CN110293944B - 换电站安全防护控制方法、一种具有安全防护的换电站 - Google Patents
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Abstract
本发明提供换电站安全防护控制方法，包括步骤车辆到位检测、信号采集、防护控制。本发明还涉及一种具有安全防护的换电站。本发明采用防护踏板本体置于换电平台一侧的；防护踏板本体覆盖于电池移载装置运动路径的上方；防护踏板本体检测待换电的车辆的车门开闭状态，车门保持关闭时，防护踏板本体的活动踏板向车辆靠近；本发明结构巧妙，设计合理，采用自动化检测的方式检测车门状态，解决换电过程中车内人员出入问题，确保换电过程人员安全，满足新能源车快速换电的要求，便于推广应用。
Description
技术领域
本发明属于快速更换电池领域，具体涉及一种具有安全防护的换电站。
背景技术
随着电动汽车、混合动力汽车等多种类型的新能源汽车日益获得广泛使用，涉及到电池快换等方面的技术也越来越成为人们关注和研究的课题。尽管目前已经出现了多种换电方式，例如采用集装箱结构的换电站实现自动更换电池组件，但在换电过程中，车内人员随时有可能打开车门，因换电平台与地面存在一定的高度差，因而需要确保车内人员开门后的安全；同时，换电过程为无人自动化过程，如何确保换电安全而高效，成为换电站考虑的重中之重。
对此，急需对现有的换电站进行改进，优化其结构设计，设计出一种新型的防护装置确保人员安全。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提出的换电站安全防护控制方法，采用自动化检测的方式检测车门状态，解决换电过程中车内人员出入问题，确保换电过程人员安全，满足新能源车快速换电的要求。
本发明提供换电站安全防护控制方法，包括以下步骤：
车辆到位检测、获取换电平台上车辆位置信息，主控模块判断车辆是否停靠到位，若车辆停靠到位，则主控模块在第一时间段内连续获取检测组件的检测信号；
信号采集、检测组件采集车门开闭状态并转化为检测信号；
防护控制、若主控模块所述第一时间段内获取的所述检测信号存在车门开启状态时，则主控模块控制用于驱动活动踏板的驱动组件不动作；若主控模块所述第一时间段内获取的所述检测信号都为车门关闭状态时，则主控模块控制用于驱动活动踏板的驱动组件动作，以使得活动踏板朝向车门运动。
优选地，当主控模块所述时间段内获取的所述检测信号存在车门开启状态后，主控模块以最后一次车门开启状态的所述检测信号的时间作为起点，重新分配第二时间段，主控模块在所述第二时间段内连续获取检测组件的检测信号，并判断所述第二时间段内所述检测信号的状态，若所述检测信号仍存在车门开启状态则重复本步骤，直至在所述第二时间段内所述检测信号都为车门关闭状态。
本发明还涉及一种具有安全防护的换电站，包括用于更换车载电池组件的换电站本体，所述换电站本体包括码垛机、电池仓、换电平台、防护踏板本体、电池移载装置；其中，
所述码垛机用于取放放置于所述电池仓上的电池组件；
所述电池仓用于放置待更换的电池组件或待充电的电池组件；
所述电池移载装置用于承载经所述码垛机拾取的待更换的电池组件并运送至所述换电平台或承载经所述换电平台更换后的待充电的电池组件；
所述换电平台用于更换车辆的电池组件；
所述防护踏板本体置于所述换电平台一侧的；所述防护踏板本体覆盖于所述电池移载装置运动路径的上方；所述防护踏板本体用于检测待换电的车辆的车门开闭状态，车门保持关闭时，所述防护踏板本体的活动踏板向车辆靠近。
优选地，所述防护踏板本体还包括检测组件、立柱、驱动组件；其中，
所述检测组件设置于换电平台上，用于检测车门是否开启；
所述驱动组件固定于所述立柱上；所述驱动组件固定连接所述活动踏板；所述活动踏板设置于车门一侧；
所述检测组件检测到车门关闭状态时，发出用于控制所述驱动组件的信号，以使得所述驱动组件驱动所述活动踏板向车辆靠近。
优选地，所述活动踏板低于车门下边缘；换电时，所述驱动组件驱动所述活动踏板向车门运动，以使得所述活动踏板靠近车门。
优选地，所述活动踏板靠近车门的部分设置有弹性部，用以防止车门划伤或变形。
优选地，所述防护踏板本体还包括横向支架；所述横向支架与水平面呈一夹角，以使得所述活动踏板朝向车身的方向向上倾斜；所述横向支架连接若干所述立柱；所述驱动组件安装于所述横向支架一侧；所述检测组件检测前，所述活动踏板边缘低于车门下边缘。
优选地，所述防护踏板本体还包括滑块、滑轨；通过所述滑块与所述滑轨配合，将所述横向支架与所述活动踏板活动连接。
优选地，所述电池移载装置为电池输送线；横向支架分别设置于所述活动踏板两侧边，以使得所述活动踏板底部与两侧的所述立柱形成一容纳空间；所述电池输送线穿过于容纳空间，用于将电池组件从所述码垛机处运送至所述换电平台。
优选地，所述电池输送线包括动力机构、传动轮、传动轴、传送链组件；所述动力机构输出轮连接所述传动轮；所述传动轮套设于所述传动轴外壁，所述传动轴两端固定连接所述传送链组件；两所述传送链组件在所述动力机构的驱使下，将电池组件通过容纳空间运送至所述换电平台。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明提供换电站安全防护控制方法，包括步骤车辆到位检测、信号采集、防护控制。本发明还涉及一种具有安全防护的换电站。本发明采用防护踏板本体置于换电平台一侧的；防护踏板本体覆盖于电池移载装置运动路径的上方；防护踏板本体检测待换电的车辆的车门开闭状态，车门保持关闭时，防护踏板本体的活动踏板向车辆靠近；本发明结构巧妙，设计合理，采用自动化检测的方式检测车门状态，解决换电过程中车内人员出入问题，确保换电过程人员安全，满足新能源车快速换电的要求，便于推广应用。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的防护踏板本体的整体结构示意图；
图2为本发明在一实施例中的防护踏板本体的局部结构示意图一；
图3为本发明在一实施例中的防护踏板本体的局部结构示意图二；
图4为本发明的一种具有安全防护的换电站结构示意图；
图5为本发明在一实施例中的一种具有安全防护的换电站局部结构示意图；
图6为本发明在一实施例中的电池输送线与防护踏板本体结构示意图；
图7为本发明的换电站安全防护控制方法流程图。
图中所示：
车辆1、集装箱100、码垛机200、电池仓300、换电平台400、防护踏板本体700、检测组件710、检测光束711、活动踏板720、立柱730、驱动组件740、滑轨750、滑块760、横向支架770、连接块780、电池输送线900、动力机构910、传动轮920、传动轴930、传送链组件940、换电站1000。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，本发明的前述和其它目的、特征、方面和优点将变得更加明显，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。在附图中，为清晰起见，可对形状和尺寸进行放大，并将在所有图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。在下列描述中，诸如中心、厚度、高度、长度、前部、背部、后部、左边、右边、顶部、底部、上部、下部等用词为基于附图所示的方位或位置关系。特别地，“高度”相当于从顶部到底部的尺寸，“宽度”相当于从左边到右边的尺寸，“深度”相当于从前到后的尺寸。这些相对术语是为了说明方便起见并且通常并不旨在需要具体取向。涉及附接、联接等的术语(例如，“连接”和“附接”)是指这些结构通过中间结构彼此直接或间接固定或附接的关系、以及可动或刚性附接或关系，除非以其他方式明确地说明。
接下来，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
换电站安全防护控制方法，如图7所示，包括以下步骤：
S1、车辆到位检测、获取换电平台上车辆位置信息，主控模块判断车辆是否停靠到位，若车辆停靠到位，则主控模块在第一时间段内连续获取检测组件710的检测信号；
S2、信号采集、检测组件710采集车门开闭状态并转化为检测信号；
S3、防护控制、若主控模块第一时间段内获取的检测信号存在车门开启状态时，则主控模块控制用于驱动活动踏板720的驱动组件740不动作；若主控模块第一时间段内获取的检测信号都为车门关闭状态时，则主控模块控制用于驱动活动踏板720的驱动组件740动作，以使得活动踏板720朝向车门运动。
应当理解，步骤S1与步骤S2并无先后执行顺序，检测组件710可配置为实时采集，也可配置为待车辆停靠到位后进行采集。
在一优选实施例中，当主控模块时间段内获取的检测信号存在车门开启状态后，主控模块以最后一次车门开启状态的检测信号的时间作为起点，重新分配第二时间段，主控模块在第二时间段内连续获取检测组件710的检测信号，并判断第二时间段内检测信号的状态，若检测信号仍存在车门开启状态则重复本步骤，直至在第二时间段内检测信号都为车门关闭状态。应当理解，第一时间段与第二时间段仅为区别两次采集的时间间隔，并不做大小、先后的区分。例如，设置第一时间段为30秒，在第一时间段内可通过语音设备提示车内人员，是否需要下车，若在30秒过后，无车门开启，光电传感器的检测光束711无车门阻挡，此时换电平台400的抬升装置开始对车辆进行抬升，同时活动踏板720开始向车门运动；若在30秒过程中，车门开启，此时光电传感器的检测光束711被车门阻挡，活动踏板720保持不动，车内人员通过活动踏板720下车，待车门关闭后，第一时间段被置零，并配置第二时间段(如再次配置60秒的一个检测过程)，若在此过程中光电传感器的检测光束711无车门阻挡，则执行换电过程，换电平台400的抬升装置开始对车辆进行抬升，同时活动踏板720开始向车门运动。
在一实施例中，可通过在活动踏板720配置称重传感器或者摄像头，来判断下车后的人员需重新回到车内，一般地，在换电未完成时，活动踏板720阻挡车门使其无法开启；确保整个换电过程的完整性。
本发明还涉及一种具有安全防护的换电站，如图4-6所示，包括用于更换车载电池组件的换电站本体1000，换电站本体1000包括码垛机200、电池仓300、换电平台400、防护踏板本体700、电池移载装置；其中，
码垛机200用于取放放置于电池仓300上的电池组件2；
电池仓300用于放置待更换的电池组件2或待充电的电池组件2；
电池移载装置用于承载经码垛机200拾取的待更换的电池组件2并运送至换电平台400或承载经换电平台400更换后的待充电的电池组件2；
换电平台400用于更换车辆的电池组件2；
防护踏板本体700置于换电平台400一侧的；防护踏板本体700覆盖于电池移载装置运动路径的上方；防护踏板本体700用于检测待换电的车辆1的车门开闭状态，车门保持关闭时，防护踏板本体700的活动踏板720向车辆1靠近。
如图1-图3所示，防护踏板本体700包括检测组件710、活动踏板720、立柱730、驱动组件740；其中，
检测组件710设置于换电平台400上，用于检测车门是否开启；在一优选实施中，如图1、图2所示，检测组件710为光电传感器，检测光束711用于判断是否被车门阻挡。
驱动组件740固定于立柱730上；驱动组件740固定连接活动踏板720；活动踏板720设置于车门一侧；驱动组件740包括但不限于电动推杆、气缸、液压油缸、直线电机；在一优选实施中，如图3所示，驱动组件740为电动推杆，电动推杆的可移动端通过连接块780与活动踏板720固定连接，将驱动力传递至活动踏板720，以使得活动踏板720在驱动力的驱使下沿靠近车门的方向上运动。
检测组件710检测到车门关闭状态时，发出用于控制驱动组件740的信号，以使得驱动组件740驱动活动踏板720向车辆1靠近。
在一优选实施中，活动踏板720低于车门下边缘；换电时，驱动组件740驱动活动踏板720向车门运动，以使得活动踏板720靠近车门。在本实施例中，检测组件710在车辆被抬升过程中，实时检测车门是否开启，并采用驱动组件740驱动活动踏板720靠近车门的方式，禁止人员开车门；活动踏板720靠近车门的部分设置有弹性部，用以防止车门划伤或变形。
在另一优选实施中，如图2、图3所示，防护踏板本体700还包括横向支架770；横向支架770与水平面呈一夹角，以使得活动踏板720朝向车身的方向向上倾斜；横向支架770连接若干立柱730；驱动组件740安装于横向支架770一侧；检测组件710检测前，活动踏板720边缘低于车门下边缘。在本实施例中，活动踏板720的初始位置的水平高度低于车门下边缘，此时车内人员可开车门，当人们开车门后，检测组件710的检测光束711因被车门阻挡而无法接收到光信号，换电***判定此时车门打开，人员通过活动踏板720进行上下车，从而确保安全；应当理解，换电***为控制整个换电站1000工作流程的***，驱动组件740与检测组件710分别与换电***进行通讯，实现自动控制；还应当理解，当车内人员下车过程中，活动踏板720保持不动，人员下车后待车门关闭，检测光束711恢复连通后，此时车辆继续被抬升，活动踏板720继续向车门运动进行抵触，直至换电完成，活动踏板720撤回初始位置，人员开启车门通过活动踏板720进入车门。
在一优选实施中，如图1、图4所示，光电传感器设置在车轮两侧。光电传感器位于车轮离地三分之一至二分之一处，便于更好的捕捉车门开启的状态。
在一优选实施中，如图3所示，防护踏板本体700还包括滑块760、滑轨750；通过滑块760与滑轨750配合，将横向支架770与活动踏板720活动连接。在本实施例中，如图3所示，滑轨750固定安装于活动踏板720底部；滑块760固定安装于横向支架770上表面。应当理解，滑轨750也可安装于横向支架770，此时，滑块760固定安装于活动踏板720底部。
在一优选实施中，如图5、图6所示，电池移载装置为电池输送线900；横向支架770分别设置于活动踏板720两侧边，以使得活动踏板720底部与两侧的立柱730形成一容纳空间；电池输送线900穿过于容纳空间，用于将电池组件2从码垛机200处运送至换电平台400。如图6所示，电池输送线900包括动力机构910、传动轮920、传动轴930、传送链组件940；动力机构910输出轮连接传动轮920；传动轮920套设于传动轴930外壁，传动轴930两端固定连接传送链组件940；两传送链组件940在动力机构910的驱使下，将电池组件2通过容纳空间运送至换电平台400。在本实施例中，容纳空间可供电池运输装置运载电池进出换电平台400，实现车辆1在抬升高度有限的情况下实现换电，充分节约空间，降低能耗的同时节约换电时间，提供给用户更好的换电体验。在本实施例中，如图6所示，动力机构910为伺服电机组件，伺服电机组件的输出轮与传动轮920通过带传动连接，传动轮920驱动传动轴930，以使得传动轴930两端的传动链同步旋转，将电池从容纳空间穿过进入到换电平台400内。
本发明结构巧妙，设计合理，采用自动化检测的方式检测车门状态，解决换电过程中车内人员出入问题，确保换电过程人员安全，满足新能源车快速换电的要求，便于推广应用。
以上，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。
Claims (10)
1.换电站安全防护控制方法，其特征在于,包括以下步骤：
车辆到位检测、获取换电平台上车辆位置信息，主控模块判断车辆是否停靠到位，若车辆停靠到位，则主控模块在第一时间段内连续获取检测组件(710)的检测信号；
信号采集、检测组件(710)采集车门开闭状态并转化为检测信号；
防护控制、若主控模块所述第一时间段内获取的所述检测信号存在车门开启状态时，则主控模块控制用于驱动活动踏板(720)的驱动组件(740)不动作；若主控模块所述第一时间段内获取的所述检测信号都为车门关闭状态时，则主控模块控制用于驱动活动踏板(720)的驱动组件(740)动作，以使得活动踏板(720)朝向车门运动。
2.如权利要求1所述的换电站安全防护控制方法，其特征在于：当主控模块所述时间段内获取的所述检测信号存在车门开启状态后，主控模块以最后一次车门开启状态的所述检测信号的时间作为起点，重新分配第二时间段，主控模块在所述第二时间段内连续获取检测组件(710)的检测信号，并判断所述第二时间段内所述检测信号的状态，若所述检测信号仍存在车门开启状态则重复本步骤，直至在所述第二时间段内所述检测信号都为车门关闭状态。
3.一种具有安全防护的换电站，包括用于更换车载电池组件的换电站本体(1000)，其特征在于：所述换电站本体(1000)包括码垛机(200)、电池仓(300)、换电平台(400)、防护踏板本体(700)、电池移载装置；其中，
所述码垛机(200)用于取放放置于所述电池仓(300)上的电池组件(2)；
所述电池仓(300)用于放置待更换的电池组件(2)或待充电的电池组件(2)；
所述电池移载装置用于承载经所述码垛机(200)拾取的待更换的电池组件(2)并运送至所述换电平台(400)或承载经所述换电平台(400)更换后的待充电的电池组件(2)；
所述换电平台(400)用于更换车辆的电池组件(2)；
所述防护踏板本体(700)置于所述换电平台(400)一侧的；所述防护踏板本体(700)覆盖于所述电池移载装置运动路径的上方；所述防护踏板本体(700)用于检测待换电的车辆(1)的车门开闭状态，车门保持关闭时，所述防护踏板本体(700)的活动踏板(720)向车辆(1)靠近。
4.如权利要求3所述的一种具有安全防护的换电站，其特征在于：所述防护踏板本体(700)还包括检测组件(710)、立柱(730)、驱动组件(740)；其中，
所述检测组件(710)设置于换电平台(400)上，用于检测车门是否开启；
所述驱动组件(740)固定于所述立柱(730)上；所述驱动组件(740)固定连接所述活动踏板(720)；所述活动踏板(720)设置于车门一侧；
所述检测组件(710)检测到车门关闭状态时，发出用于控制所述驱动组件(740)的信号，以使得所述驱动组件(740)驱动所述活动踏板(720)向车辆(1)靠近。
5.如权利要求4所述的一种具有安全防护的换电站，其特征在于：所述活动踏板(720)低于车门下边缘；换电时，所述驱动组件(740)驱动所述活动踏板(720)向车门运动，以使得所述活动踏板(720)靠近车门。
6.如权利要求5所述的一种具有安全防护的换电站，其特征在于：所述活动踏板(720)靠近车门的部分设置有弹性部，用以防止车门划伤或变形。
7.如权利要求4所述的一种具有安全防护的换电站，其特征在于：所述防护踏板本体(700)还包括横向支架(770)；所述横向支架(770)与水平面呈一夹角，以使得所述活动踏板(720)朝向车身的方向向上倾斜；所述横向支架(770)连接若干所述立柱(730)；所述驱动组件(740)安装于所述横向支架(770)一侧；所述检测组件(710)检测前，所述活动踏板(720)边缘低于车门下边缘。
8.如权利要求7所述的一种具有安全防护的换电站，其特征在于：所述防护踏板本体(700)还包括滑块(760)、滑轨(750)；通过所述滑块(760)与所述滑轨(750)配合，将所述横向支架(770)与所述活动踏板(720)活动连接。
9.如权利要求7所述的一种具有安全防护的换电站，其特征在于：所述电池移载装置为电池输送线(900)；横向支架(770)分别设置于所述活动踏板(720)两侧边，以使得所述活动踏板(720)底部与两侧的所述立柱(730)形成一容纳空间；所述电池输送线(900)穿过于容纳空间，用于将电池组件(2)从所述码垛机(200)处运送至所述换电平台(400)。
10.如权利要求9所述的一种具有安全防护的换电站，其特征在于：所述电池输送线(900)包括动力机构(910)、传动轮(920)、传动轴(930)、传送链组件(940)；所述动力机构(910)输出轮连接所述传动轮(920)；所述传动轮(920)套设于所述传动轴(930)外壁，所述传动轴(930)两端固定连接所述传送链组件(940)；两所述传送链组件(940)在所述动力机构(910)的驱使下，将电池组件(2)通过容纳空间运送至所述换电平台(400)。
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