一种换电方法及换电系统与流程

本发明涉及换电技术领域，特别是涉及一种换电方法及换电系统。

背景技术：

随着科技进步和社会发展，纯电动车辆等多种类型的新能源车辆日益获得广泛使用。由于受到当前电池能量密度的限制，电动汽车的续航里程通常为100km～200km，远小于传统燃油车辆的续航里程，因此，换电站应运而生。

换电站是为电动汽车的动力电池提供充电和动力电池快速更换的能源站，它主要是由电池仓、充电柜、控制柜、rgv(railguidedvehicle，在业内常被称为“换电小车”)、堆垛机和换电平台组成。其中，在更换电池过程中，堆垛机先获取满电电池，将满电电池放置在一个位置后，再获取亏电电池，从而延长换电时间。

技术实现要素：

本发明实施例提供的换电方法及换电系统，能够提高换电效率。

第一方面，本发明实施例提供一种换电方法，该换电方法包括：

当车辆驶入换电站时，控制模块控制第一提升机构获取满电电池并控制所述第一提升机构将满电电池移动至接驳机构的第一相邻位置处；

rgv机构解锁亏电电池并将所述亏电电池运输至所述接驳机构的第二相邻位置处，并向所述控制模块发送第一信号；

所述控制模块接收到所述第一信号时控制所述接驳机构从所述rgv机构中获取所述亏电电池；

所述控制模块控制所述接驳机构将所述亏电电池移动至第二提升机构的同时控制所述第一提升机构将所述满电电池移动至所述接驳机构；

所述控制模块控制所述接驳机构将所述满电电池放入所述rgv机构中；

所述rgv机构将所述满电电池装入所述车辆中，并对所述满电电池加锁。

可选的，所述第一提升机构包括第一升降板；

所述控制模块控制伺服驱动模块驱动所述第一提升机构中的所述第一升降板的升降；

当车辆驶入换电站时，控制模块控制第一提升机构获取满电电池并控制所述第一提升机构将满电电池移动至接驳机构的第一相邻位置处包括：

所述控制模块控制所述伺服驱动模块驱动所述第一提升机构中的所述第一升降板提升至与充电架中放置满电电池的承载组件的相邻位置处；

所述控制模块控制所述承载组件使所述满电电池移动到所述第一升降板上；

所述控制模块控制所述伺服驱动模块驱动所述第一升降板下降，使所述第一升降板中的所述满电电池位于所述接驳机构的第一相邻位置处。

可选的，所述控制模块控制所述接驳机构将所述亏电电池移动至第二提升机构的同时控制所述第一提升机构将所述满电电池移动至所述接驳机构包括：

第一激光测距模块检测所述满电电池的当前位置，第二激光测距模块检测所述亏电电池的当前位置；

所述控制模块从所述第一激光测距模块获取所述满电电池的当前位置以及从所述第二激光测距模块获取所述亏电电池的当前位置，并根据所述满电电池的当前位置确定所述满电电池移动的第一距离以及根据所述亏电电池的当前位置确定所述亏电电池移动的第二距离，并比较所述第一距离与所述第二距离的大小；

若所述第一距离大于所述第二距离，所述控制模块控制所述接驳机构加速所述亏电电池的移动，直到所述第一距离与所述第二距离相等；

若所述第一距离小于所述第二距离，所述控制模块控制所述第一提升机构加速所述满电电池的移动，直到所述第一距离与所述第二距离相等。

可选的，所述第一提升机构包括第一传输组件，所述接驳机构包括第三传输组件；

所述控制模块控制所述接驳机构将所述亏电电池移动至第二提升机构的同时控制所述第一提升机构将所述满电电池移动至所述接驳机构具体包括：

若所述第一距离大于所述第二距离，所述控制模块向速度同步控制模块发送第一控制信号，所述速度同步控制模块接收到所述第一控制信号后提升所述接驳机构中的所述第三传输组件的转速从而加速所述亏电电池的移动，直到所述第一距离与所述第二距离相等；

若所述第一距离小于所述第二距离，所述控制模块向所述速度同步控制模块发送第二控制信号，所述速度同步控制模块接收到所述第二控制信号后提升所述第一提升机构中的所述第一传输组件的转速从而加速所述满电电池的移动，直到所述第一距离与所述第二距离相等。

可选的，所述控制模块控制所述接驳机构将所述亏电电池移动至第二提升机构的同时控制所述第一提升机构将所述满电电池移动至所述接驳机构之后还包括：

所述控制模块控制所述第二提升机构将所述亏电电池移动至充电架内。

可选的，所述第二提升机构包括第二升降板和第二传输组件；

所述控制模块控制所述第二提升机构将所述亏电电池移动至充电架内具体包括：

所述控制模块控制伺服驱动模块驱动所述第二提升机构中的第二升降板提升，使所述第二升降板提升至所述充电架中的承载组件的相邻位置处，所述控制模块控制所述第二传输组件转动，使所述亏电电池移动至充电架内。

可选的，所述rgv机构将所述满电电池装入所述车辆中，并对所述满电电池加锁之后还包括：

所述控制模块控制所述第二提升机构移动至所述接驳机构的第三相邻位置处以及控制所述第一提升机构移动至与充电架中的满电电池的相邻位置。

第二方面，本发明实施例还提供一种换电系统，该换电系统包括控制模块、第一提升机构、第二提升机构、rgv机构和接驳机构；

所述控制模块用于当车辆驶入换电站时，控制所述第一提升机构获取满电电池并控制所述第一提升机构将满电电池移动至所述接驳机构的第一相邻位置处；

所述rgv机构用于解锁亏电电池并将所述亏电电池运输至所述接驳机构的第二相邻位置处，并向所述控制模块发送第一信号；

所述控制模块用于接收到所述第一信号时控制所述接驳机构从所述rgv机构中获取所述亏电电池；

所述控制模块用于控制所述接驳机构将所述亏电电池移动至所述第二提升机构的同时控制所述第一提升机构将所述满电电池移动至所述接驳机构；

所述控制模块用于控制所述接驳机构将所述满电电池放入所述rgv机构中；

所述rgv机构用于将所述满电电池装入所述车辆中，并对所述满电电池加锁。

可选的，该换电系统还包括第一激光测距模块和第二激光测距模块；

所述第一激光测距模块用于检测所述满电电池的当前位置；

所述第二激光测距模块用于检测所述亏电电池的当前位置；

所述控制模块具体用于从所述第一激光测距模块获取所述满电电池的当前位置以及从所述第二激光测距模块获取所述亏电电池的当前位置，并根据所述满电电池的当前位置确定所述满电电池移动的第一距离以及根据所述亏电电池的当前位置确定所述亏电电池移动的第二距离，并比较所述第一距离与所述第二距离的大小；若所述第一距离大于所述第二距离，所述控制模块控制所述接驳机构加速所述亏电电池的移动，直到所述第一距离与所述第二距离相等；

若所述第一距离小于所述第二距离，所述控制模块控制所述第一提升机构加速所述满电电池的移动，直到所述第一距离与所述第二距离相等。

可选的，所述第一提升机构的承载面的面积、所述第二提升机构的承载面的面积以及所述接驳机构的承载面的面积相等；

所述第一提升机构的承载面的面积包括亏电电池或满电电池的最大表面面积的1～1.8倍。

本发明实施例提供一种换电方法，通过控制模块控制第一提升机构获取满电电池并将满电电池移动至接驳机构的第一相邻位置处，通过rgv机构将亏电电池移动至接驳机构的第二相邻位置处，接驳机构从rgv机构中获取亏电电池，控制模块控制接驳机构将亏电电池移动到第二提升机构中的同时控制第一提升机构将满电电池移向接驳机构，实现亏电电池与满电电池的同步移动，从而节省换电时间，然后接驳机构将满电电池移动至rgv机构中，rgv机构将满电电池装入车辆并对满电电池进行加锁完成换电。本发明实施例提供的换电方法，能够提高换电效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种换电方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种电池仓的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种换电系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明实施例作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明实施例，而非对本发明实施例的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明实施例相关的部分而非全部结构。

图1为本发明实施例提供的一种换电方法的流程示意图，参考图1，该换电方法包括如下步骤：

s110、当车辆驶入换电站时，控制模块控制第一提升机构获取满电电池并控制第一提升机构将满电电池移动至接驳机构的第一相邻位置处。

具体的，图2为本发明实施例提供的一种电池仓的结构示意图，参考图2，电池仓200内包括多个充电架210，沿每一充电架210的高度方向间隔设置有多个承载组件220，承载组件220能够承载满电电池或亏电电池，承载组件220还包括为亏电电池充电的装置，第一提升机构230可以位于相邻两个充电架210之间。

当车辆驶入换电站时，换电站中的检测车辆模块能够检测到车辆驶入换电站，并向控制模块发送车辆驶入信号，控制模块接收到车辆驶入信号后，控制伺服驱动模块驱动第一提升机构中的第一升降板的升降，从而使第一升降板与充电架中放置满电电池的承载组件相邻，控制模块通过控制承载组件使满电电池移动到第一升降板上，接着伺服驱动模块驱动第一升降板下降直到满电电池位于接驳机构的第一相邻位置处。

s120、rgv机构解锁亏电电池并将亏电电池运输至接驳机构的第二相邻位置处，并向控制模块发送第一信号。

具体的，当车辆到达换电平台时，rgv机构解锁并卸载亏电电池，随后将亏电电池运输至接驳机构的第二相邻位置处。当rgv机构将亏电电池运输到接驳机构的第二相邻位置处时，rgv机构向控制模块发送第一信号。rgv机构可以在车辆与接驳机构之间移动，从而将亏电电池移动到接驳机构的第二相邻位置处，或将满电电池从接驳机构移动到换电平台。

s130、控制模块接收到第一信号时控制接驳机构从rgv机构中获取亏电电池。

具体的，当亏电电池位于接驳机构的第二相邻位置处时，接驳机构可以从rgv机构中获取亏电电池。

s140、控制模块控制接驳机构将亏电电池移动至第二提升机构的同时控制第一提升机构将满电电池移动至接驳机构。

具体的，继续参考图2，第二提升机构240包括第二升降板20。接驳机构250将亏电电池移向第二提升机构240的同时第一提升机构230也将满电电池移向接驳机构250，在这个过程中，控制模块控制接驳机构250移动亏电电池的距离以及控制第一提升机构230移动满电电池的距离，以实现亏电电池刚好完全离开接驳机构250时，满电电池刚好完全移动到接驳机构250内，从而节省换电的时间。

s150、控制模块控制接驳机构将满电电池放入rgv机构中。

具体的，当亏电电池从接驳机构完全离开且满电电池完全达到接驳机构时，控制模块向接驳机构发送第二信号，接驳机构接收到第二信号后，将满电电池放入到rgv机构中。

s160、rgv机构将满电电池装入车辆中，并对满电电池加锁。

具体的，rgv机构获取到满电电池后，将满电电池运输到车辆内，并对满电电池进行加锁。

需要说明的是，本实施例以第一提升机构获取满电电池，第二提升机构获取亏电电池为例进行说明，当与第一提升机构相邻的两个充电架中不包括满电电池，而与第二提升机构相邻的充电架中包括满电电池时，将是第二提升机构获取满电电池并将满电电池移动到接驳机构中，接驳机构将亏电电池移动至第一提升机构。其中，控制模块能够获取每个充电架中满电电池的情况，并根据满电电池的情况控制第一提升机构中第一升降板的升降或第二提升机构中第二升降板的升降。第一提升机构与第二提升机构的结构与作用均相同，只是放置的位置不同。

本发明实施例提供一种换电方法，通过控制模块控制第一提升机构获取满电电池并将满电电池移动至接驳机构的第一相邻位置处，通过rgv机构将亏电电池移动至接驳机构的第二相邻位置处，接驳机构从rgv机构中获取亏电电池，控制模块控制接驳机构将亏电电池移动到第二提升机构中的同时控制第一提升机构将满电电池移向接驳机构，实现亏电电池与满电电池的同步移动，从而节省换电时间，然后接驳机构将满电电池移动至rgv机构中，rgv机构将满电电池装入车辆并对满电电池进行加锁完成换电。本发明实施例提供的换电方法，能够节省人力并提高换电效率。

可选的，继续参考图2，第一提升机构230包括第一升降板10；控制模块控制伺服驱动模块驱动第一提升机构230中的第一升降板10的升降。当车辆驶入换电站时，控制模块控制第一提升机构230获取满电电池并控制第一提升机构230将满电电池移动至接驳机构250的第一相邻位置处包括：控制模块控制伺服驱动模块驱动第一提升机构230中的第一升降板10提升至与充电架210中放置满电电池的承载组件220的相邻位置处；控制模块控制承载组件220使满电电池移动到第一升降板10上，第一提升机构230获取满电电池；伺服驱动模块驱动第一升降板10下降，使第一升降板10中的满电电池位于接驳机构250的第一相邻位置处。

具体的，伺服驱动模块驱动第一升降板10在充电架210的高度方向上运动，承载组件220中包括可以使满电电池在水平方向上移动的部件，当伺服驱动模块将第一升降板10提升至放置满电电池的承载组件220的相邻位置处时，控制模块将控制承载组件220，从而使满电电池移动到第一升降板10上，接着伺服驱动模块驱动第一升降板10下降，直到满电电池位于接驳机构250的第一相邻位置处。

可选的，控制模块控制接驳机构将亏电电池移动至第二提升机构的同时控制第一提升机构将满电电池移动至接驳机构包括：第一激光测距模块检测满电电池的当前位置，第二激光测距模块检测亏电电池的当前位置；控制模块从第一激光测距模块获取满电电池的当前位置以及从第二激光测距模块获取亏电电池的当前位置，并根据满电电池的当前位置确定满电电池移动的第一距离以及根据亏电电池的当前位置确定亏电电池移动的第二距离，并比较第一距离与第二距离的大小；若第一距离大于第二距离，控制模块控制接驳机构加速亏电电池的移动，直到第一距离与第二距离相等；若第一距离小于第二距离，控制模块控制第一提升机构加速满电电池的移动，直到第一距离与第二距离相等。

具体的，控制模块实时获取满电电池的当前位置和亏电电池的当前位置，并计算出第一距离和第二距离，当控制模块检测到第一距离与第二距离不相等时，控制接驳机构以加快亏电电池的移动速度或控制第一提升机构以加快满电电池的移动速度，在这个过程中，控制模块一旦检测到第一距离与第二距离相等，将控制第一提升机构移动满电电池的速度与接驳机构移动亏电电池的速度相同，从而实现亏电电池完全离开接驳机构时满电电池刚好达到接驳机构内，从而提高换电效率。

可选的，继续参考图2，第一提升机构230包括第一传输组件30，接驳机构250包括第三传输组件50；控制模块控制接驳机构250将亏电电池移动至第二提升机构240的同时控制第一提升机构230将满电电池移动至接驳机构250具体包括：

若第一距离大于第二距离，控制模块向速度同步控制模块发送第一控制信号，速度同步控制模块接收到第一控制信号后提升接驳机构250中的第三传输组件50的转速从而加速亏电电池的移动，直到第一距离与第二距离相等；若第一距离小于第二距离，控制模块向速度同步控制模块发送第二控制信号，速度同步控制模块接收到第二控制信号后提升第一提升机构250中的第一传输组件30的转速从而加速满电电池的移动，直到第一距离与第二距离相等。

具体的，速度同步控制模块用于控制第一传输组件30或第三传输组件50的转速。第一传输组件30的转速影响满电电池移动的距离，在相同时间内，第一传输组件30的转速越快，满电电池将能快速到达接驳机构250，同样的，第三传输组件50的转速影响亏电电池移动的距离。控制模块根据第一距离与第二距离的大小向速度同步控制模块发送第一控制信号或第二控制信号。示例性的，当控制模块判断出第一距离大于第二距离时，说明满电电池移动的比较快，这时控制模块向速度同步控制模块发送第一控制信号，当速度同步控制模块接收到第一控制信号后，控制第三传输组件50的转速提升，从而使接驳机构250中第三传输组件50转速提升进而加快亏电电池的移动，以实现亏电电池完全离开接驳机构250时满电电池刚好达到接驳机构250内，从而提高换电效率。

需要说明的是，第一提升机构230中的第一传输组件30只能使满电电池在水平方向上移动，第二提升机构240中的第二传输组件40只能使亏电电池在水平方向上移动，rgv机构只能使满电电池或亏电电池在垂直于水平方向的方向上移动，因此，需要接驳机构250作为一个中转站使亏电电池或满电电池由在垂直于水平方向的方向移动变为在水平方向上移动。接驳机构250从rgv机构上获取亏电电池后，接驳机构250可以使亏电电池在水平方向上移动，从而使亏电电池移动到第二提升机构240中的第二升降板20中。接驳机构250的第二相邻位置在垂直于水平方向的方向上，接驳机构250的第一相邻位置和第三相邻位置在水平方向上，且第一相邻位置与第三相邻位置相对设置。本发明任意实施例中的垂直于水平方向的方向不包括充电架210的高度方向。

可选的，控制模块控制接驳机构将亏电电池移动至第二提升机构的同时控制第一提升机构将满电电池移动至接驳机构之后还包括：控制模块控制第二提升机构将亏电电池移动至充电架内。

具体的，在rgv机构将满电电池传输至车辆的过程中，控制模块同时控制第二提升机构将亏电电池移动至充电架内。

可选的，继续参考图2，控制模块控制第二提升机构240将亏电电池移动至充电架210内具体包括：第二提升机构240包括第二升降板20和第二传输组件40；控制模块控制伺服驱动模块驱动第二提升机构240中的第二升降板20提升，使第二升降板20提升至充电架210中的承载组件220的相邻位置处，控制模块控制第二传输组件40的转动，使亏电电池移动至充电架210内。

具体的，控制模块控制伺服驱动模块，使伺服驱动模块驱动第二提升机构240中第二升降板20的升降。当亏电电池完全流入第二提升机构240中的第二升降板20后，伺服驱动模块驱动第二升降板20上升，使亏电电池移动到与充电架210中可充电的相邻位置，然后控制模块控制亏电电池流入充电架210中可充电的位置处并对亏电电池进行充电。需要说明的是，伺服驱动模块控制第一提升机构230中第一升降板10的上升或下降，或者控制第二提升机构240中第二升降板20的上升与下降，亏电电池在第二升降板20的水平方向上的移动不受伺服驱动模块的控制。

可选的，第一提升机构位于相邻两个充电架之间，第二提升机构位于相邻两个充电架之间；第一提升机构与第二提升机构之间包括一个充电架。

具体的，电池仓中包括多个充电架，第一提升机构和第二提升机构结构简单，且体积较小。将第一提升机构和第二提升机构分别位于相邻的充电架之间，可以使第一提升机构快速获取满电电池或使第二提升机构将亏电电池快速放置在充电架内。相比于传统的包括堆垛机的电池仓，本实施例设置的第一提升机构和第二提升机构可以减小电池仓占地空间，降低电池仓的制作成本。

可选的，接驳机构位于第一提升机构与第二提升机构之间。

具体的，接驳机构位于第一提升机构与第二提升机构之间，可以使满电电池快速从第一提升机构移动到接驳机构中，也可以使接驳机构中的亏电电池快速流入第二提升机构中，从而缩短了换电的时间，提高换电效率。

可选的，rgv机构将满电电池装入车辆中，并对满电电池加锁之后还包括：控制模块控制第二提升机构移动至接驳机构的第三相邻位置处以及控制第一提升机构移动至与充电架中的满电电池的相邻位置。

具体的，换电完成后，控制模块通过控制伺服驱动模块从而使伺服驱动模块控制第二提升机构移动至接驳机构的第三相邻位置处，并控制第一提升机构移动至与满电电池相邻的位置，以便下次进行换电时，第一提升机构可以直接获取满电电池，第二提升机构无需移动，从而避免接驳机构等待第二提升机构移动到接驳机构的第三相邻位置处，节省接驳机构将亏电电池移动到第二提升机构的时间。

图3为本发明实施例提供的一种换电系统的结构示意图，参考图3，该换电系统300包括控制模块310、第一提升机构230、第二提升机构240、rgv机构320和接驳机构250；控制模块310用于当车辆驶入换电站时，控制第一提升机构230获取满电电池并控制第一提升机构230将满电电池移动至接驳机构250的第一相邻位置处；rgv机构320用于解锁亏电电池并将亏电电池运输至接驳机构250的第二相邻位置处，并向控制模块发送第一信号；控制模块310用于接收到所述第一信号时控制接驳机构250从rgv机构320中获取亏电电池；控制模块310用于控制接驳机构250将亏电电池移动至第二提升机构240的同时控制第一提升机构230将满电电池移动至接驳机构250；控制模块310用于控制接驳机构250将满电电池放入rgv机构320中；rgv机构320用于将满电电池装入车辆中，并对满电电池加锁。

具体的，本实施例提供的换电系统还包括伺服驱动模块，伺服驱动模块受控制模块的控制，伺服驱动模块用于控制第一提升机构中第一升降板的升降或第二提升机构中第二升降板的升降。

可选的，该换电系统还包括第一激光测距模块和第二激光测距模块；第一激光测距模块用于检测满电电池的当前位置；第二激光测距模块用于检测亏电电池的当前位置；控制模块具体用于从第一激光测距模块获取满电电池的当前位置以及从第二激光测距模块获取亏电电池的当前位置，并根据满电电池的当前位置确定满电电池移动的第一距离以及根据亏电电池的当前位置确定亏电电池移动的第二距离，并比较第一距离与第二距离的大小；若第一距离大于第二距离，控制模块控制接驳机构加速亏电电池的移动，直到第一距离与第二距离相等；若第一距离小于第二距离，控制模块控制第一提升机构加速满电电池的移动，直到第一距离与第二距离相等。

可选的，第一提升机构的承载面的面积、第二提升机构的承载面的面积以及接驳机构的承载面的面积相等；

第一提升机构的承载面的面积包括亏电电池或满电电池的最大表面面积的1～1.8倍。

具体的，第一提升机构、第二提升机构以及接驳机构可以承载一块亏电电池或满电电池，从而减小第一提升机构、第二提升机构以及接驳机构所占的空间，在提高换电效率的前提下，减小了电池仓的占地面积，极大的节省了换电站的成本及用地面积，有助于换电模式大规模、可持续的发展，降低企业对于换电站的运营及投入成本。另外，承载面的面积略大于亏电电池或满电电池中的最大表面的面积，可以使亏电电池或满电电池稳定的放置在第一提升机构、第二提升机构或接驳机构中。需要说明的是，第一提升机构的承载面为第一升降板中与满电电池接触的面，第二提升机构的承载面为第二升降板中与亏电电池接触的面，接驳机构的承载面为接驳机构中与亏电电池或满电电池接触的面。

本实施例提供的换电系统与本发明任意实施例提供的换电方法属于相同的发明构思，具有相应的有益效果，未在本实施例详尽的技术细节，详尽本发明任意实施例提供的换电方法。

注意，上述仅为本发明实施例的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明实施例不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明实施例的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明实施例进行了较为详细的说明，但是本发明实施例不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明实施例构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明实施例的范围由所附的权利要求范围决定。