换电控制方法、换电总成及换电站与流程

换电控制方法、换电总成及换电站
1.本技术是申请日为2020年1月23日、申请号为2020100854303、发明创造名称为“换电控制方法、换电总成及换电站”的中国专利申请的分案申请。
技术领域
2.本发明涉及用于电动汽车的换电站的控制方法，尤其涉及一种换电控制方法、换电总成及换电站。


背景技术：

3.换电站用于为电动汽车进行换电，换电站包括换电室、充电室和换电设备，换电设备而可从充电室运行至换电室中对电动汽车进行拆装电池，还可从换电室运行至充电室中把从电动汽车上取下的电池存放在充电室中。
4.换电室和充电室之间相隔开，以保证安全，则为实现换电设备在换电室和充电室之间运动，在换电室和充电室之间开设通道。但是，亟待提出基于该通道与换电设备的控制关系。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的上述缺陷，提供一种换电控制方法、换电总成及换电站。
6.本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
7.一种换电控制方法，应用于换电站中，其特点在于：所述换电站包括穿梭车、通道门、换电位置及交换位置；所述换电位置用于供所述穿梭车对电动汽车上的电池进行拆装，所述交换位置用于供所述穿梭车与一电池转运装置进行电池的交换，所述通道门设于所述换电位置和所述交换位置之间；所述穿梭车被设置为可在所述换电位置和所述交换位置之间往复运动；
8.所述控制方法包括控制所述通道门在所述穿梭车往复运动时打开，以使得所述穿梭车穿行；
9.所述通道门被设置为根据第一控制信号而进行打开的动作，所述穿梭车被设置为根据第二控制信号从交换位置驶入所述换电位置的动作。
10.优选地，所述第一控制信号和所述第二控制信号为同一换电信号。
11.优选地，所述控制方法被设置为检测到电动汽车被定位在所述换电位置时触发所述换电信号。
12.优选地，所述换电站包括定位传感器，用于检测驶入所述换电位置的电动汽车并触发所述换电信号。
13.优选地，所述换电位置与地面之间设有一坡道供电动汽车驶入换电位置，所述控制方法被设置为检测到电动汽车进入所述坡道时触发所述换电信号。
14.优选地，所述换电站包括设于所述坡道的驶入检测传感器，以检测电动汽车是否
驶入所述坡道。
15.优选地，所述控制方法被设置为检测到电动汽车的车牌后触发所述换电信号。
16.优选地，所述换电站包括车牌识别系统，用于识别将要进入换电站的电动汽车。
17.优选地，所述穿梭车和所述通道门被设置为接收所述换电信号而同时动作；或者，
18.所述通道门被设置为接收所述换电信号后间隔第一预设时间而进行打开的动作；所述穿梭车被设置为接收所述换电信号后间隔第二预设时间而动作，以驶入所述换电位置。
19.优选地，所述第一控制信号和所述第二控制信号为不同的信号，所述穿梭车被设置为接收所述第二控制信号而驶入换电室。
20.优选地，所述换电站包括充电室和换电室，所述换电位置位于所述换电室中，所述交换位置位于所述充电室中；当位于所述充电室的所述穿梭车至距离所述通道门第一行程时，若检测到所述通道门未打开或未打开到位，则所述穿梭车被设置为停止驶入所述换电室。
21.优选地，所述换电站包括用以检测所述通道门是否打开到位的到位检测传感器，所述到位检测传感器通过检测所述通道门的打开角度或提升高度确定所述通道门是否打开到位。
22.优选地，所述换电站包括用以检测所述通道门是否打开的到位检测传感器，并通过检测所述通道门对换电站的压力确定所述通道门是否打开。
23.优选地，所述通道门的打开的动作通过电机实现，该电机输出所述通道门是否被打开到位的检测信号。
24.优选地，所述穿梭车驶入所述换电位置并对电动汽车的电池进行更换后返回所述交换位置；所述通道门还被设置为当所述穿梭车从所述换电位置驶入所述交换位置时打开，以使得所述穿梭车穿行。
25.优选地，所述穿梭车被设置为根据一第三控制信号而进行驶入所述充电室的动作。
26.优选地，所述穿梭车从所述交换位置驶入所述换电位置后，所述通道门关闭，且所述通道门被设置为根据一第四控制信号而进行打开操作，以使得所述穿梭车从换电位置返回所述交换位置。
27.优选地，所述第三控制信号和所述第四控制信号为同一控制信号。
28.优选地，所述控制方法被设置为检测到所述穿梭车对电池更换完毕则触发所述第三控制信号。
29.优选地，所述穿梭车返回所述交换位置时，当所述穿梭车运行至距离所述通道门第二行程时，若所述控制系统检测到所述通道门未打开或未打开到位，则所述穿梭车被设置为停止驶入所述交换位置。
30.优选地，所述换电站包括穿设在换电位置和交换位置之间的通道，所述穿梭车在所述通道上运行，以驶入换电位置或驶入交换位置，所述通道门控制所述通道的通断。
31.优选地，所述通道门包括设于所述换电站上的门扇，所述门扇被设置为通过升降或翻转来控制所述通道的通断。
32.本发明还提供一种换电总成，应用于换电站中，其特点在于，所述换电总成包括如
上任一项所述的换电控制方法，其中，所述换电总成包括所述穿梭车、所述通道门、所述换电位置及所述交换位置。
33.本发明还提供一种换电站，其特点在于，包括如上所述的换电总成。
34.在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
35.本发明的积极进步效果在于：
36.本发明中，通道门和穿梭车联动的控制方法应用于换电站中，使用通道门位于穿梭车往复运动的通道上，提高换电室和充电室的独立性和安全性，而当穿梭车需要在通道上通行时，通道门为打开，从而配合穿梭车的换电操作。
附图说明
37.图1为本发明一实施例的换电控制方法的示意图；
38.图2为本发明一实施例的换电控制方法的流程图；
39.图3为本发明一实施例的换电控制方法的流程图；
40.图4为本发明一实施例的换电控制方法的流程图；
41.图5为本发明一实施例的换电控制方法的流程图；
42.图6为本发明一实施例的换电控制方法的流程图；
43.图7为本发明一实施例的换电控制方法的流程图；
44.图8为本发明一实施例的换电控制方法的流程图；
45.图9为本发明一实施例的换电控制方法的流程图。
46.附图标记说明：
47.换电室 1
48.换电位置 11
49.充电室 2
50.交换位置 21
51.穿梭车 3
52.通道门 4
具体实施方式
53.下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在下述的实施例范围之中。
54.请参阅图1，本发明实施例提供一种换电控制方法，应用于换电站中。换电站包括穿梭车3、通道门4、换电位置11及交换位置21；换电位置11用于供穿梭车3对电动汽车上的电池进行拆装，交换位置21用于供穿梭车3与一电池运转装置进行电池的交换；通道门4设于换电位置11和交换位置21之间，穿梭车3被设置为可在换电位置11和交换位置21之间往复运动；上述的控制方法包括控制通道门4在穿梭车3往复运动时打开，以使得穿梭车3穿行。
55.具体地，换电站包括换电室1和充电室2，充电室2内具有上述的电池运转装置，用以将来自于穿梭车3的电池存放在相应的设备上。电动汽车驶入换电室1中，并在换电室1中
实现换电。换电位置11即电动汽车被进行换电的位置，换言之，换电位置11位于换电室1中。充电室2至少具有储存电池的功能，穿梭车3将从电动汽车上取下的亏电电池放置在交换位置21处，以便存放在充电室2中，换言之，交换位置21位于充电室2中。另，换电位置11和交换位置21为空间概念，两者均表示空间范围。
56.换电位置11和交换位置21之间具有一通道，穿梭车3即在该通道中运行，通道门4设置在通道上，并在一定程度上将换电室1和充电室2隔开，穿梭车3在换电室1和充电室2之间往返时，通道门4为打开状态。
57.换电过程中，拆卸环节，穿梭车3从充电室2驶入换电室1并到达换电位置11，将电动汽车的亏电电池取下并返回充电室2中放在交换位置21处；安装环节，穿梭车3从充电室2中获取满电电池，并再次驶入换电室1中，以将满电电池安装于电动汽车上，完成后，穿梭车3重新返回充电室2。
58.本发明实施例中，将通道门4和穿梭车3联动的控制方法应用于换电站中，使用通道门4位于穿梭车3往复运动的通道上，提高换电室1和充电室2的独立性和安全性，而当穿梭车3需要在通道上通行时，通道门4为打开，从而配合穿梭车3的换电操作。
59.本发明实施例中，通道门4被设置为根据第一控制信号而进行打开的动作，穿梭车3被设置为根据第二控制信号从交换位置21驶入换电位置11的动作。换言之，通道门4和穿梭车3均通过相应的信号而动作。
60.在一个实施例中，第一控制信号和第二控制信号为同一换电信号，换言之，通道门4的打开的操作和穿梭车3的运行动作经由同一个换电信号控制。其中，换电信号可通过不同的方式触发，下述举不同的触发方式进行阐述：
61.在第一种方式中，控制方法被设置为检测到电动汽车被定位在换电站的换电位置11时触发换电信号。请参阅图2进行理解，该方式包括三个部分，首先步骤10中检测到电动汽车被定位，其次步骤20中触发换电信号，再次步骤30中通道门打开、穿梭车启动。换言之，换电站对前来进行换电的电动汽车具有定位功能，换电站具有检测电动汽车是否被定位在了换电站限定的位置的手段，当检测结果为“是”，则换电信号触发。
62.具体实现的手段例如：换电站包括定位传感器，用于检测驶入上述的换电位置11的电动汽车及触发上述的换电信号。请参阅图3进一步理解，本手段包括三个部分，首先步骤101定位传感器检测到驶入换电位置的电动汽车，然后步骤20中触发换电信号，最后步骤30中通道门打开、穿梭车启动。
63.其中，定位传感器可采用基于压力检测的压力传感器，定位传感器可设置在换电站的用于对电动汽车进行定位的零部件上，通过检测电动汽车对定位传感器的下压的力或侧压的力来确定电动汽车是否被定位，诚然，压力传感器并非对本发明保护范围的限制，作为可替代的技术手段，定位传感器还可以是基于距离检测的测距传感器或其他可用于检测电动汽车到达换电站限定的位置的传感器。换电站可对定位传感器预设阀值，定位传感器还被设置为其实测值与预设的阀值进行比较，当定位传感器的实测值达到阀值时触发报警，或当实测值达到阀值并持续保持在阀值及阀值以上一定时间时触发报警，诚然，定位传感器的上述两种触发报警的手段仅作为示意，其采用其他方式触发报警也在本发明的保护范围之内。
64.在第二种方式中，换电位置11与地面之间设有坡道以供电动汽车驶入换电位置
11，控制方法被设置为检测到电动汽车进入坡道时触发换电信号。请参阅图4进行理解，方式包括三个部分，首先步骤102中检测到电动汽车驶入坡道，步骤20中触发换电信号，再次步骤30中通道门打开、穿梭车启动。
65.其中，坡道可理解为换电站的一部分，其具有相对于水平面倾斜的坡面，坡道从外部逐渐延伸至换电室1，使得坡面的两端分别与地面和换电室1相接，从而使得电动汽车稳定地顺着坡道进入换电室1中。换电站具有检测电动汽车是否驶入坡道的手段，当检测结果为“是”时，触发换电信号。
66.具体实现手段例如：换电站包括设于坡道的驶入检测传感器，以检测电动汽车是否驶入坡道。其中，驶入检测传感器可以是基于压力检测的压力传感器，其检测电动汽车对坡道的压力；诚然，驶入检测传感器也可以采用其他类型的传感器。该驶入检测传感器可被预设有阀值，当实测值到达该阀值时触发换电信号，或者实测值到达阀值并持续保持在阀值及阀值以上一定时间时触发换电信号。
67.在第三种方式中，控制方法被设置为检测到电动汽车的车牌后触发换电信号。请参阅图5进一步理解，该方式包括三个部分：首先步骤103中检测到电动汽车的车牌，其次步骤20中触发换电信号，最后步骤30中通道门打开、穿梭车启动。
68.其中，换电站中包括车牌识别系统，用于识别将要进入换电站的电动汽车。当车牌识别系统检测出车牌时触发换电信号，或者检测出车牌后经一定时间触发换电信号。车牌识别系统可采用现有技术实现，该处不对其原理及结构详述。
69.上述对三种方式触发换电信号进行了说明，仅作为举例说明触发换电信号可能的手段，不作为对本发明保护范围的限制。
70.对于穿梭车3和通道门4，在接收到换电信号之后动作，但两者在时序上而可具有不同的方式，下述举两种方式进行说明。
71.在一种方式中，穿梭车3和通道门4被设置为接收换电信号而同时动作，换言之，换电信号直接、同时触发穿梭车3启动并运行的操作和通道门4打开的操作。
72.而在另一种方式中，作为对上一方式的替换手段，通道门4被设置为接收换电信号后间隔第一预设时间而进行打开的动作，穿梭车3被设置为接收换电信号后间隔第二预设时间而动作，以驶入换电室1。请参阅图6继续理解，步骤20中触发换电信号，然后，一方面步骤401中间隔第一预设时间，紧接着步骤301中通道门打开；另一方面步骤402中间隔第二预设时间，紧接着步骤302中穿梭车动作。
73.具体地，本实施例中，第一预设时间和第二预设时间用以区别通道门4和穿梭车3的动作时间不同，但不限定两个预设时间值的大小，只要两个预设时间能够使得穿梭车3经过通道时，通道门4已打开即在本发明的保护范围之内。
74.需要说明的是，上述从换电信号的触发形式及通道门4与穿梭车3的动作时序对本发明的换电控制方法进行了说明，其中，上述举例均以第一控制信号与第二控制信号为同一换电信号为基础。
75.而在另一个实施例中，第一控制信号和第二控制信号为不同的信号，通道门4被设置为接收第一控制信号后而进行打开动作，穿梭车3被设置为接收第二控制信号而驶入换电室1。换言之，通道门4和穿梭车3通过不同的信号进行控制。其中，本实施例的第一控制信号和第二控制信号可采用上述实施例中列举的三种触发换电信号的手段中的任意两种的
组合。
76.本发明一个实施例中，当位于充电室2中的穿梭车3至距离通道门4第一行程时，控制方法被设置为若检测到通道门4未打开或为打开到位，则穿梭车3停止驶入换电室1。请参阅图7进行理解，步骤50中穿梭车运行至距离通道门第一行程，步骤60中检测通道门是否打开或打开到位，打开到位时，则进入步骤702，穿梭车继续驶向换电位置，否则进入步骤702，穿梭车停止运动。
77.具体的，换电过程中，换电站对通道门4进行检测，以确保穿梭车3行驶至通道门4附近的空间时，通道门4为打开状态。当检测结果为“是”，则穿梭车3继续行程并进入换电站，当检测结果为“否”，则穿梭车3停止运行，原地等待新的启动指令。
78.其中，若检测到通道门4未打开，则检测结果为“否”；若检测到通道门4虽然打开了，但是没有打开到位，则检测结果也为“否”；只有当通道门4打开到位时，检测结果才为“是”。
79.另，第一行程是预先设定的一距离，当穿梭车3距离通道门4为第一行程时换电站开始对通道门4进行检测。
80.本发明一个实施例中，换电站包括用以检测通道门4是否打开到位的到位检测传感器，通过检测通道门4的打开角度或提升高度确定通道门4是否打开到位。
81.其中，通道门4包括设于换电站上的门扇，当门扇转动连接于换电站上，并通过旋转运动控制通道开、闭时，到位检测传感器检测通道门4旋转的角度，当实测值达到预设的角度时输出结果“是”，否则输出“否”。
82.当门扇通过升降的方式控制通道的开、闭时，到位检测传感器检测通道门4的提升高度，当实测值达到预设的高度时输出“是”，否则输出“否”。
83.本发明一个实施例中，通道门4的打开的动作通过电机实现，该电机输出通道门4是否被打开到位的检测信号。
84.本发明一个实施例中，换电站包括用以检测通道门4是否打开的传感器，并通过检测通道门4对换电站的压力确定通道门4是否打开。其中，该处的传感器设置在通道门4的与换电站的其他零部件相接触的位置，并在通道门4关闭时对与之相接触的零部件产生压力的。该处的传感器实测的压力达到预设的值，则输出“否”，否则输出“是”。
85.上述通过不同的实施例分别说明了检测通道门4是否打开到位及是否打开，在实际应用中，可同时检测通道门4是否打开及是否打开到位。
86.上述通过不同实施例对穿梭车3从充电室2驶入换电室1的相关控制方法进行了说明，下述结合穿梭车3返回的工况对本发明进一步阐述。
87.本发明一个实施例中，穿梭车3驶入换电室1中对电动汽车的电池进行更换后返回充电室2，通道门4被设置为当穿梭车3从换电室1驶入充电室2时打开，以使得穿梭车3穿行。
88.进一步地，穿梭车3被设置为根据一第三控制信号而进行驶入充电室2的动作。该第三控制信号可经由穿梭车3从电动汽车上拆下电池而触发，或者经由穿梭车3将电池安装到电动汽车上而触发。请参阅图8继续理解，步骤80中，穿梭车对电动汽车更换完毕，然后进入步骤90，触发第三控制信号，最后进入步骤100，穿梭车返回交换位置。
89.在一种方式中，穿梭车3从充电室2驶入换电室1后，通道门4关闭，则该方式中，通道门4被设置为根据第四控制信号而进行打开操作，以使得穿梭车3从换电室1返回充电室
2。其中，该处的第四控制信号可与第三控制信号为同一控制信号。
90.本发明一个实施例中，穿梭车3返回充电室2时，当位于换电室1中的穿梭车3距离通道门4第二行程时，若换电站检测到通道门4未打开或未打开到位，则穿梭车3被设置为停止驶入充电室2。请参阅图9继续理解，步骤110中，穿梭车运行至距离通道门第二行程，然后进入步骤120，检测通道门是否打开或者打开到位，如检测到通道门打开到位，则进入步骤1302，穿梭车继续驶向交换位置，否则进入步骤1301，穿梭车停止运动。
91.其中，对通道门4是否打开及是否打开到位的实现手段同上述实施例，即穿梭车3充电室2驶入换电室1及从换电室1驶入充电室2的过程中，对通道门4的检测手段相同。
92.本发明实施例还提供了一种换电总成，应用于换电站中，并包括上述任一项实施例的换电控制方法，其中，换电总成包括上述的穿梭车3、上述的通道门4、上述的换电位置11及上述的交换位置21。
93.上述其他实施例已经详述了换电控制方法，该处不在赘述。
94.本发明实施例还提供了一种换电站，包括了如上的换电总成。
95.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明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发明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发明的保护范围内。