一种电池更换装置、方法、电子设备及存储介质与流程

本申请涉及电动车充电技术领域，具体而言，涉及一种电池更换装置、方法、电子设备及存储介质。

背景技术：

随着新能源电动车逐渐普及，为了提升更换新能源电动车的续航能力，采用电池更换站的方式，对电量不足的电池进行快捷更换。

现有市场上的电池更换站，为了满足不同型号的新能源电动车，设置不同参数的充电单元；并且每个放置电池的仓口均设置一个充电单元，通过充电单元对仓内的电池进行充电。而一般的电池更换站一般需要至少设置几十个仓口，即需要配置几十个充电单元，所以导致电池更换站的建设成本较高，推广率较低。另外，由于几十个充电单元集成在一个箱体内，存在交到的安全隐患。

例如，现在的旅游观光区内都规划有观光路线，为了方便游者，同时也都配置了旅游观光车。一般的，同一旅游观光区内的旅游观光车均采用统一配置。所以园区为降低成本和提升实用性，没必要建设多种参数的电池更换装置，也没必要一个电池仓设置一套充电单元。

技术实现要素：

为克服现有技术中电池更换站一仓配置一充电单元，所存在的安全性低、成本高的问题本，提出一种电池更换方法和装置，是通过如下方案实现的。

第一方面，本申请实施例提供一种电池更换装置，包括箱体和设置于所述箱体内部的电池充电组件，在所述箱体上设置有用于连通箱体内外部的电池进口仓和电池出口仓；所述电池充电组件包括驱动机构、至少一个用于对电池进行充电的电池充电仓和多个用于存放电池的电池储存仓；所述电池充电仓与所述箱体固定连接，所述驱动机构能够带着所述电池储存仓到与所述电池充电仓、电池进口仓、电池出口仓相平齐的位置，用于电池储存仓和电池充电仓、电池进口仓、电池出口仓之间进行电池转存。

在一些实施例中，所述驱动机构包括电机和设置于所述电机转动端的转环，电池储存仓固定安装在所述转环上，并且所述电池储存仓围绕所述电池充电仓、电池进口仓和电池出口仓均匀设置。

在一些实施例中，所述电池充电仓、电池进口仓、电池出口仓和电池储存仓均设置对接机构，用于将电池从电池充电仓、电池进口仓、电池出口仓、电池储存仓中转入和转出。

在一些实施例中提供一种电池更换方法，应用于电池更换装置，所述电池更换装置包括箱体和设置于所述箱体内部的电池充电组件，在所述箱体上设置有用于连通箱体内外部的电池进口仓和电池出口仓；所述电池充电组件包括驱动机构、至少一个用于对电池进行充电的电池充电仓和多个用于存放电池的电池储存仓；所述电池充电仓与所述箱体固定连接，所述驱动机构能够带着所述电池储存仓到与所述电池充电仓、电池进口仓、电池出口仓相平齐的位置，用于电池储存仓和电池充电仓、电池进口仓、电池出口仓之间进行电池转存；

所述电池更换方法包括以下步骤：

在电池进口仓放入待充电电池后，从电池出口仓取出满电电池；

驱动机构带着装有满电电池的电池储存仓到与电池出口仓相平齐的位置，该电池储存仓将满电电池转入电池出口仓；

驱动机构带着转出满电电池的电池储存仓到与电池进口仓相平齐的位置，电池进口仓将待充电电池转入该电池储存仓；

驱动机构带着装有待充电电池的电池储存仓到与电池充电仓相平齐的位置，该电池储存仓将待充电电池转入电池充电仓；

电池充电仓对待充电电池进行充电；

在待充电电池充满电后，驱动机构带着转出待充电电池的电池储存仓到与电池充电仓相平齐的位置，电池充电仓将满电电池转入该电池储存仓。

在一些实施例中，在电池进口仓放入待充电电池后，从电池出口仓取出满电电池，包括以下步骤：

在电池进口仓放入待充电电池后，电池进口仓检测待充电电池是否为标准电池，若否，电池进口仓进行取出待充电电池示警；若是，从电池出口仓取出满电电池。

在一些实施例中，驱动机构带着装有待充电电池的电池储存仓到与电池充电仓相平齐的位置，包括以下步骤：

储存有待充电电池的电池储存仓同时存在多个时，驱动机构根据电池储存仓转入待充电电池的时间先后顺序，逐个将装有待充电电池的电池储存仓到未进行充电工作的电池充电仓相平齐的位置。

在一些实施例中，驱动机构带着装有满电电池的电池储存仓到与电池出口仓相平齐的位置，包括以下步骤：

驱动机构根据满电电池从电池充电仓转入电池储存仓的时间先后顺序，将装有满电电池的电池储存仓到与电池出口仓相平齐的位置。

在一些实施例中，驱动机构带着电池储存仓到电池进口仓、电池出口仓或电池充电仓的相平齐的位置时，所述驱动机构根据电池储存仓达到所述位置的最短距离进行转动。

在一些实施例中提供一种电子设备，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行上述任意一项电池更换方法的步骤。

在一些实施例中提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行上述任意一项电池更换方法的步骤。

本申请所提供的电池更换装置，通过设置数量远小于电池储存仓的电池充电仓，以降低成本并提升安全性；另外，通过设置驱动机构将电池储存仓转至与电池充电仓、电池进口仓或者电池出口仓相平齐的位置，用于电池在电池储存仓和电池充电仓、电池进口仓、电池出口仓之间进行有序转存。进行电池更换时：在待充电电池放入电池进口仓后，从电池出口仓取出满电电池，驱动机构先带着装有满电电池的电池储存仓到与电池出口仓相平齐的位置，将满电电池转到电池出口仓；接着驱动机构带着转出满电电池的电池储存仓到与电池进口仓相平齐的位置，将待充电电池转到该电池储存仓；然后驱动机构带着装有待充电电池的电池储存仓到与电池充电仓相平齐的位置，将待充电电池转到电池充电仓；电池充电仓对待待充电电池进行充电，在待充电电池充满电后，驱动机构再带着转出待充电电池的电池储存仓到与电池充电仓相平齐的位置，将满电电池从电池充电仓转到该电池储存仓。从而使得电池的更换流程更加有序快捷。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请一实施例中电池更换装置的结构示意图；

图2为本申请一实施例中电池更换装置的正视图；

图3为本申请一实施例中电池更换方法的流程示意图；

图4为本申请一实施例中电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，本申请中附图仅起到说明和描述的目的，并不用于限定本申请的保护范围。另外，应当理解，示意性的附图并未按实物比例绘制。本申请中使用的流程图示出了根据本申请的一些实施例实现的操作。应该理解，流程图的操作可以不按顺序实现，没有逻辑的上下文关系的步骤可以反转顺序或者同时实施。此外，本领域技术人员在本申请内容的指引下，可以向流程图添加一个或多个其他操作，也可以从流程图中移除一个或多个操作。

随着新能源电动车的普及，出现了越来越多的电池更换站对电池进行更换，以提升新能源电动车的快捷续航问题。传统的电池更换站均采用柜体结构，柜体上设置若干格口，每个格口内配置充电单元，对待充电电池进行充电，其中为了满足市场上不同型号新能源电动车所使用的电池，设置不同参数的充电单元。更换电池时，将电量不足的电池从新能源电动车上取下，选择电池更换站合适参数的充电单元，打开相应的格口，取出充满电的电池，将待充电的电池放入即可。虽然传统的电池更换站能够满足市场上不同型号新能源电动车去更换电池，但是这种电池更换站的开发建设成本较高，如一个格口就需要配置一个充电单元，就导致造价大大提升，并且较多的充电单元还会造成安全隐患。

本申请提供一种电池更换装置，包括箱体和设置于所述箱体内部的电池充电组件，在所述箱体上设置有用于连通箱体内外部的电池进口仓和电池出口仓；所述电池充电组件包括驱动机构、至少一个用于对电池进行充电的电池充电仓和多个用于存放电池的电池储存仓；所述电池充电仓与所述箱体固定连接，所述驱动机构能够带着所述电池储存仓到与所述电池充电仓、电池进口仓、电池出口仓相平齐的位置，用于电池储存仓和电池充电仓、电池进口仓、电池出口仓之间进行电池转存。

如说明书附图1和说明书附图2所示，在一实施例中，箱体在其中下部同一高度的两侧分别设置电池进口仓和电池出口仓，其中电池进口仓用于放置待充电电池，即从新能源电动车上取下的电量不足的电池；电池出口仓用于放置满电电池，即需要安装在新能源电动车上的充满电的电池。其中电池充电仓固定设置，用于放置待充电电池并对待充电电池进行充电；电池储存仓的个数远大于电池充电仓的个数，并且通过驱动机构能够让每个电池储存仓转到与电池进口仓、电池出口仓或电池充电仓相平齐的位置，以使待充电电池从电池进口转到电池储存仓、待充电电池从电池储存仓转到电池充电仓、充满电的满电电池充电池充电仓转到电池储存仓、或者电池储存仓的满电电池转到电池出口仓，所述电池储存仓一方面起到过渡转接的作用，即电池进口仓中的待充电电池经电池储存仓转入到电池充电仓，或者电池充电仓的满电电池经电池储存仓转入到电池出口仓；另一方面用于暂存待充电电池或满电电池，如待充电电池的个数大于电池充电仓的个数，就会存在若干待充电电池需要等待充电的现象，而这些处于等待状态的待充电电池就暂存在电池储存仓中，亦或者满电电池不被及时取出，也需要这些满电电池暂存在电池储存仓中。

优选的，电池储存仓环绕设置于电池进口仓、电池出口仓和电池充电仓的外部，驱动机构带动电池储存仓环绕电池进口仓、电池出口仓和电池充电仓进行转动，从而让每个电池储存仓能够停滞在与电池进口仓、电池出口仓或者电池充电仓相平齐的位置，为电池的转存做准备。

在一实施例中，驱动机构可以采用摩天轮的形式，包括电机和设置于电机转动端的转环，电池储存仓均匀间隔固定安装在所述转环上，通过驱动电机，电机转动带动转环上的电池储存仓进行转动，进而将某个电池储存仓停滞在与电池进口仓、电池出口仓或者电池充电仓相平齐的位置，为电池的转存做准备。在另一实施例中，驱动机构可以采用火车的形式，包括环形导轨以及活动安装在环形导轨上且串接在一起的若干电池储存仓，电池储存仓通过自带动力单元沿着环形导轨运动，进而将某个电池储存仓停滞在与电池进口仓、电池出口仓或者电池充电仓相平齐的位置，为电池的转存做准备。

在其他实施方式中，电池储存仓的位置以及运动轨迹可以根据实际需要设置，在此不做具体限制和固定。

另外，电池进口仓、电池出口仓、电池充电仓和电池储存仓均设置对接机构，通过该对接机构完成待充电电池或者满电电池在电池进口仓、电池出口仓、电池充电仓、电池储存仓之间的转存。具体的，当驱动机构带着空置的电池储存仓到与电池进口仓相平齐的位置时，对接机构将待充电电池从电池进口仓推出，进入到电池储存仓内，在待充电电池到达电池储存仓中的限位点后进行固定，以防驱动机构在带着电池储存仓转动时出现滑动；当驱动机构带着装有待充电电池的电池储存仓到与电池充电仓相平齐的位置时，对接机构将待充电电池从该电池储存仓推出，进入到电池充电仓，在待充电电池到达电池充电仓的限位点后进行固定，用于电充充电仓的充电单元能够与待充电电池进行精准对位。由于满电电池与待充电电池的转存结构和步骤一样，在此不做赘述。

进一步的，为了降低能耗，驱动机构带着电池储存仓到与电池进口仓、电池出口仓或电池充电仓的相平齐的位置时，驱动机构计算电池储存仓达到所述位置的最短距离，进行转动(判断正转或者反转)。并且优选的，电池充电仓设置于电池进口仓和电池出口仓之间。在一实施例中，对电池储存仓进行编号，如说明书附图1中所标注的电池储存仓1、电池储存仓2、电池储存仓3……电池储存仓14，若将电池储存仓9中的满电电池转存到电池出口仓时，驱动机构带着电池储存仓9进行正转到达与电池出口仓相平齐的位置；而若将电池储存仓13中的满电电池转存到电池出口仓时，驱动机构带着电池储存仓13进行反转到达与电池出口仓相平齐的位置。

则通过设置数量远小于电池储存仓的电池充电仓，以降低成本并提升安全性，并且通过驱动机构带动电池储存仓完成电池在电池进口仓、电池出口仓、电池充电仓之间的转存，使得电池更换流程更加有序快捷。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种电池更换方法，应用于上述电池更换装置，包括以下步骤：

如说明书附图3所示，s1、在电池进口仓放入待充电电池后，从电池出口仓取出满电电池；

具体的，电池更换装置的电池进口仓和电池出口仓朝向箱体外部的一面分别设置仓门，并且设定电池更换装置的初始状态为：电池出口仓和电池储存仓中储存有满电电池。电池更换装置在接收更换电池指令后，电池进口仓打开仓门，待充电电池放入后，电池进口仓检测待充电电池是否为标准电池，若否，电池进口仓进行取出待充电电池示警；若是，电池出口仓关闭仓门，电池出口仓打开仓门，在满电电池取出后关闭仓门。

其中所述标准电池为与该电池更换装置相匹配的电池。如旅游观光区内配置的旅游观光车采用统一配置，电池参数均一样，对每块电池贴设rfid电子标签，通过识别rfid电子标签即可快速判断是否为本园区旅游观光车的电池。对于现有技术中的电池更换站，由于为了满足市场不同型号新能源电动车的电池更换，设置不同充电参数(功率、电流、电压等)的充电格口，以及设置不同尺寸(电池大小不易)的充电仓口，所以对于电池识别较为复杂，不但设计成本高，而且识别效率低下。但是本申请中，由于电池统一，识别就相当快捷，并且方法简单、成本较低。

s2、驱动机构带着装有满电电池的电池储存仓到与电池出口仓相平齐的位置，该电池储存仓将满电电池转入电池出口仓；

由于电池出口仓中的满电电池被取走，为了保证电池更换的可靠性，应及时对空置的电池出口仓补充充满电的满电电池。

s3、驱动机构带着转出满电电池的电池储存仓到与电池进口仓相平齐的位置，电池进口仓将待充电电池转入该电池储存仓；

由于转出满电电池的电池储存仓成为了空置的电池储存仓，为了保证该空置的电池储存仓被及时有效利用，驱动机构带着该空置的电池储存仓到与电池进口仓相平齐的位置，将电池进口仓中的待充电电池转入该电池储存仓。

也许此时还会有其他空置的电池储存仓，但是为了便于对每个电池储存仓进行管控，防止出现电池转存紊乱现象，优选的，采用一对一的策略，即将刚刚放入到电池进口仓中的待充电电池，转移到刚刚转出满电电池的电池储存仓中。

s4、驱动机构带着装有待充电电池的电池储存仓到与电池充电仓相平齐的位置，该电池储存仓将待充电电池转入电池充电仓；

当待充电电池转存到电池储存仓后，应及时将该待充电电池转送到电池储存仓进行充电。而如果在一时间段内，有多个待充电电池从电池进口仓转入到多个电池储存仓内，如旅游区在闭园时即为大量旅游观光车进行电池更换的高峰时间段，此时待充电电池的个数大于电池充电仓的个数。

则电池更换装置记录电池储存仓转入待充电电池的时间，并将其标记为待充电电池转入时间，驱动机构根据所述待充电电池转入时间的先后顺序，将装有待充电电池的电池储存转到与电池充电仓相平齐的位置。即遵循先转入先充电的原则。

进一步的，如果电池充电仓设置多个，驱动机构则根据待充电电池转入时间的先后顺序逐个将装有待充电电池的电池储存转到与未进行充电工作的电池充电仓相平齐的位置。例：如说明书附图2所示，电池更换装置设置两个个电池充电仓，并标记为电池充电仓1、电池充电仓2，且两个个电池充电仓均在进行电池充电工作，此时有五个待充电电池先后经电池进口仓转存至电池储存仓1-5中，当电池充电仓1最先完成充电工作，腾出空仓时，驱动机构带着电池储存仓1到与电池充电仓1相平齐的位置，将电池储存仓1中的待充电电池转入到电池充电仓1中进行充电；接着当电池充电仓2完成充电工作，腾出空仓时，驱动机构带着电池储存仓2到与电池充电仓2相平齐的位置，将电池储存仓2中的待充电电池转入到电池充电仓2中进行充电……依此，当哪个电池充电仓腾出空仓时，驱动机构根据待充电电池转入时间的先后顺序将装有该待充电电池的电池储存转到与该电池充电仓相平齐的位置。

s5、电池充电仓对待充电电池进行充电；

由于电池更换装置设置的电池充电仓个数较少，为了保证电池更换的可靠性，就必须提升充电效率，所以电池充电仓优选采用快充单元。

s6、在待充电电池充满电后，驱动机构带着转出待充电电池的电池储存仓到与电池充电仓相平齐的位置，电池充电仓将满电电池转入该电池储存仓。

由于电池更换装置设置的电池充电仓个数较少，应当将充满电的电池及时充电池充电仓转出，为转入的待充电电池做充电准备，从而保证充电的及时性。

便于对每个电池储存仓进行管控，防止出现电池转存紊乱现象，采取追溯一对一的策略。例：待充电电池1经电池储存仓1转入到电池充电仓1，待充电电池2经电池储存仓2转入到电池充电仓2，此时，电池充电仓1和电池充电仓2均为空仓。当待充电电池1充满电转出时，依然是储存在电池储存仓1中，待充电电池2充满电转出时，依然是储存在电池储存仓2中。

另外，电池更换装置记录电池充电仓将满电电池转入该电池储存仓的时间，并将其标记为电池充满电时间，驱动机构根据所述电池充满电时间的先后顺序，将装有满电电池的电池储存仓到与电池出口仓相平齐的位置。即遵循先充满先转出的原则。例：待充电电池1经电池储存仓1转入到电池充电仓1进行充电，待充电电池2经电池储存仓2转入到电池充电仓2进行充电，也许待充电电池1先于待充电电池进行充电，但是若待充电电池1的起始剩余电量为30％，待充电电池2的起始剩余电量为65％，则待充电电池2就有可能先于待充电电池1充满电，即电池充电仓2将充满电的待充电电池2转到电池储存仓2的时间早于电池充电仓1将充满电的待充电电池1转动电池储存仓1，则当有空置的电池出口仓时，驱动机构优先带着装有满电电池的电池储存仓2到与电池出口仓相平齐的位置。

则在进行电池更换时，在待充电电池放入电池进口仓后，从电池出口仓取出满电电池，驱动机构先带着装有满电电池的电池储存仓到与电池出口仓相平齐的位置，将满电电池转到电池出口仓；接着驱动机构带着转出满电电池的电池储存仓到与电池进口仓相平齐的位置，将待充电电池转到该电池储存仓；然后驱动机构带着装有待充电电池的电池储存仓到与电池充电仓相平齐的位置，将待充电电池转到电池充电仓；电池充电仓对待待充电电池进行充电，在待充电电池充满电后，驱动机构再带着转出待充电电池的电池储存仓到与电池充电仓相平齐的位置，将满电电池从电池充电仓转到该电池储存仓，从而使得电池的更换流程更加有序快捷。

如说明书附图4所示，本申请实施例提供的一种电子设备400的结构，该电子设备400包括：至少一个处理器401，至少一个网络接口404或者其他用户接口403，存储器405，至少一个通信总线402。通信总线402用于实现这些组件之间的连接通信。该电子设备400可选的包含用户接口403，包括显示器(例如，触摸屏、lcd、crt、全息成像(holographic)或者投影(projector)等)，键盘或者点击设备(例如，鼠标，轨迹球(trackball)，触感板或者触摸屏等)。

存储器405可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器401提供指令和数据。存储器405的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器(nvram)。

在一些实施方式中，存储器405存储了如下的元素，可执行模块或者数据结构，或者他们的子集，或者他们的扩展集：

操作系统4051，包含各种系统程序，用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务；

应用程序模块4052，包含各种应用程序，例如桌面(launcher)、媒体播放器(mediaplayer)、浏览器(browser)等，用于实现各种应用业务。

在本申请实施例中，通过调用存储器405存储的程序或指令，处理器401用于执行如一种对话语句确定方法中的步骤。

本申请还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行如一种对话语句确定方法中的步骤。

具体地，该存储介质能够为通用的存储介质，如移动磁盘、硬盘等，该存储介质上的计算机程序被运行时，能够执行上述对话语句确定方法，从而能够提高确定第一对话语句的准确度。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请提供的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。