底盘式换电设备及其电池包锁止定位方法、系统、介质与流程

本发明涉及换电，特别涉及一种底盘式换电设备及其电池包锁止定位方法、系统、介质。

背景技术：

1、随着新能源车辆的发展与普及，电池包快换技术也随之发展迅速。目前，小型乘用车的快换技术发展最为成熟，乘用车的电池都固定在车辆的底盘上，因此，进行电池包更换时，也需要专用的换电设备移动至车辆底部，以进行电池拆卸或安装。而且，由于乘用车重量较小，电池包的体积也相对较小，电池更换的操作性非常便利。

2、然而，针对大型车辆而言，例如重卡等车型，车体以及载货重量很大，导致大型车辆对电池包的容量需求较高，必须足够大容量的电能才能够支持大型车辆行驶百来公里。因此，现有技术中，新能源系列的大型车辆都是通过顶吊的方式将较大的电池集装箱固定在车辆的大梁上，电池集装箱紧邻驾驶室设置，这导致在行使过程中以及顶吊换电过程中，给驾驶员和车辆本身带来较大的安全隐患；而且，若电池发生故障等，则会直接对驾驶员造成人身损害。另外，顶吊方式对换电站的场地要求很高，需要换电站具有足够大的面积执行吊装设备转运电池以及储存电池等，导致建站成本很高。

3、因此，针对大型车辆，急需一种更安全可靠、易于普及的换电模式。例如，采用乘用车的底盘式换电模式。而在底盘式换电模式中，需要在拆卸或安装电池包前，将换电设备(或称换电小车)控制移动至换电车辆下方的换电位置，然后执行换电设备上的换电平台的举升操作以及拆卸或安装电池包操作，以完成整个换电流程。然而，针对重型卡车等大型车辆，由于电池包体积庞大，不利于确认电池包是否锁止成功，需要一种方案来确保电池包安全可靠地锁止在车辆底部。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中存在的不利于确认电池包是否成功锁止在重型卡车等大型车辆上的缺陷，提供一种底盘式换电设备及其电池包锁止定位方法、系统、介质。

2、本发明是通过下述技术方案解决上述技术问题的：

3、本发明的第一方面提供一种底盘式换电设备的电池包锁止定位方法，应用于对换电车辆进行底部换电的换电设备中，所述换电设备包括换电平台；所述换电平台包括车身定位部和电池定位部，所述车身定位部用于定位所述换电车辆，以使所述电池定位部带动电池包移动实现对电池包的加解锁，所述电池包锁止定位方法包括以下步骤：

4、在所述换电平台由水平移动至使所述电池包加锁的锁止极限位置下降的过程中，获取定位触发信息；

5、基于所述定位触发信息将所述换电平台定位至锁止释放高度位置，以对所述电池包执行锁止释放操作。

6、本方案中，通过控制换电平台的电池定位部带动电池包移动，以实现对电池包的加解锁，其中，对电池包的加锁过程具体包括：控制换电平台带动电池包上升至换电高度、水平移动至电池包加锁的锁止极限位置、下降至锁止释放高度位置、沿解锁方向移动至锁止释放位置，从而实现电池包的有效锁止。本方案基于换电平台在下降过程中获取的定位触发信息对锁止释放高度位置进行定位，使得换电平台带动电池包可以准确到达锁止释放高度位置，从而可以有效提高电池包锁止的准确性和可靠性，进而提高换电设备的换电效率。

7、可选地，所述换电设备还包括驱动电机，所述驱动电机用于驱动所述换电平台进行升降；

8、所述在所述换电平台由水平移动至使所述电池包加锁的锁止极限位置下降的过程中，获取定位触发信息的步骤包括：

9、在所述换电平台下降过程中，实时获取所述驱动电机的反馈信息；

10、在所述反馈信息满足预设条件时，生成所述定位触发信息。

11、本方案中，直接通过驱动电机在驱动换电平台下降的过程中产生的反馈信息获取定位触发信息，以对锁止释放高度位置进行定位，无需额外设置获取定位触发信息的机构，不仅可以保证锁止释放高度位置的定位准确性，还可以节约成本。

12、可选地，所述换电设备还包括设置在所述换电平台上的测距传感器；

13、所述在所述换电平台由水平移动至使所述电池包加锁的锁止极限位置下降的过程中，获取定位触发信息的步骤包括：

14、在所述换电平台下降过程中，通过所述测距传感器实时获取所述换电平台与所述换电车辆之间的距离信息；

15、在所述距离信息满足预设条件时，生成所述定位触发信息。

16、本方案中，通过设置在换电平台上的测距传感器实时获取换电平台与换电车辆底部之间的距离信息，并基于距离信息获取定位触发信息，能够实现锁止释放高度位置的准确定位，从而提高电池包锁止的准确性和可靠性。

17、可选地，所述换电设备还包括设置在所述换电平台上的图像采集装置，

18、所述在所述换电平台由水平移动至使所述电池包加锁的锁止极限位置下降的过程中，获取定位触发信息的步骤包括：

19、在所述换电平台下降过程中，通过所述图像采集装置实时获取所述换电车辆底部的第一图像；

20、在所述第一图像满足预设条件时，生成所述定位触发信息。

21、本方案中，通过设置在换电平台上的图像采集装置获取换电车辆底部的第一图像，并对所述第一图像进行图像分析，根据图像分析的结果生成用于定位锁止释放高度位置的定位触发信息，以实现锁止释放高度位置的定位，从而提高电池包锁止的准确性和可靠性。

22、可选地，在所述通过所述图像采集装置实时获取所述换电车辆底部的第一图像的步骤之后还包括：

23、基于所述第一图像得到所述换电平台与所述换电车辆之间的距离信息；

24、在所述距离信息满足预设条件时，生成所述定位触发信息。

25、本方案中，通过分析换电车辆底部的第一图像确定换电平台与换电车辆之间的距离信息，并基于距离信息获取定位触发信息，能够实现锁止释放高度位置的准确定位，从而提高电池包锁止的准确性和可靠性。

26、可选地，所述电池定位部包括可移动设置在所述换电设备的基座上的移动板以及设置在所述移动板上的定位件，所述电池包底部设置有与所述定位件相配合的定位孔，

27、所述在所述换电平台由水平移动至使所述电池包加锁的锁止极限位置下降的过程中，获取定位触发信息的步骤包括：

28、在所述换电平台下降过程中，实时获取所述定位件插入所述定位孔内的深度信息；

29、在所述深度信息满足预设条件时，生成所述定位触发信息。

30、本方案中，在换电平台带动电池包上升的过程中，换电设备上的定位件插入至电池包的定位孔内的深度不断增加，反之，在换电平台带动电池包下降的过程中，换电设备上的定位件插入电池包的定位孔内的深度不断减小。通过定位件插入定位孔内的深度信息获取定位触发信息可以实现锁止释放高度位置的准确定位，从而提高电池包锁止的准确性和可靠性。

31、可选地，所述换电车辆底部安装有锁止机构，所述锁止机构包括具有锁槽、锁基座和与所述锁槽相配合的锁舌，所述电池包上设置有与所述锁槽相配合的锁轴，

32、所述在所述换电平台由水平移动至使所述电池包加锁的锁止极限位置下降的过程中，获取定位触发信息的步骤包括：

33、在所述换电平台下降过程中，获取所述锁舌的状态图像信息；

34、基于所述状态图像信息得到所述锁舌的状态信息；

35、在所述锁舌的状态信息表征为所述锁舌下落至锁止状态位时，生成所述定位触发信息。

36、本方案中，电池包通过锁轴与锁止机构的锁槽配合可拆卸连接于换电车辆的梁体上，在换电平台带动电池包上升的过程中会将锁止机构的锁舌顶开，由于锁舌被顶开，在带动电池包水平移动至锁止极限位置后，若直接控制换电平台水平移动至锁止释放位置，则无法确定锁舌是否将电池包的锁轴进行锁止，也即锁舌被顶开后无法将电池包成功锁止于锁止机构上。本方案中，通过控制换电平台下降以带动被顶开的锁舌进行下落，在锁舌下落至锁止状态位时，可以对电池包的锁轴成功进行锁止，进而实现电池包的锁止。因此，通过锁舌下落至锁止状态位获取定位触发信息，进而对锁止释放高度位置进行定位可以提高电池包锁止的准确性和可靠性。

37、可选地，在所述换电平台下降之前，还包括以下步骤：

38、获取所述电池定位部的第一位置信息；

39、在所述第一位置信息满足预设条件时，生成锁止触发信息，以通过所述电池定位部将所述电池包定位在锁止极限位置。

40、在对电池包进行加锁的过程中，需要先控制换电平台带动电池包移动至锁止极限位置，然后再控制换电平台带动电池包下降至锁止释放高度位置。本方案中，通过获取电池定位部的第一位置信息可以实现对锁止极限位置的定位，从而进一步提高了电池包锁止的准确性和可靠性，进一步提高了换电效率。

41、可选地，所述锁槽内设置有弹性件；

42、所述获取所述电池定位部的第一位置信息的步骤包括：

43、在所述电池定位部带动所述电池包移动过程中，获取所述锁轴对所述弹性件的压缩产生的形变信息；

44、基于所述形变信息生成所述第一位置信息。

45、本方案中，锁槽内弹性件的形变信息可以反映出电池包上锁轴在锁槽内的位置信息，通过弹性件产生的形变信息生成第一位置信息，进而基于第一位置信息生成用于对锁止极限位置进行定位的锁止触发信息，可以实现对锁止极限位置的定位，从而提高电池包锁止的准确性和可靠性。

46、可选地，所述基于所述定位触发信息将所述换电平台定位至锁止释放高度位置的步骤之后，还包括以下步骤：

47、在所述换电平台带动所述电池包沿解锁方向移动过程中，获取所述电池定位部的第二位置信息；

48、在所述第二位置信息满足预设条件时，生成释放触发信息，以通过所述电池定位部将所述电池包定位在锁止释放位置。

49、本方案中，在将换电平台定位至锁止释放高度位置之后，控制换电平台带动电池包沿解锁方向移动，通过电池定位部的第二位置信息将电池包定位在锁止释放位置，可以释放换电平台施加给电池包与换电车辆的锁止机构在水平方向上的作用力，以实现对电池包的锁止释放操作。本方案通过电池定位部的第二位置信息实现对锁止释放位置进行定位，可以提高电池包锁止的准确性和可靠性。

50、本发明的第二方面提供一种底盘式换电设备的电池包锁止定位系统，应用于对换电车辆进行底部换电的换电设备中，所述换电设备包括换电平台；所述换电平台包括车身定位部和电池定位部，所述车身定位部用于定位所述换电车辆，以使所述电池定位部带动电池包移动实现对电池包的加解锁，所述电池包锁止定位系统包括：

51、第一获取模块，用于在所述换电平台由水平移动至使所述电池包加锁的锁止极限位置下降的过程中，获取定位触发信息；

52、以及第一定位模块，用于基于所述定位触发信息将所述换电平台定位至锁止释放高度位置，以对所述电池包执行锁止释放操作。

53、可选地，所述换电设备还包括驱动电机，所述驱动电机用于驱动所述换电平台进行升降；

54、所述第一获取模块包括：

55、第一获取单元，用于在所述换电平台下降过程中，实时获取所述驱动电机的反馈信息；

56、以及第一生成单元，用于在所述反馈信息满足预设条件时，生成所述定位触发信息。

57、可选地，所述换电设备还包括设置在所述换电平台上的测距传感器；

58、所述第一获取模块包括：

59、第二获取单元，用于在所述换电平台下降过程中，通过所述测距传感器实时获取所述换电平台与所述换电车辆之间的距离信息；

60、以及第二生成单元，用于在所述距离信息满足预设条件时，生成所述定位触发信息。

61、可选地，所述换电设备还包括设置在所述换电平台上的图像采集装置；

62、所述第一获取模块包括：

63、第三获取单元，用于在所述换电平台下降过程中，通过所述图像采集装置实时获取所述换电车辆底部的第一图像；

64、以及第三生成单元，用于在所述第一图像满足预设条件时，生成所述定位触发信息。

65、可选地，所述第三生成单元还用于基于所述第一图像得到所述换电平台与所述换电车辆之间的距离信息，并在所述距离信息满足预设条件时，生成所述定位触发信息。

66、可选地，所述电池定位部包括可移动设置在所述换电设备的基座上的移动板以及设置在所述移动板上的定位件，所述电池包底部设置有与所述定位件相配合的定位孔；

67、所述第一获取模块包括：

68、第四获取单元，用于在所述换电平台下降过程中，实时获取所述定位件插入所述定位孔内的深度信息；

69、以及第四生成单元，用于在所述深度信息满足预设条件时，生成所述定位触发信息。

70、可选地，所述换电车辆底部安装有锁止机构，所述锁止机构包括具有锁槽、锁基座和与所述锁槽相配合的锁舌，所述电池包上设置有与所述锁槽相配合的锁轴；

71、所述第一获取模块包括：

72、第五获取单元，用于在所述换电平台下降过程中，获取所述锁舌的状态图像信息，并基于所述状态图像信息得到所述锁舌的状态信息；

73、第五生成单元，用于在所述锁舌的状态信息表征为所述锁舌下落至锁止状态位时，生成所述定位触发信息。

74、可选地，所述电池包锁止定位系统还包括：

75、第二获取模块，用于获取所述电池定位部的第一位置信息；

76、第二定位模块，用于在所述第一位置信息满足预设条件时，生成锁止触发信息，以通过所述电池定位部将所述电池包定位在锁止极限位置。

77、可选地，所述锁槽内设置有弹性件；

78、所述第二获取模块包括：

79、第六获取单元，用于在所述电池定位部带动所述电池包移动过程中，获取所述锁轴对所述弹性件的压缩产生的形变信息；

80、以及第六生成单元，用于基于所述形变信息生成所述第一位置信息。

81、可选地，所述电池包锁止定位系统还包括：

82、第三获取模块，用于在所述换电平台带动所述电池包沿解锁方向移动过程中，获取所述电池定位部的第二位置信息；

83、以及第三定位模块，用于在所述第二位置信息满足预设条件时，生成释放触发信息，以通过所述电池定位部将所述电池包定位在锁止释放位置。

84、本发明的第三方面提供一种底盘式换电设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面所述的电池包锁止定位方法。

85、本发明的第四方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的电池包锁止定位方法。

86、在符合本领域常识的基础上，上述各可选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实施例。

87、本发明的积极进步效果在于：基于换电平台在下降过程中获取的定位触发信息对锁止释放高度位置进行定位，使得换电平台带动电池包可以准确到达锁止释放高度位置，从而可以有效提高电池包锁止的准确性和可靠性，进而提高换电设备的换电效率。