换电车辆的底盘式换电方法、系统、电子设备和存储介质与流程

本发明涉及新能源换电控制，特别涉及一种换电车辆的底盘式换电方法、系统、电子设备和存储介质。

背景技术：

1、随着新能源车辆的发展与普及，电池包快换技术也随之发展迅速。目前，小型乘用车的快换技术发展最为成熟，乘用车的电池都固定在车辆的底盘上，因此，进行电池包更换时，也需要专用的换电设备移动至车辆底部，以进行电池拆卸或安装。而且，由于乘用车重量较小，电池包的体积也相对较小，电池更换的操作性非常便利。

2、然而，针对大型车辆而言，例如重卡等车型，车体以及载货重量很大，导致大型车辆对电池包的容量需求较高，必须足够大容量的电能才能够支持大型车辆行驶百来公里。因此，现有技术中，新能源系列的大型车辆都是通过顶吊的方式将较大的电池集装箱固定在车辆的大梁上，电池集装箱紧邻驾驶室设置，这导致在行使过程中以及顶吊换电过程中，给驾驶员和车辆本身带来较大的安全隐患；而且，若电池发生故障等，则会直接对驾驶员造成人身损害。另外，顶吊方式对换电站的场地要求很高，需要换电站具有足够大的面积执行吊装设备转运电池以及储存电池等，导致建站成本很高。

3、因此，针对大型车辆，急需一种更安全可靠、易于普及的换电模式。例如，采用乘用车的底盘式换电模式。而在底盘式换电模式中，需要在拆卸或安装电池包前，将换电设备(或称换电小车)控制移动至换电车辆下方的换电位置，然后执行换电设备上的换电平台的举升操作以及拆卸或安装电池包操作，以完成整个换电流程。

4、但是，现有的换电方案普遍存在换电操作较为复杂、精度较低等缺陷，无法满足实际换电需求。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中重卡等换电车辆在换电过程中，普遍存在换电操作较为复杂、精度较低的缺陷，提供一种换电车辆的底盘式换电方法、系统、电子设备和存储介质。

2、本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

3、本发明提供一种换电车辆的底盘式换电方法，所述换电车辆具有沿车身长度方向设置的两个车梁，两个所述车梁上安装有用于实现电池包更换的锁止机构，所述电池包通过换电小车实现拆卸操作或安装操作，所述换电小车的换电平台上设置第一解锁装置，所述电池包内置有第二解锁装置；

4、所述底盘式换电方法包括以下步骤：

5、控制所述换电小车移动至所述换电车辆底部的对应位置，以使所述第一解锁装置、所述第二解锁装置以及所述锁止机构上的解锁块分别处于对准状态；

6、控制所述换电平台举升和/或所述换电车辆下降，以带动所述第二解锁装置抵推所述解锁块；

7、控制所述换电平台对所述电池包执行所述拆卸操作或所述安装操作。

8、本方案中，先控制换电小车移动至换电车辆底部的设定位置处，进而使得换电平台上的第一解锁装置依次与电池包上的第二解锁装置、换电车辆的车梁上的锁止机构三者位置对准，如此再通过控制换电平台举升、换电车辆下降，以达到通过第二解锁装置准确抵推至锁止机构上的解锁块的目的，进而实现对电池包的拆卸或安装操作，保证了电池包的拆装处理的前置准备工作执行的便利性、准确性和效率。

9、较佳地，在对所述换电车辆执行所述拆卸操作时，所述控制所述换电小车移动至所述换电车辆底部的对应位置，以使所述第一解锁装置、所述第二解锁装置以及所述锁止机构上的解锁块分别处于对准状态的步骤包括：

10、基于所述换电车辆的停靠位置，获取与空载的所述换电小车匹配的第一行走量；

11、驱动所述换电小车根据所述第一行走量移动；

12、对所述换电小车进行定位操作，以使所述第一解锁装置、所述第二解锁装置以及所述锁止机构上的所述解锁块相对准。

13、本方案中，在拆卸场景中，基于换电车辆的停靠位置控制换电小车移动第一行走量至换电车辆车底的设定位置，以实现第一解锁装置、第二解锁装置和锁止机构的解锁块位置对准，保证在带动第一解锁装置移动的情况下，即可相继带动第二解锁装置直接抵推解锁块，提高了解锁拆卸电池操作实现的便利性和准确性。

14、较佳地，所述底盘式换电方法还包括：

15、在执行所述控制所述换电平台举升和/或所述换电车辆下降的步骤时，所述第一解锁装置与所述第二解锁装置相靠近移动，直至所述第一解锁装置抵推所述第二解锁装置，并进一步使所述第二解锁装置抵推所述锁止机构上的所述解锁块。

16、本方案中，第一解锁装置、第二解锁装置和锁止机构的解锁块位置结构上依次相抵推，以保证解锁块能够被间接且及时准确地抵推到位，进而保证解锁拆卸电池操作的可行性。

17、较佳地，所述第一解锁装置和/或所述第二解锁装置内置有弹性件，在所述换电平台举升到位后，所述解锁块的位置保持不变，且所述弹性件处于压缩蓄能状态。

18、本方案中，解锁块与具有蓄能的弹性件(如弹簧)相靠近抵推，两者结构上进行弹性配合，起到力缓冲的效果，使得整个硬件结构牢固的同时，保证整个解锁拆卸电池操作的可行性。

19、较佳地，所述拆卸操作包括：

20、控制所述换电平台带动所述第二解锁装置相对所述解锁块沿电池锁止方向移动第一预设值，使所述弹性件弹开时带动所述解锁块向上移动以实现解锁；

21、控制所述换电平台沿电池解锁方向移动，以使所述电池包脱离所述锁止机构并转运至所述换电平台上；

22、控制所述换电平台下降，以将所述电池包移出所述换电车辆底部。

23、本方案中，换电平台带动第二解锁装置移动，以使得弹性件弹开时带动解锁块向上移动完成解锁，进而控制换电平台沿电池解锁方向移动，以将电池包脱离出来并下降，最后将电池包转运出换电车辆的车底，以自动且准确地完成整个电池拆卸操作过程。

24、较佳地，所述控制所述换电平台举升和/或所述换电车辆下降，以带动所述第二解锁装置抵推所述解锁块的步骤包括：

25、控制所述换电平台举升第一预设举升量，以带动所述第二解锁装置抵推所述解锁块；或，

26、控制所述换电车辆下降第一预设下降量，以带动所述第二解锁装置抵推所述解锁块；或，

27、控制所述换电平台举升第二预设举升量且控制所述换电车辆下降第二预设下降量，以带动所述第二解锁装置抵推所述解锁块。

28、本方案中，通过控制换电平台举升或控制换电车辆下降中择一进行升降运动，或者同时控制换电平台举升以及换电车辆下降的两者相向运动，这三种控制方式，保证了底盘式换电方法实现的灵活性，能够满足更高控制需求的换电场景。

29、较佳地，在所述控制换电平台举升的步骤之后还包括：

30、采用伺服电机驱动所述换电平台执行举升操作；

31、判断所述换电平台是否举升到位，并在所述换电平台举升到位后，控制停止举升所述换电平台，以便于执行所述拆卸操作或安装操作。

32、本方案中，基于电机作为动力驱动换电平台进行举升，一旦举升到位则控制换电平台停止举升，避免过度举升造成的安全隐患，也避免过早停止举升而导致后续无法有效拆装电池的情况，保证了举升到位控制的及时性和可行性，进而保证整个举升过程的控制精度。

33、较佳地，所述判断所述换电平台是否举升到位的步骤包括：

34、采用所述锁止机构上预设位置处安装的设定传感器，采集得到所述弹性件的蓄能值；

35、基于所述蓄能值对所述换电平台的举升到位情况进行判断。

36、本方案中，基于锁止机构设置的设定传感器实时采集弹性件被压缩产生的蓄能值，一旦该蓄能值达到设定值时，则说明抵推到位或称换电平台已经举升到位，即实现自动、及时且准确地进行举升到位检测。

37、较佳地，所述换电平台包括上下设置的上层板和下层板，所述上层板上设有所述电池定位销，所述下层板上设有车身定位销；

38、所述底盘式换电方法还包括：

39、在所述控制所述换电平台举升的步骤中，所述电池定位销随所述换电平台同步举升并且预先插入所述电池包底部的电池定位孔内，以对所述第一解锁装置与所述第二解锁装置进行二次定位。

40、本方案中，在控制换电平台举升过程中，通过电池定位销与电池定位孔的配合，实现对第一解锁装置和第二解锁装置的二次定位，可以进一步确保后续换电流程中解锁的精准定位，保证换电的有效性和准确性，进而提高了整体的换电效率。

41、较佳地，在对所述换电车辆执行所述安装操作时，在所述控制换电小车移动至所述换电车辆底部的对应位置的步骤之前还包括：

42、将待安装的所述电池包转运至所述换电平台上，并使所述第一解锁装置处于抵推所述第二解锁装置的状态；

43、所述控制换电小车移动至所述换电车辆底部的对应位置的步骤包括：

44、获取所述换电小车移动至所述换电车辆底部所需的第二行走量；

45、根据所述第二行走量，控制所述换电小车载着所述电池包同步移动；

46、对所述换电小车进行定位操作，以使所述第二解锁装置与所述解锁块相对准。

47、本方案中，在安装场景中，将电池包转运至换电平台，并控制换电小车携带电池包移动一定行走量，以定位至换电车辆底部的设定位置，保证第二解锁装置与解锁块相对准，便于后续便捷且准确安装电池。

48、较佳地，所述获取所述换电小车移动至所述换电车辆底部所需的第二行走量的步骤包括：

49、获取所述拆卸操作过程中对应的所述第一行走量以作为所述第二行走量；或，

50、基于所述换电车辆的停靠位置和所述换电小车的初始位置，以计算得到所述换电小车移动至所述换电车辆底部所需的所述第二行走量。

51、本方案中，获取拆卸电池阶段换电小车行走至换电车辆底部的设定位置对应的行走量，依次作为参照，在安装电池包阶段时，直接控制换电小车移动该行走量，避免二次计算，简化了处理流程，提高了整个换电控制效率；或者，基于换电车辆的停靠位置和换电小车的初始位置的差值确定换电小车所需的行走量，以实现自动控制计算并控制换电小车直接到达设定位置，保证了整体的换电处理效率。

52、较佳地，所述安装操作包括：

53、控制所述换电平台带动所述第二解锁装置相对所述解锁块沿电池锁止方向移动至锁止位置；

54、控制所述换电平台下降第二预设值，以使所述解锁块下降至所述锁止机构锁止成功状态；

55、控制所述换电平台带动所述电池包沿解锁方向移动第三预设值，以将所述电池包安装中所述换电车辆中。

56、本方案中，在安装电池包时，换电平台带动第二解锁装置移动，以使得解锁块下降至锁止机构锁止成功状态完成锁止，进而控制换电平台沿电池锁止方向移动，以将电池包安装至换电车辆中，以自动且准确地完成整个电池安装操作过程。

57、较佳地，所述换电平台下降的所述第二预设值小于所述电池定位销插入所述电池包底部定位孔内的深度值，以便于带动所述电池包移动。

58、本方案中，换电平台下降的高度应当小于电池定位销插入电池包底部定位孔内的深度值，确保换电平台下降后电池定位销并未脱离电池包，达到便于带动电池包移动的效果。

59、较佳地，所述换电平台下降的所述第二预设值小于所述弹性件对应的所述蓄能值。

60、本方案中，换电平台下降的高度应当小于弹性件对应的最大蓄能值，以实现换电平台与电池包之间结构配合的稳定性与持续性，达到便于带动电池包移动的效果。

61、较佳地，所述底盘式换电方法还包括：

62、在所述换电平台上升到位之前，控制所述换电平台以第一上升模式移动；

63、在所述换电平台上升到位之后，控制所述换电平台以第二上升模式移动；

64、其中，所述第一上升模式下的移动速度大于所述第二上升模式下的移动速度；

65、和/或，

66、在所述换电车辆下降到位之前，控制所述换电车辆以第一下降模式移动；

67、在所述换电车辆下降到位之后，控制所述换电车辆以第二下降模式移动；

68、其中，所述第一下降模式下的移动速度大于所述第二下降模式下的移动速度。

69、本方案中，在换电平台上升到位或前，控制换电平台快速上升，在达到换电平台上升到位后，控制换电平台慢速上升；和/或，在换电车辆下降到位或前，控制换电车辆快速上升，在达到换电车辆下降到位后，控制换电车辆慢速上升；通过对两个控制阶段的上升速度区分调节，使换电平台尽可能合理且快速地达到设定位置以对解锁块进行抵接，实现在保证控制精度的同时，保证了换电控制的整体效率。

70、本发明还提供一种换电车辆的底盘式换电系统，所述换电车辆具有沿车身长度方向设置的两个车梁，两个所述车梁上安装有用于实现电池包更换的锁止机构，所述电池包通过换电小车实现拆卸操作或安装操作，所述换电小车的换电平台上设置第一解锁装置，所述电池包内置有第二解锁装置；所述底盘式换电系统包括：

71、移动控制模块，用于控制所述换电小车移动至所述换电车辆底部的对应位置，以使所述第一解锁装置、所述第二解锁装置以及所述锁止机构上的解锁块分别处于对准状态；

72、升降控制模块，用于控制所述换电平台举升和/或所述换电车辆下降，以带动所述第二解锁装置抵推所述解锁块；

73、拆装控制模块，用于控制所述换电平台对所述电池包执行所述拆卸操作或所述安装操作。

74、本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行计算机程序时实现上述的换电车辆的底盘式换电方法。

75、本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的换电车辆的底盘式换电方法。

76、在符合本领域常识的基础上，所述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实施例。

77、本发明的积极进步效果在于：

78、本发明中，先控制换电小车移动至换电车辆底部的设定位置处，进而使得换电平台上的第一解锁装置依次与电池包上的第二解锁装置、换电车辆的车梁上的锁止机构三者位置对准，如此再通过控制换电平台举升、换电车辆下降，以达到通过第二解锁装置准确抵推至锁止机构上的解锁块的目的，进而实现对电池包的拆卸或安装操作，保证了电池包的拆装处理的前置准备工作执行的便利性、准确性和效率。