CN105186052B - 用于电池换电的控制***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种用于电池换电的控制***及方法，该***包括：快换设备；设置在电池上的多个位置传感器；从感应传感器；从控制器，用于在车辆上电后采集电池的电池状态信号、落锁信号及多个位置传感器检测的电池的位置信号，并通过从感应传感器传输电池状态信号、落锁信号及电池的位置信号；主感应传感器；设置在快换设备上且与主感应传感器相连的主控制器，主控制器用于接收从控制器发送的电池状态信号、落锁信号及电池的位置信号，并根据电池状态信号、落锁信号及电池的位置信号控制快换设备对电池进行移动，以更换电池。本发明能够快速、自动地实现电池换电，具有安全性和可靠性高的优点。

Description

用于电池换电的控制***及方法
技术领域
本发明涉及电池技术领域，特别涉及一种用于电池换电的控制***及方法。
背景技术
目前，影响电动汽车商业化推广的主要因素为车辆行驶里程短、充电时间长，解决方法主要包括两个途径：电池快充技术和电池快换技术。
电池快充技术对电池温度要求较高，且快充发热大，会缩短电池寿命。
电池快换技术可有效解决电池充电维护和电池寿命问题。采用快换技术是指使用手动或自动化快换设备对车辆电池进行更换，其要求快换电池与快换支架间安装尺寸精度高。然而，采用手动换电设备易导致电池装配不到位或装配过程中损坏快换支架，影响电池快换的方便性，另外，电池换电过程中需要确保电池低压下电、继电器断开，采用手动换电或采用自动换电设备而没有监控电池的状态，容易导致换电过程中损坏快换接触件，引起高压安全问题。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种用于电池换电的控制***，该***能够快速、自动地实现电池换电，具有安全性和可靠性高的优点。
本发明的另一个目的在于提出一种用于电池换电的控制方法。
为了实现上述目的，本发明第一方面的实施例提出了一种用于电池换电的控制***，包括：用于更换电池的快换设备；设置在所述电池上的多个位置传感器，所述多个位置传感器用于检测所述电池的位置；从感应传感器；分别与所述多个位置传感器和所述从感应传感器相连的从控制器，所述从控制器用于在上电后获取所述电池的电池状态信号、落锁信号及所述多个位置传感器检测的所述电池的位置信号，并通过所述从感应传感器传输所述电池状态信号、落锁信号及所述电池的位置信号；主感应传感器；设置在所述快换设备上且与所述主感应传感器相连的主控制器，所述主控制器用于接收所述从控制器发送的电池状态信号、落锁信号及电池的位置信号，并根据所述电池状态信号、落锁信号及电池的位置信号控制所述快换设备对所述电池进行移动，以更换所述电池。
根据本发明实施例的用于电池换电的控制***，在电池换电时，实时采集电池状态信号、电池位置信号及落锁信号，并根据电池状态信号、电池位置信号及落锁信号控制快换设备更换电池，从而避免了电池换电过程中出现的因电池未下电而导致的安全故障以及电池位置不到位或锁闭合导致快换支架损坏的情况。因此，该***能够快速、自动地实现电池换电，具有安全性和可靠性高的优点。
另外，根据本发明上述实施例的用于电池换电的控制***还可以具有如下附加的技术特征：
在一些示例中，其中，当所述从感应传感器与所述主感应传感器的间隔距离在预设范围内时，所述从感应传感器和所述主感应传感器相互感应产生感应电能，以使所述从感应传感器获得电能，在所述从感应传感器获得电能后，所述从感应传感器为所述从控制器供电。
在一些示例中，所述从控制器通过从感应传感器的主感应传感器的相互感应将所述电池状态信号、落锁信号及电池的位置信号发送至所述主控制器。
在一些示例中，所述主控制器用于在判断所述电池为下电状态时，控制所述快换设备执行举升和开锁动作，并监控所述落锁信号，并在判断所述落锁信号为开锁状态时，控制所述快换设备沿水平方向移动，并监控所述电池位置信号，并在判断所述电池位置信号为高电平时，控制所述快换设备垂直下降，以移除所述电池。
在一些示例中，所述主控制器还用于在所述落锁信号为闭锁状态时，等待预设时间后，继续监控所述落锁信号，直至所述落锁信号为开锁状态时执行后续操作。
在一些示例中，所述主控制器还用于在所述电池位置信号为低电平时，等待预设时间后，继续监控所述电池位置信号，直至所述电池位置信号为高电平时执行后续操作。
本发明第二方面的实施例还提出了一种用于电池换电的控制方法，包括以下步骤：获取所述电池的电池状态信号、落锁信号及所述多个位置传感器检测的所述电池的位置信号；根据所述电池状态信号判断所述电池的状态；如果所述电池为下电状态，则控制快换设备执行升举和开锁动作，并监控所述落锁信号；如果所述落锁信号为开锁状态时，则控制所述快换设备沿水平方向移动，并监控所述电池位置信号；如果所述电池位置信号为高电平，则控制所述快换设备垂直下降，以移除所述电池。
根据本发明实施例的用于电池换电的控制方法，在电池换电时，实时采集电池状态信号、电池位置信号及落锁信号，并根据电池状态信号、电池位置信号及落锁信号控制快换设备更换电池，从而避免了电池换电过程中出现的因电池未下电而导致的安全故障以及电池位置不到位导致快换支架损坏的情况。因此，该方法能够快速、自动地实现电池换电，具有安全性和可靠性高的优点。
另外，根据本发明上述实施例的用于电池换电的控制方法还可以具有如下附加的技术特征：
在一些示例中，还包括：如果所述电池未下电，则不允许更换所述电池。。
在一些示例中，还包括：如果所述落锁信号为闭锁状态，则等待预设时间后，继续监控所述落锁信号，直至所述落锁信号为开锁状态时执行后续操作。
在一些示例中，还包括：如果所述电池位置信号为低电平，则等待预设时间后，继续监控所述电池位置信号，直至所述电池位置信号为高电平时执行后续操作。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的用于电池换电的控制***的整体框图。
图2是根据本发明一个实施例的主控制器与从控制器的控制接口示意图；
图3是根据本发明一个实施例的用于电池换电的控制方法的流程图；以及
图4是根据本发明另一个实施例的用于电池换电的控制方法的整体流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
以下结合附图描述根据本发明实施例的用于电池换电的控制***及方法。
图1是根据本发明一个实施例的用于电池换电的控制***的整体框图。如图1所示，该控制***包括：快换设备110、多个位置传感器120(图中未示出)、从感应传感器130、从控制器140、主感应传感器150和主控制器160。
其中，快换设备110用于移动电池以实现对电池的更换。多个位置传感器120(图中未示出)例如设置在电池上，用于实时检测电池的位置，以得到电池的位置信号。其中，在图1所示的示例中，多个位置传感器120例如包括位置传感器1至位置传感器4。从感应传感器130例如设置在快换支架上。从控制器140分别与多个位置传感器120和从感应传感器130相连，用于在上电后获取电池的电池状态信号，落锁信号及多个位置传感器120检测的电池的位置信号，并通过从感应传感器130传输电池状态信号、落锁信号及电池的位置信号。主感应传感器150例如设置在快换设备110上。主控制器160设置在快换设备110上且与主感应传感器150相连，主控制器160通过主感应传感器150接收从控制器140传输的电池状态信号、落锁信号及电池的位置信号，并根据电池状态信号、落锁信号及电池的位置信号控制快换设备110对电池进行移动，以更换电池。
根据本发明实施例的用于电池换电的控制***，在电池换电时，实时采集电池状态信号、电池位置信号及落锁信号，并根据电池状态信号、电池位置信号及落锁信号控制快换设备更换电池，从而避免了电池换电过程中出现的因电池未下电而导致的安全故障以及电池位置不到位导致快换支架损坏的情况。因此，该***能够快速、自动地实现电池换电，具有安全性和可靠性高的优点。
其中，在本发明的一个实施例中，结合图2所示，当从感应传感器130与主感应传感器150的间隔距离在预设范围内时，从感应传感器130和主感应传感器150相互感应产生感应电能，以使从感应传感器130获得电能，在从感应传感器130获得电能后，从感应传感器130为从控制器140供电。另一方面，从控制器140通过从感应传感器130与主感应传感器150的相互感应将电池状态信号、落锁信号及电池的位置信号发送至主控制器160。
换言之，当电池需要更换时，快换设备110上升，当快换设备110与快换电池接近时，也即主感应传感器150和从感应传感器130接近，当两者之间的距离小于预设距离时，会产生感应电源，进而使从感应传感器130获得电能，然后从感应传感器130对从控制器140供电，从控制器140上电之后，获取电池的位置信号、落锁信号及电池状态信号，并通过从感应传感器130与主感应传感器150的之间相互感应将位置信号、落锁信号及电池状态信号发送至主控制器160，主控制器160根据这些信号控制快换设备110移动，进而使电池移动，从而实现电池自动化更换。
具体地说，主控制器160根据电池状态信号判断电池当前的状态，并且当判断电池为下电状态(即电池状态信号为0)时，控制快换设备110执行举升和开锁动作，并监控落锁信号，并在判断落锁信号为开锁状态(即落锁信号为1)时，控制快换设备110沿水平方向移动，并监控电池位置信号，并在判断电池位置信号为高电平(即电池的位置信号为1)时，表明此时电池已经离开悬挂点，则控制快换设备110垂直下降，以移除电池，此时，电池被成功拆卸。另一方面，如果当判断电池为未下电状态(即电池状态信号为1)时，则不允许更换电池。
在一些示例中，主控制器160还用于在落锁信号为闭锁状态(即落锁信号为0)时，等待预设时间(例如为1秒)后，继续监控落锁信号，直至落锁信号为开锁状态时执行后续操作。
在一些示例中，主控制器160还用于在电池的位置信号为低电平(即电池的位置信号为0)时，表明此时电池还未离开悬挂点，则等待预设时间后，继续监控电池的位置信号，直至电池的位置信号为高电平时执行后续操作。
综上，本发明实施例的用于电池换电的控制***，在电池换电前，先判断电池的状态，如果电池处于下电状态，且继电器断开，则允许执行换电流程。并且，则电池换电过程中实时监控落锁信号和电池的位置信号，可避免出现电池未到位或锁闭合时，对电池强行更换导致快换支架损坏的情况。因此，该***能够快速、自动地实现电池换电，具有安全性和可靠性高的优点
本发明的进一步实施例还提出了一种用于电池换电的控制方法。
图3是根据本发明一个实施例的用于电池换电的控制方法的流程图。图4是根据本发明另一个实施例的用于电池换电的控制方法的整体流程图。结合图3和图4所示，该方法包括以下步骤：
步骤S1：获取电池的电池状态信号、落锁信号及多个位置传感器检测的电池的位置信号。
步骤S2：根据电池状态信号判断电池的状态。
步骤S3：如果电池为下电状态(即电池状态信号为0)，则控制快换设备执行升举和开锁动作，并监控落锁信号。进一步地，在本发明的一个实施例中，在该步骤S3中，如果电池未下电(即电池状态信号为1)，则不允许更换电池。
步骤S4：如果落锁信号为开锁状态(即落锁信号为1)，则控制快换设备沿水平方向移动，并监控电池位置信号。进一步地，在本发明的一个实施例中，如果落锁信号为闭锁状态(即落锁信号为0)，则等待预设时间后，继续监控落锁信号，直至落锁信号为开锁状态时执行后续操作。
步骤S5：如果电池位置信号为高电平(即电池的位置信号为1)，则控制快换设备垂直下降，以移除电池。进一步地，在本发明的一个实施例中，如果电池的位置信号为低电平(即电池的位置信号为0)，则等待预设时间后，继续监控电池的位置信号，直至电池的位置信号为高电平时执行后续操作。
需要说明的是，本发明实施例的用于电池换电的控制方法的具体实现方式与本发明实施例的用于电池换电的控制***的具体实现方式类似，具体请参见***部分的描述，为了减少冗余，此处不做赘述。
综上，根据本发明实施例的用于电池换电的控制方法，在电池换电时，实时采集电池状态信号、电池位置信号及落锁信号，并根据电池状态信号、电池位置信号及落锁信号控制快换设备更换电池，从而避免了电池换电过程中出现的因电池未下电而导致的安全故障以及电池位置不到位导致快换支架损坏的情况。因此，该方法能够快速、自动地实现电池换电，具有安全性和可靠性高的优点。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种用于电池换电的控制***，其特征在于，包括：
用于更换电池的快换设备；
设置在所述电池上的多个位置传感器，所述多个位置传感器用于检测所述电池的位置；
从感应传感器；
主感应传感器；
分别与所述多个位置传感器和所述从感应传感器相连的从控制器，当所述从感应传感器与所述主感应传感器的间隔距离在预设范围内时，所述从感应传感器和所述主感应传感器相互感应产生感应电能，以使所述从感应传感器获得电能，在所述从感应传感器获得电能后，所述从感应传感器为所述从控制器供电，所述从控制器用于在上电后获取所述电池的电池状态信号、落锁信号及所述多个位置传感器检测的所述电池的位置信号，并通过所述从感应传感器传输所述电池状态信号、落锁信号及所述电池的位置信号；
设置在所述快换设备上且与所述主感应传感器相连的主控制器，所述主控制器通过所述主感应传感器接收所述从控制器传输的电池状态信号、落锁信号及电池的位置信号，并根据所述电池状态信号、落锁信号及电池的位置信号控制所述快换设备对所述电池进行移动，以更换所述电池。
2.根据权利要求1所述的用于电池换电的控制***，其特征在于，其中，所述从控制器通过从感应传感器与主感应传感器的相互感应将所述电池状态信号、落锁信号及电池的位置信号发送至所述主控制器。
3.根据权利要求1所述的用于电池换电的控制***，其特征在于，所述主控制器用于在判断所述电池为下电状态时，控制所述快换设备执行举升和开锁动作，并监控所述落锁信号，并在判断所述落锁信号为开锁状态时，控制所述快换设备沿水平方向移动，并监控所述电池的位置信号，并在判断所述电池位置信号为高电平时，控制所述快换设备垂直下降，以移除所述电池。
4.根据权利要求3所述的用于电池换电的控制***，其特征在于，所述主控制器还用于在所述落锁信号为闭锁状态时，等待预设时间后，继续监控所述落锁信号，直至所述落锁信号为开锁状态时执行后续操作。
5.根据权利要求4所述的用于电池换电的控制***，其特征在于，所述主控制器还用于在所述电池的位置信号为低电平时，等待预设时间后，继续监控所述电池的位置信号，直至所述电池的位置信号为高电平时执行后续操作。
6.一种用于电池换电的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取所述电池的电池状态信号、落锁信号及多个位置传感器检测的所述电池的位置信号；
根据所述电池状态信号判断所述电池的状态；
如果所述电池为下电状态，则控制快换设备执行升举和开锁动作，并监控所述落锁信号；
如果所述落锁信号为开锁状态时，则控制所述快换设备沿水平方向移动，并监控所述电池的位置信号；
如果所述电池的位置信号为高电平，则控制所述快换设备垂直下降，以移除所述电池。
7.根据权利要求6所述的用于电池换电的控制方法，其特征在于，还包括：
如果所述电池未下电，则不允许更换所述电池。
8.根据权利要求6所述的用于电池换电的控制方法，其特征在于，还包括：
如果所述落锁信号为闭锁状态，则等待预设时间后，继续监控所述落锁信号，直至所述落锁信号为开锁状态时执行后续操作。
9.根据权利要求8所述的用于电池换电的控制方法，其特征在于，还包括：
如果所述电池的位置信号为低电平，则等待预设时间后，继续监控所述电池的位置信号，直至所述电池的位置信号为高电平时执行后续操作。
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