200的边缘，继续移动停止调整量(即距离D1)，则换电设备100到达换电位置，则控制换电设备停止移动。

基于行程传感器和检测件的配合，可以进一步提高换电控制的准确性，使得换电设备准确到达换电位置。

实施例4

在实施例1至3中的任意一个实施例的基础上，本实施例提供一种换电控制方法。

在本实施例中，在步骤S2中，基于车型信息和电池位置信息获取换电设备沿车辆长度方向的姿态调整量，根据姿态调整量调整换电设备至对应位置。

具体实施时，参照图8，根据获取的车辆信息，可以得到该车辆200的电池210相对于车头在X轴方向上的距离D3。另外，在一种可选的实施方式中，根据载车平台190的设置，车辆200停放在载车平台190的目标位置时，其车辆200的车头在载车平台190上所处的位置是确定的，换电设备100的初始位置也是确定的，即，换电设备100的初始位置相对于车辆200的车头在X轴方向上的距离D2即为确定的。根据距离D3和距离D2可以得到换电设备沿车辆长度方向的姿态调整量(D3-D2)。然后，根据该姿态调整量调整换电设备至对应位置，即可使得换电设备到达可以准确实现换电的位置。

图8将换电设备100作为一个整体对距离关系进行了示意。具体实施时，可以对换电设备100的解锁机构4、下层板11、上层板12分别移动。也即，根据车辆信息分别得到与解锁机构4对应的第一姿态调整量、与下层板11对应的第二姿态调整量、与上层板12对应的第三姿态调整量；分别根据第一姿态调整量对解锁机构4进行调整，根据第二姿态调整量对下层板11进行调整，根据第三姿态调整量对上层板12进行调整。这样，可以适应各种不同型号的车辆。

实施例5

在实施例1至4中的任意一个实施例的基础上，本实施例提供一种换电控制方法。

在本实施例中，在步骤S2中，实时采集对应区域的视觉图像，基于标准图像得到调整量，根据所述调整量调整所述换电设备至对应位置。

具体实施时，换电设备的上表面设置视觉定位装置，视觉定位装置朝向上方，实时采集对应区域的视觉图像，并基于标准图像得到调整量。在一种可选的实施方式中，参照图9，在车辆的底部的对应区域设置定位标记A，作为定位的参考标记。视觉定位装置实时采集视觉图像G11(如图9所示)，并与预存的标准图像G1(如图10所示)进行比对，并基于图像处理算法得到相应的调整量。然后，根据该调整量移动换电设备，即可使换电设备到达对应位置，以实现准确换电操作。

本实施例的换电控制方法通过实时采集视觉图像和检测传感器的使用，确保换电设备位置调整的准确性与精确性。

在一种可选的实施方式中，可以对换电设备的解锁机构4、下层板11、上层板12分别移动。也即，分别设置与解锁机构4对应的第一视觉定位装置、与下层板11对应的第二视觉定位装置、与上层板12对应的第三视觉定位装置。第一视觉定位装置获取与解锁机构4对应的第一姿态调整量，第二视觉定位装置获取与下层板11对应的第二姿态调整量，第三视觉定位装置获取与上层板12对应的第三姿态调整量。然后，分别根据第一姿态调整量对解锁机构4进行调整，以实现解锁机构4与车辆上的解锁凹槽对准，以便解锁；根据第二姿态调整量对下层板11进行调整，以实现第一导向叉5与车辆200的底部的定位件对准；根据第三姿态调整量对上层板12进行调整，以实现第二导向叉对准电池上的导向块。这样，可以适应各种不同型号的车辆。

实施例6

在本实施例中，参照图11，换电设备100上设置有检测传感器886，车辆200的底部设置有与检测传感器对应的检测块885。在步骤S2中，在移动过程中，当检测传感器感应到检测块时停止移动。检测块885所在的位置表征换电所需的对应位置，当检测传感器886感应到检测块885时，表征换电设备到达换电所需的对应位置。

结合检测传感器和检测块，可以提高换电定位的准确性，提高换电控制的准确性，使得换电设备适应各种不同的车型。

虽然以上描述了本申请的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本申请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申请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申请的保护范围。

Claims

一种换电控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

控制换电设备伸出至换电位置；

调整所述换电设备的姿态以与车辆的电池对准。
如权利要求1所述的换电控制方法，其特征在于，在控制换电设备伸出至换电位置的步骤之前还包括：

获取换电车辆的车辆信息，所述车辆信息至少包括车型信息和电池位置信息。
如权利要求2所述的换电控制方法，其特征在于，控制换电设备伸出至换电位置的步骤包括：

根据所述车型信息和所述电池位置信息获取对应的换电设备伸出距离值，根据所述伸出距离值控制所述换电设备伸出至所述换电位置。
如权利要求3所述的换电控制方法，其特征在于，所述换电设备上设置有行程传感器，载车平台上的对应位置上设置有检测件；

控制换电设备伸出至换电位置的步骤还包括：根据所述车辆信息获取对应的停止调整量；

在所述换电设备伸出过程中，当所述行程传感器检测到所述检测件时，根据所述停止调整量控制所述换电设备停止移动。
如权利要求4所述的换电控制方法，其特征在于，调整所述换电设备的姿态的步骤包括：控制所述换电设备沿所述车辆的长度方向前后移动以与所述车辆的电池对准。
如权利要求5所述的换电控制方法，其特征在于，在调整所述换电设备的姿态的步骤还包括：

基于所述车型信息和所述电池位置信息获取换电设备沿车辆长度方向的姿态调整量，根据所述姿态调整量调整所述换电设备至对应位置。
如权利要求6所述的换电控制方法，其特征在于，所述换电设备包括解锁机构、下层板、用于安装电池托盘的上层板，

根据所述姿态调整量调整所述换电设备至对应位置包括：调整所述解锁机构、所述下层板、所述上层板中的至少一个与所述车辆的对应位置上的配合机构相对准。
如权利要求5所述的换电控制方法，其特征在于，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，根据所述调整量调整所述换电设备至对应位置。
如权利要求6所述的换电控制方法，其特征在于，所述换电设备上设置有检测传感器，所述车辆的底部设置有与所述检测传感器对应的检测块；

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。
如权利要求7所述的换电控制方法，其特征在于，所述车辆的预定位置设有解锁凹槽，所述下层板设置有第一导向叉，所述车辆的底部设置有导向件，所述第一导向叉用于叉住导向件；所述上层板上设置有第二导向叉，所述电池设置有导向块，所述第二导向叉用于叉住所述导向块；

调整所述解锁机构的步骤包括：移动所述解锁机构的位置使其对准所述解锁凹槽；

调整所述下层板的步骤包括：移动所述下层板以使所述第一导向叉对准所述导向件；

调整所述上层板的步骤包括：移动所述上层板以使所述第二导向叉对准所述导向块。