用于电池换电的控制系统及方法
【技术领域】
[0001 ] 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系统及方法。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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】
[0005]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。
[0006]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系统，该系统能够快速、自动地实现电池换电，具有安全性和可靠性高的优点。
[0007]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。
[0008]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系统，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。
[0009]根据本发明实施例的用于电池换电的控制系统，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，该系统能够快速、自动地实现电池换电，具有安全性和可靠性高的优点。
[0010]另外，根据本发明上述实施例的用于电池换电的控制系统还可以具有如下附加的技术特征:
[0011]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。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]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。
[0016]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。
[0017]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。
[0018]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:
[0019]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。。
[0020]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。
[0021]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。
[0022]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】
[0023]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:
[0024]图1是根据本发明一个实施例的用于电池换电的控制系统的整体框图。
[0025]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；
[0026]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
[0027]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】
[0028]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。
[0029]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系统及方法。
[0030]图1是根据本发明一个实施例的用于电池换电的控制系统的整体框图。如图1所示，该控制系统包括: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。
[0031]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I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。
[0032]根据本发明实施例的用于电池换电的控制系统，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，该系统能够快速、自动地实现电池换电，具有安全性和可靠性高的优点。
[0033]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。
[0034]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。
[0035]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O)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I)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I)时，表明此时电池已经离开悬挂点，则控制快换设备I1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I)时，则不允许更换电池。