电池更换故障诊断方法和系统与流程

本发明涉及控制方法和系统领域。更具体而言，本发明涉及一种用于电动车辆的电池更换故障诊断方法，其用于在更换车辆的动力电池的过程中检测并报告故障。本发明还涉及一种用于电动车辆的电池更换故障诊断系统。

背景技术：

电动车普遍采用电池来提供动力。然而，现有的电池技术缺陷阻碍了电动车的大规模普及，其中最主要的问题来自于续航力。常规的使用燃油来运行的系统通常只需要几分钟时间就能在加油站加满油，而电动车需要多达数小时的时间来充电。由于电池的续航力问题，电动车需要更加频繁地充电，故长时间地等待电池充电严重影响了用户体验。

已经提出了将电能耗尽的电池从车上快速卸下并挂载充满电的电池的技术方案。电池的卸下和挂载可以在几分钟内完成，极大地提高了电动车的用户体验。然而，现有的电池换电系统一方面具有复杂的控制流程，另一方面对于异常处理存在各种不确定性。在现有的工厂操作中，通常依靠工人的经验来处理各种异常情况，给系统维护带来了极大的困难。

因此，存在对于一种新的电池更换故障诊断方法和系统的持续需求，所期望的是该电池更换故障诊断方法和系统能够解决上述问题中的至少一个。

技术实现要素：

本发明的一个目的在于提供一种电池更换故障诊断方法，其能够诊断在电池更换的过程中是否发生故障。本发明的另一个目的在于提供一种电池更换故障诊断系统。

一种电池更换故障诊断方法，包括如下步骤：

s40：使车辆初步定位；

s41：判断车辆初步定位是否已经完成；

s50：提升机移至换电位，以便将车辆也抬升；

s51：判断提升机是否已经移至换电位；

s60：换电车移至解锁位；

s61：判断换电车是否已经移至解锁位；

s70：使用电池解锁策略来对电池进行解锁；

s71：判断电池解锁是否已经完成；

s80：换电车移至交接位；

s81：判断电池交接是否已经完成；

s90：换电车移至加锁位；

s91：判断换电车是否已经移至加锁位；

s100：使用电池加锁策略来对电池进行加锁；

s101：判断电池加锁是否已经完成；

s110：换电车移至交接位；

s111：判断换电车是否已经移至交接位；

s120：提升机移至初始位；以及

s121：判断提升机是否已经移至初始位；

其中，在判断到发生了故障时，发出警告信号并且返回至前一个步骤。

可选地，在步骤s40之前还包括下列步骤：

s10：系统启动并初始化；

s11：判断启动和初始化是否已经完成；

s20：系统自检并开启安全防护；

s21：判断自检和安全防护是否已经就绪；

s30：确认车辆和订单信息；

s31：判断车辆和订单信息是否已经确认。。

可选地，在步骤s40中，使车辆初步定位包括使车辆停靠在提升机的上方。

可选地，在步骤s50中，提升机从初始位上升至换电位。

可选地，换电车构造为可水平移动的，在步骤s60中，换电车首先移动到提升机下方，然后保持位置不变，通过改变提升机的垂直位置来使换电车移入解锁位中；并且在步骤s80中，提升机首先升起，然后换电车水平移动至交接位；并且在步骤s110中，提升机首先升起，然后换电车水平移动至交接位；并且在步骤s90中，换电车首先移动到提升机下方，然后保持位置不变，通过改变提升机的垂直位置来使换电车移入加锁位中。

可选地，换电车构造为可升降且可水平移动的，在步骤s60中，换电车首先移动到提升机下方，然后换电车升高并移入解锁位中；在步骤s80中，换电车首先下降，然后水平移动至交接位；并且在步骤s110中，换电车首先下降，然后水平移动至交接位；并且在步骤s90中，换电车首先移动到提升机下方，然后换电车升高并移入加锁位中。

可选地，加锁位和解锁位是相同的位置。

可选地，在提升机移至初始位之后，车辆启动并离开，如果后续还有车辆需要更换电池，则返回至步骤s40继续执行，如果后续没有车辆需要更换电池，则结束电池更换故障诊断方法并转入待机状态。

一种电池更换故障诊断系统，包括：

初步定位判断模块，配置为判断车辆初步定位是否已经完成；

换电位判断模块，配置为判断提升机是否已经移至换电位；

解锁位判断模块，配置为判断换电车是否已经移至解锁位；

解锁判断模块，配置为判断电池解锁是否已经完成；

电池交接判断模块，配置为判断电池交接是否已经完成；

加锁位判断模块，配置为判断换电车是否已经移至加锁位；

加锁判断模块，配置为判断电池加锁是否已经完成；

交接位判断模块，配置为判断换电车是否已经移至交接位；以及

初始位判断模块，配置为判断提升机是否已经移至初始位；

其中，各个模块依次电性地相关联，并且分别与显示控制模块电性地相关联，并且其中，显示控制模块配置为根据来自各个模块的信号来选择性地通过显示装置输出信号。

可选地，还包括：

初始化判断模块，配置为判断启动和初始化是否已经完成；

自检和安全防护模块，配置为判断模块判断自检和安全防护是否已经就绪；以及

车辆订单和信息判断模块，配置为判断车辆和订单信息是否已经确认；

其中，各个模块依次电性地相关联，并且分别与显示控制模块电性地相关联，并且其中，显示控制模块配置为根据来自各个模块的信号来选择性地通过显示装置输出信号，并且

其中，车辆订单和信息判断模块与初步定位判断模块电性地相关联。

可选地，显示装置为移动终端或固定终端。

可选地，还包括用于储存警告信息的存储器，存储器与显示控制模块电性地相关联并且配置为储存来自各个模块的警告信息。

本发明的电池换电方法和系统具有简单可靠、易于部署、使用方便等优点，能够在更换汽车动力电池的过程中实时地诊断是否发生故障，并且将故障的情况传达至操作者。

附图说明

以下将结合附图和优选实施例来对本发明进行进一步详细描述，但是本领域技术人员将领会的是，这些附图仅是出于解释优选实施例的目的而绘制的，并且因此不应当作为对本发明范围的限制。此外，除非特别指出，附图仅是意在概念性地表示所描述对象的组成或构造并可能包含夸张性显示，并且附图也并非一定按比例绘制。

图1是本发明的电池更换故障诊断方法的一个实施例的流程图。

图2是本发明的电池更换故障诊断系统的一个实施例的示意图。

具体实施方式

以下将参考附图来详细描述本发明的优选实施例。本领域中的技术人员将领会的是，这些描述仅为描述性的、示例性的，并且不应被解释为限定了本发明的保护范围。

首先，需要说明的是，在本文中所提到的顶部、底部、朝上、朝下等方位用语是相对于各个附图中的方向来定义的，它们是相对的概念，并且因此能够根据其所处于的不同位置和不同的实用状态而变化。所以，不应将这些或其他方位用语理解为限制性用语。

此外，还应当指出的是，对于本文的实施例中描述或隐含的任意单个技术特征，或在附图中示出或隐含的任意单个技术特征，仍能够在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行组合，从而获得未在本文中直接提及的本发明的其他实施例。

应当注意的是，在不同的附图中，相同的参考标号表示相同或大致相同的组件。

图1是本发明的电池更换故障诊断方法的一个实施例的流程图。其中，电池更换故障诊断方法包括下列步骤：

s40：使车辆初步定位；

s41：判断车辆初步定位是否已经完成；

s50：提升机移至换电位，以便将车辆也抬升；

s51：判断提升机是否已经移至换电位；

s60：换电车移至解锁位；

s61：判断换电车是否已经移至解锁位；

s70：使用电池解锁策略来对电池进行解锁；

s71：判断电池解锁是否已经完成；

s80：换电车移至交接位；

s81：判断电池交接是否已经完成；

s90：换电车移至加锁位；

s91：判断换电车是否已经移至加锁位；

s100：使用电池加锁策略来对电池进行加锁；

s101：判断电池加锁是否已经完成；

s110：换电车移至交接位；

s111：判断换电车是否已经移至交接位；

s120：提升机移至初始位；以及

s121：判断提升机是否已经移至初始位。

该电池更换故障诊断方法共设置有九个判断步骤和九个操作步骤。各个判断步骤分别对应地判断前一个操作步骤是否发生故障。如果判断步骤中判断到发生了故障，则发出警告信号并且返回至前一个操作步骤。使用者可以获知警告信号并且分析出哪一个操作步骤出现了问题，并且可以选择性地人工干预电池更换操作或继续自动执行该操作步骤，以便将故障排除。在各个判断步骤判断出上一个操作步骤已经正确完成之后，将转至执行下一个操作步骤。具体而言，如图1中所示，如果在各个判断步骤中的某一个做出“是”的判断，则根据本发明的电池更换故障诊断方法继续转向下一个步骤；如果在各个判断步骤中的某一个做出“否”的判断，则根据本发明的电池更换故障诊断方法转向该判断步骤之前的步骤，以此类推。

可选地，步骤s40之前还包括下列步骤：

s10：系统启动并初始化；

s11：判断启动和初始化是否已经完成；

s20：系统自检并开启安全防护；

s21：判断自检和安全防护是否已经就绪；

s30：确认车辆和订单信息；

s31：判断车辆和订单信息是否已经确认。

上述的步骤属于车辆电池更换操作开始之前的准备步骤，包括系统启动、初始化、自检、打开安全防护、确认车辆和订单信息等。这些步骤并非在本发明的电池更换故障诊断方法的每一次运行中都执行。例如，在以上准备步骤执行完毕之后，可以反复循环地执行上文所述的步骤s40至步骤s121，以便连续地更换车载电池。

在步骤s30中所确认的车辆和订单信息可用于后续步骤的判断，例如，根据车辆信息来判断车辆的车型，可以在后续步骤中选择性地采用不同的电池、不同的移动速度、不同的加锁位和/或解锁位、不同的加锁策略和/或解锁策略等。又例如，根据订单信息来判断不同的用户需求，可以在后续步骤中选择性地加入针对客户的个性化操作步骤。

可选地，在步骤s40中，使车辆初步定位包括使车辆停靠在提升机的上方。将车辆停靠在提升机的上方有利于提升机与车辆底部的预设的支撑点接触，这些支撑点可以是车辆的轮胎，也可以是车辆底部框架上的部分部件。

可选地，在步骤s50中，提升机从初始位上升至换电位。在后续的步骤s120中，提升机在电池更换完毕之后返回至初始位。初始位例如可为提升机的上表面与车辆停放平台的表面在同一水平上的位置，以便后续的车辆可以初步定位到车辆停放平台上。

可选地，换电车构造为可水平移动的，并且在步骤s60中，换电车首先移动到提升机下方，然后保持位置不变，通过改变提升机的垂直位置来使换电车移入解锁位中；在步骤s80中，提升机首先升起，然后换电车水平移动至交接位；并且在步骤s110中，提升机首先升起，然后换电车水平移动至交接位；在步骤s90中，换电车首先移动到提升机下方，然后保持位置不变，通过改变提升机的垂直位置来使换电车移入加锁位中。

在该备选实施例中，换电车构造为仅可在交接位和提升机下方的位置之间移动，并且通过提升机的升降运动来使换电车与车辆之间的相对位置关系发生改变，以便换电车进入或离开解锁位或加锁位。这样的设计使得换电车的结构和设计成本相对简单，有利于降低整个平台的制造成本。

可选地，换电车构造为可升降且可水平移动的，并且在步骤s60中，换电车首先移动到提升机下方，然后换电车升高并移入解锁位中；在步骤s80中，换电车首先下降，然后水平移动至交接位；并且在步骤s110中，换电车首先下降，然后水平移动至交接位；在步骤s90中，换电车首先移动到提升机下方，然后换电车升高并移入加锁位中。

在上述备选实施例中，换电车不仅可以在交接位和提升机下方的位置之间移动，而且当位于提升机下方的位置上时，还能够沿垂直方向升起或降下，以便换电车进入或离开解锁位或加锁位。这样的构造使得提升机在电池更换的过程中不需要再进行移动操作，从而降低了操作的复杂度。

可选地，在步骤s70和/或步骤s100中，根据不同的电池挂载方式和机构来选择不同的电池解锁策略和/或电池加锁策略。例如，电池可通过挂钩装置来悬挂到车辆底部，或通过可伸缩的固定装置来卡合到车辆底部。本领域技术人员可以根据实际需要来设计不同的解锁或加锁策略，并且不限于上文所提及的和可能构想到的其他方式。在策略执行的过程中，提升机和/或换电车可以根据实际需要进行适当的位置改变来进行电池的加锁/解锁操作。

可选地，加锁位和解锁位是相同的位置。在一些实施例中，电池可以在相同的加锁位和解锁位上进行加锁和解锁操作。在另一些实施例中，加锁位和解锁位在空间上是间隔开的。加锁位和解锁位是否相同取决于不同的加锁/解锁策略。

可选地，在提升机移至初始位之后，车辆可启动并离开换电站。又例如，如果后续还有车辆需要更换电池，则可返回至步骤s40，继续执行电池更换故障诊断方法。如果后续没有车辆需要更换电池，则可以结束电池更换故障诊断方法并转入待机状态。

图2是本发明的电池更换故障诊断系统的一个实施例的示意图。其中，电池更换故障诊断系统包括：

初步定位判断模块40，配置为判断车辆初步定位是否已经完成；

换电位判断模块50，配置为判断提升机是否已经移至换电位；

解锁位判断模块60，配置为判断换电车是否已经移至解锁位；

解锁判断模块70，配置为判断电池解锁是否已经完成；

电池交接判断模块80，配置为判断电池交接是否已经完成；

加锁位判断模块90，配置为判断换电车是否已经移至加锁位；

加锁判断模块100，配置为判断电池加锁是否已经完成；

交接位判断模块110，配置为判断换电车是否已经移至交接位；以及

初始位判断模块120，配置为判断提升机是否已经移至初始位；

其中，上述各个模块依次电性地相关联，并且分别与显示控制模块200电性地相关联，并且其中，显示控制模块200配置为根据来自上述各个模块的信号来选择性地通过显示装置300输出信号。

上述电池更换故障诊断系统可配置为执行上文所记载的电池更换故障诊断方法。电池更换故障诊断系统的各个判断模块与电池更换故障诊断方法的九个判断步骤分别一一对应。

可选地，电池更换故障诊断系统还包括：

初始化判断模块10，配置为判断启动和初始化是否已经完成；

自检和安全防护模块20，配置为判断模块判断自检和安全防护是否已经就绪；以及

车辆订单和信息判断模块30，配置为判断车辆和订单信息是否已经确认；

其中，上述各个模块依次电性地相关联，并且分别与显示控制模块200电性地相关联，并且其中，显示控制模块200配置为根据来自上述各个模块的信号来选择性地通过显示装置300输出信号，并且

其中，车辆订单和信息判断模块30与初步定位判断模块40电性地相关联。

在上述备选实施例中，电池更换故障诊断系统包含有三个额外的判断模块，用于在电池更换故障诊断系统启动时执行例行的维护操作，以保证后续的判断模块能够正常运行。

可选地，显示装置300为移动终端或固定终端。例如，显示装置300可为手机、平板电脑、手持式控制终端等，也可以是固定设置的显示器、投影仪或信号灯组件等。

可选地，显示控制模块200根据各个模块的输出状态输出不同的信号。例如，显示装置300上可分别显示各个模块所对应的操作步骤的名称，并且用颜色、声音和/或弹窗来告知用户该操作步骤的进行情况。又例如，如果某一操作步骤中检测到故障(对应的表现为该操作步骤所对应的检测模块一直未向下一个模块发出电信号)，则可判断在该操作步骤中发生异常情况，显示装置300此时可显示出对应的警告。

可选地，还包括用于储存警告信息的存储器310，其与显示控制模块200电性地相关联并且配置为储存来自各个模块的警告信息。例如，在单次操作中，存储器310可以存储各个判断模块所输出的故障信息，并且可由显示控制模块200来选择性地部分或全部输出至显示装置300。

根据上述公开内容，本领域技术人员容易将本发明的电池更换故障诊断方法应用到换电站系统或其他装置上，以便获得包括本发明的电池更换故障诊断方法的换电站系统和装置。

本发明的电池更换故障诊断方法和系统能够在车辆电池更换期间持续地不间断地检测各个操作步骤的状态，并且在某一操作步骤发生故障时及时地向操作者发出相应的信号，以便操作者可以排除故障。这使得操作者无需依靠调试经验和积累的错误处理方式来排除故障，从而大大提高了电池更换中的故障排除效率，有效地提高了换电站的可维护性和用户体验。

本说明书参考附图来公开本发明，并且还使本领域中的技术人员能够实施本发明，包括制造和使用任何装置或系统、选用合适的材料以及使用任何结合的方法。本发明的范围由请求保护的技术方案限定，并且包含本领域中的技术人员想到的其他实例。只要此类其他实例包括并非不同于请求保护的技术方案字面语言的结构元件，或此类其他实例包含与请求保护的技术方案的字面语言没有实质性区别的等价结构元件，则此类其他实例应当被认为处于由本发明请求保护的技术方案所确定的保护范围内。