动态停车式换电方法和系统与流程

1.本公开属于换电技术领域，尤其是一种动态停车式换电方法和系统。


背景技术：

2.现有为车辆换电过程中，需要车辆停靠至预先设定好的停车位置上，然后换电设备移动至对应该停车位置的换电工位为车辆更换电池箱。由于换电工位需要对应于停车位置而导致换电工位也属于固定的位置，导致换电设备不能根据实际情况调整初始的换电位置，降低了换电设备为车辆的换电的效率。


技术实现要素：

3.鉴于以上内容，有必要提供一种动态停车式换电方法和系统，旨在提高为车辆更换电池箱的换电效率。
4.为此，本技术提供了一种动态停车式换电方法，包括以下步骤：
5.检测对应于换电设备的停车位置是否存在车辆；
6.如果存在车辆，则启动所述换电设备为所述车辆更换电池箱。
7.根据所述的动态停车式换电方法，检测对应于换电设备的停车位置是否存在车辆之前，还包括：移动所述换电设备至换电位置，所述换电位置对应于电池架的放置位。
8.根据所述的动态停车式换电方法，所述换电位置对应于空置的所述放置位；
9.所述换电设备为所述车辆更换电池箱包括：所述换电设备将所述车辆的乏电的电池箱移动至该空置的放置位。
10.根据所述的动态停车式换电方法，所述换电位置对应于放置满电的电池箱的放置位；
11.所述换电设备为所述车辆更换电池箱包括：所述换电设备将所述电池架的满电的电池箱移动至所述车辆。
12.根据所述的动态停车式换电方法，检测对应于所述换电设备的停车位置是否存在车辆包括：检测所述换电设备的相对所述电池架的侧方的停车位置是否存在车辆。
13.根据所述的动态停车式换电方法，检测对应于所述换电设备的停车位置是否存在车辆包括：检测所述换电设备的下方的停车位置是否存在车辆。
14.根据所述的动态停车式换电方法，检测对应于所述换电设备的停车位置是否存在车辆包括：在所述车辆移动至所述停车位置时，通过触发设于所述换电设备的检测器以检测所述停车位置是否存在车辆。
15.本技术还提供了一种动态停车式换电系统，包括：
16.换电设备，用于为车辆更换电池箱；
17.检测器，用于在检测到对应于所述换电设备的停车位置存在车辆时发出触发信号；
18.控制器，用于在接收到所述触发信号时，启动所述换电设备为所述车辆换电。
19.根据所述的动态停车式换电系统，所述控制器还被配置为控制所述换电设备在所述检测器发出触发信号时移动至换电位置，所述换电位置对应于电池架的空置的放置位。
20.根据所述的动态停车式换电系统，所述检测器包括光幕、超声波雷达、光电开关中的一种或者多种组合。
21.根据所述的动态停车式换电系统，所述检测器用于检测位于所述换电设备的相对电池架的侧方的停车位置，所述换电设备从所述车辆的行驶方向的侧方为所述车辆更换电池箱。
22.根据所述的动态停车式换电系统，所述检测器用于检测位于所述换电设备的下方的停车位置，所述换电设备从所述车辆的上方为所述车辆更换电池箱。
23.相较于现有技术，上述的动态停车式换电方法和系统通过在检测到对应于换电设备的停车位置存在车辆时，启动换电设备为车辆更换电池箱。在换电过程中，车辆不再停靠在固定的换电位置，而是换电设备根据实际情况停靠在便于换电的位置，通过车辆停靠于对应于换电设备的停车位置，从而使得换电设备可以更快地完成换电，提高了为车辆更换电池箱的效率。
附图说明
24.为了更清楚地说明本公开实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本公开的一些实施例，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的附图。
25.图1是动态停车式换电系统在实施例1的结构示意图。
26.图2是动态停车式换电方法的流程图。
27.图3是实施例1中车辆未到位状态下的示意图。
28.图4是实施例1中车辆到位状态下的示意图。
29.图5是动态停车式换电系统在实施例2的结构示意图。
30.图6是实施例2的俯视图。
31.图7是实施例2在车辆到位状态下的俯视图。
32.主要元件符号说明
33.电池架10电池箱11放置位12换电设备20移动平台21机械臂22车辆30检测区域40
34.如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
35.为了能够更清楚地理解本公开内容的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具
体实施方式进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，所描述的实施方式仅仅是本公开的部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于公开的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式。
36.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本技术。
37.各实施例中，为了便于描述而非限制本公开，本技术说明书以及权利要求书中使用的术语"连接"并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。"上"、"下"、"下方"、"左"、"右"等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。
38.实施例1
39.图1是动态停车式换电系统在实施例1的结构示意图。如图1所示，动态停车式换电系统包括换电设备20、检测器(图中未示出)和控制器(图中未示出)，用于与电池架10和车辆30交接电池箱11，实现为车辆30更换电池箱11的功能。
40.换电设备20可以是现有的换电设备20。本实施方式中，换电设备20可以是侧向换电设备20，包括移动平台21和设置在移动平台21上的机械臂22。移动平台21可以沿预定的路线移动以调整换电设备20的位置。机械臂22可以从移动平台21伸出，例如可以朝向移动平台21的移动方向的两侧伸出或者缩回，从而可以完成与电池架10或者车辆30的电池箱11交接作业。在另外一些实施方式中，换电设备20也可以是吊装式结构，通过移动地连接位于换电区域上方的架体而可以在电池箱11和车辆30的上方移动。换电设备20通过卷扬机或者其他方式向下伸出抓取机构对接电池箱11，然后吊起电池箱11而实现与电池架10和车辆30的电池箱11交接作业。其中，上述的“电池箱11交接作业”包括将电池箱11移动至电池架10或者车辆30，即“存入”操作，还包括将电池架10的电池箱11或者车辆30的电池箱11移动至换电设备20，即“取得”操作。
41.检测器用于在检测到对应于所述换电设备20的停车位置存在车辆30时发出触发信号。所述检测器包括光幕、超声波雷达、光电开关中的一种或者多种组合，可以检测位于所述换电设备20的相对电池架10的侧方的停车位置，也可以检测位于所述换电设备20的下方的停车位置。作为示例性的，检测器可以对预设的区域进行检测，例如光幕或者超声波雷达，在车辆30至少部分进入到该区域时会触发检测器发出触发信号。在另外一些实施方式中，检测器的检测区域40也可以是直线，例如光电开关等检测器通过在预设位置发射红外线或者激光，在车辆30遮挡该直线会触发检测器而发出触发信号。在另外一些实施方式中，检测器还可以是触发式开关等结构，检测区域40为一个点，在车辆30移动至预设位置后会触碰该检测器而发出触发信号。本领域技术人员可以根据实际需要设置检测器的位置，在一些优选的实施方式中，检测器连接于换电设备20，可以跟随换电设备20移动，从而可以在换电设备20移动至换电位置后，检测器检测对应于换电位置的停车位置是否存在车辆30进行检测。
42.控制器用于在接收到所述触发信号时，启动所述换电设备20为所述车辆30换电。所述控制器还被配置为控制所述换电设备20在所述检测器发出触发信号时移动至对应于
电池架10的放置位12的换电位置。在实际应用中，控制器可以是换电设备20的控制模块，也可以是系统独立的控制器，本领域技术人员可以根据需要设置控制器的类型。控制器信号连接检测器和换电设备20，可以根据检测器的触发信号控制换电设备20的启动或者停止等动作。
43.本实施方式中，电池架10包括多个车辆30的行使方向排列的放置位12，每个放置位12可以放置一个电池箱11。在一些实施方式中，电池架10还包括充电机，每个放置位12设置有一个充电插头，在电池箱11放置于放置位12时，充电机可以通过充电插头为电池箱11充电，直至电池箱11的电量达到满电状态。本实施方式中，满电的电池箱11是指电池箱11的电量超过一预设值，该预设值可以是总电量的90％、80％等任意数值，本领域技术人员可以根据需要设置电池箱11允许被更换至车辆30的电量值。换电设备20设于电池架10的附近，并且可以沿电池架10的放置位12的排列方向移动以调整换电设备20的位置。车辆30在需要更换电池箱11时，沿换电设备20的相对电池架10的一侧移动，直至停靠于对应于换电设备20的停靠位置。
44.以下结合图2详细描述一种基于上述动态停车式换电系统的换电方法。
45.图2是动态停车式换电方法的流程图。如图2所示，动态停车式换电方法包括步骤s201～s205。
46.步骤s201：移动所述换电设备20至换电位置，所述换电位置对应于所述电池架10的放置位12，优选对应于空置的所述放置位12。本步骤中，换电设备20可以根据电池架10的电池箱11放置情况，移动至靠近一空置的放置位12附近，使得换电设备20能够及时将取得电池箱11移动至该空置的放置位12上。在另外一些实施方式中，换电设备20也可以根据电池架10的电池箱11放置情况，移动至靠近一存放满电的电池箱11的位置，以适应于可以直接将满电的电池箱11放置于车辆30的情况。
47.步骤s202：提示车辆30继续移动。在换电设备20移动至预设的换电位置后，可以开启检测器对对应于该换电设备20的停车位进行检测，并且根据检测结果通过光、声等信号提示车辆30移动。作为示例性的，图3是实施例1中车辆30未到位状态下的示意图。如图3所示，检测器可以对换电设备20的相对电池架10的一侧的停车位置(图3阴影部分示出的探测区域)进行检测。
48.步骤s203：检测对应于换电设备20的停车位置是否存在车辆30，如果是，则进入步骤s204，不是则继续提示车辆30移动。本实施方式中，检测器设置于换电设备20上，从而可以跟随换电设备20移动，检测换电设备20的侧方并且与换电设备20的距离在预设范围内的停车位置是否存在车辆30。在所述车辆30移动至所述停车位置时，触发设于所述换电设备20的检测器以确定是否存在所述车辆30。对应于图3，图4是实施例1中车辆30到位状态下的示意图。如图4所示，检测所述换电设备20的相对所述电池架10的侧方的停车位置是否存在车辆30。当车辆30移动至至少部分进入该探测区域，例如遮挡检测器发出的红外线或者激光，或者发射光线信号等方式，触发检测器发出触发信号。
49.步骤s204：提示车辆30停靠到位。本步骤中，可以通过声、光信号提示车辆30已经停靠到对应于换电设备20的停车位置。驾驶员可以停车并且为换电作业实施必要的准备操作。
50.步骤s205：启动所述换电设备20为所述车辆30更换电池箱11。所述换电设备20将
所述车辆30的乏电的电池箱11移动至该空置的放置位12。对应于检测器的检测的停车位置，所述换电设备20从所述车辆30的行驶方向的侧方为所述车辆30更换电池箱11。作为示例性的，换电设备20可以通过机械臂22朝向停靠于对应于换电设备20的停靠位置的车辆30伸出，将车辆30的乏电的电池箱11移动至换电设备20上，然后朝向电池架10伸出。此时，由于换电设备20位于对应于空置的放置位12的换电位置，换电设备20可以直接将乏电的电池箱11移动至空置的放置位12上，然后从电池架10取得满电的电池箱11，将满电的电池箱11移动至车辆30。
51.在换电过程中，换电设备20不需要在车辆30停靠后移动至车辆30处取得乏电的电池箱11，也不需要再移动至空置的放置位12放置乏电的电池箱11，从而可以有效降低了换电设备20的移动行程，大幅提高了换电设备20的换电效率。在下次换电作业前，换电设备20还可以根据新的空置的放置位12来调整换电位置，进一步提高了换电效率。
52.实施例2
53.本实施方式与实施例1不同之处在于，检测器探测的对应于换电设备20的停车位置为换电设备20的下方，换电设备20为吊装式换电设备20，通过抓取机构将下方的电池箱11吊起而移动电池箱11。
54.图5是动态停车式换电系统在实施例2的结构示意图。如图5所示，换电设备20通过位于换电区域上方的架体(图中未示出)而可以在电池箱11和车辆30的上方移动。换电设备20可以通过卷筒或者其他可以沿竖直方向移动的抓取机构抓取电池箱11，并且在抓取机构连接电池箱11后向上移动，将电池箱11吊起而移动该电池箱11。
55.此外，检测器连接于上方的换电设备20并且向下发射红外线或者激光等检测光线，形成沿竖直方向延伸的检测区域40，在车辆30移动至换电设备20的下方并且触发检测器发出触发信号时，车辆30的电池箱11的位置对应于换电设备20，使得换电设备20的抓取机构向下移动，将电池箱11吊起而移动电池箱11。
56.以下结合图6和图7对图2示出的换电方法中与实施例1的不同之处作出说明。
57.图6是实施例2的俯视图，如图6所示，电池架10包括多列放置位12，每列放置位12沿车辆30的行使方向延伸，并且位于车辆30的停靠位置的两侧。换电设备20可以在电池箱11和车辆30的上方移动。在图2示出的步骤s201中，换电设备20移动至靠近空置的放置位12附近，使得换电设备20可以移动较小的行程即可将电池箱11放置于该放置位12。
58.如图2和图6所示，在步骤s203中，本实施方式中，检测器设置于换电设备20上，可以跟随换电设备20移动，检测换电设备20的下方的停车位置是否存在车辆30。该停车位置位于换电设备20的下方并且与换电设备20的水平方向的距离在预设范围内，使得换电设备20可以沿水平方向移动较小的距离即可通过抓取机构下移抓取车辆30的换电设备20，优选的，换电设备20可以不再需要在水平方向移动，而直接通过抓取机构下移即可从车辆30取得电池箱11。
59.图7是实施例2在车辆30到位状态下的俯视图。如图7所示，在所述车辆30移动至所述停车位置时，触发设于所述换电设备20的检测器以确定是否存在所述车辆30。具体的，当车辆30移动至至少部分进入该探测区域，例如遮挡检测器发出的红外线或者激光，或者发射光线信号等方式，触发检测器发出触发信号。
60.在步骤s205中，换电设备20采用吊装式换电方法，通过抓取机构向下移动直至对
接车辆30的乏电的电池箱11，将车辆30的电池箱11吊起并且向附近的空置的放置位12移动，使得吊起的电池箱11位于空置的放置位12的上方，然后将乏电的电池箱11放置于该放置位12。然后移动至满电的电池箱11的上方，通过抓取机构将满电的电池箱11吊起，移动至车辆30的上方将满电的电池箱11放置于车辆30，完成换电作业。
61.在换电过程中，换电设备20不需要在车辆30停靠后移动至车辆30的上方取得乏电的电池箱11，也只需要移动较小的行程即可达到空置的放置位12的上方以放置乏电的电池箱11，从而可以有效降低了换电设备20的移动行程，大幅提高了换电设备20的换电效率。
62.上述的动态停车式换电方法和系统通过在检测到对应于换电设备20的停车位置存在车辆30时，启动换电设备20为车辆30更换电池箱11。在换电过程中，车辆30不再停靠在固定的换电位置，而是换电设备20根据实际情况停靠在便于换电的位置，然后车辆30停靠在对应于换电设备20的停车位置，从而使得换电设备20可以更快地完成换电，提高了为车辆30更换电池箱11的效率。
63.进一步，在换电过程中，由于换电设备20在换电过程中会选择满电的电池箱11移出放置位12，也会选择空置的放置位12放置电池箱11，使得电池架10的空置的放置位12和存放满电的电池箱11的放置位12处于动态的变化过程中，上述实施方式涉及的换电设备20和换电方法可以根据空置的放置位12和存放满电电池箱11的放置位12的情况，每次动态调整换电设备20的初始的换电位置，通过改变每次停靠车辆30的停靠位置来协调换电设备20和车辆30相对电池架10的放置位12的距离，从而可以最大限度地降低换电设备20在每次换电过程中的移动行程，提高了整体的换电效率。
64.在所提供的几个具体实施方式中，应该理解到，对于本领域技术人员而言，显然不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本公开的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
65.以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本公开的方案进行修改或等同替换都不应脱离本公开的技术方案的精神和范围。