一种新能源汽车换电系统

本申请涉及汽车动力子系统电气控制技术设计领域，具体而言，涉及一种新能源汽车换电系统。

背景技术：

1、新能源汽车依靠电池提供动力。随着汽车行驶距离的增加，电池的电量逐渐减小。为电池补充电能的方式分为充电和换电两种。充电时，首先要找到充电桩，过程需要时间较长，且容易产生过充的问题，使得电池温度升高，造成安全隐患。换电是一种使用充满电的电池替换电量用尽的电池，从而为汽车行驶继续提供充足的动力。换电的方式不需要用户花费充电的时间以及寻找充电桩的时间，省时、方便，新能源汽车补充能量的方式由以往的充电模式逐渐趋向于换电模式。换电方式成为新能源汽车续航的趋势。

2、现有的换电系统需要人为干预，换电机构的锁止结构无法实现与换电过程相互配合的状态变换，且缺少对应的反馈部分，难以确认锁止机构是否到达预定位置，从而使得换电失败。因此，现有的换电系统无法基于车辆端与换电站端实现通讯，从而自动完成换电系统的更换工作，需要人为干预，降低了换电效率。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种新能源汽车换电系统，以解决现有技术中换电效率低的问题。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、本申请提供一种新能源汽车换电系统，该系统包括车辆端和换电站端，车辆端和换电站端通过无线通讯方式连接，车辆端设置有vcu、bms、电池状态控制模块、换电控制器、锁止机构、位置检测装置、第一wifi模块，vcu与bms和换电控制器均通过can网络通讯连接，bms与电池状态控制模块通过can网络通讯连接，换电控制器与bms、锁止机构、位置检测装置、第一wifi模块均通过can网络通讯连接，换电站端设置有第二wifi模块、控制模块、换电操作模块，控制模块与第二wifi模块和换电操作模块均通过can网络通讯连接，第一wifi模块和第二wifi模块通过无线通讯连接。

4、进一步地，电池状态控制模块包括高压接触器和tms，高压接触器用于断开或闭合电池的电力输出，tms用于调控电池的温度。

5、更进一步地，换电操作模块包括换电机械臂，换电机械臂用于执行换电操作。

6、更进一步地，vcu用于在接收到一键换电指令时，向bms发送断开电池状态控制模块的指令，同时向换电控制器发送激活指令。

7、更进一步地，bms用于在接收到vcu发送的断开指令时，向电池状态控制模块发送断开指令；在接收到电池状态控制模块发送的断开成功指令时，向换电控制器发送断开成功指令。

8、更进一步地，换电控制器用于在接收到bms发送的断开成功指令时，向锁止机构发送松开指令，向位置检测装置发送检测指令；位置检测装置用于检测锁止机构的状态，并将检测结果发送至换电控制器。

9、更进一步地，换电控制器用于在接收到位置检测装置发送的松开成功信号时，向第一wifi模块发送换电指令。

10、更进一步地，第一wifi模块用于向第二wifi模块发送开始换电指令，还用于接收第二wifi模块反馈的换电成功指令；第二wifi模块用于向第一wifi模块发送换电成功指令，还用于接收第一wifi模块发送的开始换电指令。

11、更进一步地，控制模块用于在接收到第二wifi模块发送的开始换电指令时，向换电操作模块发送开始换电指令；在接收到换电操作模块发送的换电成功指令时，向第二wifi模块发送换电成功指令。

12、更进一步地，换电控制器用于在接收到第一wifi模块发送的换电成功指令时，向锁止机构发送锁紧指令。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明换电系统从开始司机一键换电到，最终车辆驶离换电站，几乎实现了零人工参与，完全实现了自动化换电，从而提升了换电效率。本申请的换电控制器与vcu、bms、锁止机构、位置检测装置、第一wifi模块均通过can网络通讯连接，信号交互的效率较高，因此，提升了换电效率。

技术特征：

1.一种新能源汽车换电系统，所述系统包括车辆端和换电站端，所述车辆端和所述换电站端通过无线通讯方式连接，其特征在于，所述车辆端设置有vcu、bms、电池状态控制模块、换电控制器、锁止机构、位置检测装置、第一wifi模块，所述vcu与所述bms和所述换电控制器均通过can网络通讯连接，所述bms与所述电池状态控制模块通过can网络通讯连接，所述换电控制器与所述bms、所述锁止机构、所述位置检测装置、所述第一wifi模块均通过can网络通讯连接，所述换电站端设置有第二wifi模块、控制模块、换电操作模块，所述控制模块与所述第二wifi模块和所述换电操作模块均通过can网络通讯连接，所述第一wifi模块和所述第二wifi模块通过无线通讯连接。

2.根据权利要求1所述的新能源汽车换电系统，其特征在于，所述电池状态控制模块包括高压接触器和tms，所述高压接触器用于断开或闭合电池的电力输出，所述tms用于调控电池的温度。

3.根据权利要求2所述的新能源汽车换电系统，其特征在于，所述换电操作模块包括换电机械臂，所述换电机械臂用于执行换电操作。

4.根据权利要求1-3任一所述的新能源汽车换电系统，其特征在于，所述vcu用于在接收到一键换电指令时，向所述bms发送断开所述电池状态控制模块的指令，同时向所述换电控制器发送激活指令。

5.根据权利要求4所述的新能源汽车换电系统，其特征在于，所述bms用于在接收到所述vcu发送的断开指令时，向所述电池状态控制模块发送断开指令；在接收到所述电池状态控制模块发送的断开成功指令时，向所述换电控制器发送断开成功指令。

6.根据权利要求5所述的新能源汽车换电系统，其特征在于，所述换电控制器用于在接收到所述bms发送的断开成功指令时，向所述锁止机构发送松开指令，向所述位置检测装置发送检测指令；所述位置检测装置用于检测所述锁止机构的状态，并将检测结果发送至所述换电控制器。

7.根据权利要求6所述的新能源汽车换电系统，其特征在于，所述换电控制器用于在接收到所述位置检测装置发送的松开成功信号时，向所述第一wifi模块发送换电指令。

8.根据权利要求7所述的新能源汽车换电系统，其特征在于，所述第一wifi模块用于向所述第二wifi模块发送开始换电指令，还用于接收所述第二wifi模块反馈的换电成功指令；所述第二wifi模块用于向所述第一wifi模块发送换电成功指令，还用于接收所述第一wifi模块发送的开始换电指令。

9.根据权利要求8所述的新能源汽车换电系统，其特征在于，所述控制模块用于在接收到所述第二wifi模块发送的开始换电指令时，向所述换电操作模块发送开始换电指令；在接收到所述换电操作模块发送的换电成功指令时，向所述第二wifi模块发送换电成功指令。

10.根据权利要求9所述的新能源汽车换电系统，其特征在于，所述换电控制器用于在接收到所述第一wifi模块发送的换电成功指令时，向所述锁止机构发送锁紧指令。

技术总结
本申请涉及汽车动力子系统电气控制技术设计领域，具体提供了一种新能源汽车换电系统，该系统包括车辆端和换电站端，车辆端和换电站端通过无线通讯方式连接，车辆端设置有VCU、BMS、电池状态控制模块、换电控制器、锁止机构、位置检测装置、第一WiFi模块，VCU与BMS和换电控制器均通过CAN网络通讯连接，BMS与电池状态控制模块通过CAN网络通讯连接，换电控制器与BMS、锁止机构、位置检测装置、第一WiFi模块均通过CAN网络通讯连接，换电站端设置有第二WiFi模块、控制模块、换电操作模块，控制模块与第二WiFi模块和换电操作模块均通过CAN网络通讯连接，第一WiFi模块和第二WiFi模块通过无线通讯连接。本发明换电系统实现了自动化换电，从而提升了换电效率。

技术研发人员：杨培志,康双宏,张云博,齐全,王倩
受保护的技术使用者：云南师范大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16