基于换电设备的换电控制方法、系统、介质及电子设备与流程

本发明涉及电动汽车的换电，具体涉及一种基于换电设备的换电控制方法、系统、介质及电子设备。

背景技术：

1、电动汽车以电代油，能够实现零排放与低噪声，是解决能源和环境问题的重要手段。随着石油资源的紧张和电池技术的发展，电动汽车在性能和经济性方面已经接近甚至优于传统燃油汽车，并开始在世界范围内逐渐推广应用。以电动汽车为代表的新一代节能与环保汽车是汽车工业发展的必然趋势。作为电动汽车大规模推广应用的重要前提和基础，电动汽车充换电技术的发展和电动汽车充换电设施建设引起了各方广泛关注。

2、通常利用换电设备(例如换电小车)来取放电动汽车中的电池包，在向电动汽车的电池箱中放入电池包的过程中，需要保证电池包的上到位(即被举升到电动车的底盘位置)和前到位(即被推移到可以锁止电池包的位置)。

3、现有技术中，一般需要在电动汽车侧和换电设备侧都设置次级模块，并且在电动汽车侧设置上到位检测传感器和前到位检测传感器，利用电动汽车侧设置上到位检测传感器和前到位检测传感器分别检测的信号来指引换电设备对电池包的举升和推动操作，以使得电池包能够被准确锁止或解锁。但是，电动汽车侧的上到位检测传感器和前到位检测传感器检测的信号通过次级模块与换电设备进行交互的过程中，信号容易因外部干扰而失去准确性，影响了换电效率，而且次级模块的成本较高，不利于换电流程的成本优化。

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换电设备与电动汽车之间在信号交互时需要次级模块，换电成本较高，且需要利用电动汽车侧的上到位检测传感器和前到位检测传感器检测的信号指引换电设备对电池包位置进行调整，准确性较差、换电效率低的缺陷，提供一种基于换电设备的换电控制方法、系统、介质及电子设备。

2、本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

3、一种基于换电设备的换电控制方法，所述换电设备用于对电动汽车上的电池包进行更换，所述电动汽车上设有锁止机构，所述锁止机构用于锁止固定所述电池包，所述锁止机构包括固定部和活动部，所述固定部内具有供电池包锁轴移动到锁止位置的锁槽，所述活动部相对所述固定部在锁止状态和解锁状态之间切换，以关闭或打开所述锁轴进出所述锁槽的开口，所述换电控制方法包括：

4、控制所述换电设备将所述电池包举升到电动汽车底部的第一预设高度；

5、控制所述换电设备将所述电池包的锁轴沿所述锁槽向所述锁止位置移动；

6、采集所述活动部相对所述固定部在所述电池包的锁轴沿所述锁槽移动过程中的第一实时图像；

7、根据所述第一实时图像与所述活动部位于所述锁止位置时的第一标准图像判断所述锁止机构是否锁止完成，并执行相应动作；

8、所述活动部包括锁舌；

9、所述采集所述活动部相对所述固定部在所述电池包的锁轴沿所述锁槽移动过程中的第一实时图像的步骤包括：采集在所述电池包的锁轴沿所述锁槽移动过程中的所述锁舌相对所述固定部的第一端部实时图像；

10、所述根据所述第一实时图像与所述活动部位于所述锁止位置时的第一标准图像判断所述锁止机构是否锁止完成，并执行相应动作的步骤包括：根据所述第一端部实时图像与所述锁舌位于所述锁止位置时的第一标准图像判断所述锁止机构是否锁止完成，根据判断结果调整所述电池包的移动距离。

11、该技术方案不需要依赖电动汽车侧和换电设备侧的次级模块，避免了次级模块与换电设备进行交互的过程中，信号容易因外部干扰而失去准确性，影响了换电效率的问题，还可以节约次级模块成本，优化了换电流程。此外，通过锁舌的实时状态来判断锁止机构是否锁止完成，判断结果直观、准确。

12、较佳地，所述根据所述第一实时图像与所述活动部位于所述锁止位置时的第一标准图像判断所述锁止机构是否锁止完成，并执行相应动作的步骤包括：

13、判断所述第一实时图像与所述活动部位于所述锁止位置时的第一标准图像是否在预设误差范围内；

14、若是，则停止所述换电设备向所述锁槽内的所述锁止位置移动所述电池包。

15、该技术方案通过第一实时图像与第一标准图像来判断锁止是否完成，判断标准直观明了，而且可以通过判断结果对锁止情况进行实时调整，提高了换电流程的准确性。

16、较佳地，所述控制所述换电设备将所述电池包举升到电动汽车底部的第一预设高度的步骤包括：

17、采集所述换电设备距离基准面的第一实时高度，所述基准面为所述换电设备的行驶平面或所述电动汽车的停靠平面；

18、判断所述第一实时高度是否落入第一预设高度范围内；

19、若否，则根据所述第一实时高度与所述第一预设高度的第一高度差值控制所述换电设备的举升高度，直至所述换电设备举升电池包到达所述电动汽车底部的所述第一预设高度。

20、该技术方案通过实时高度与预设高度的对比来共同完成电池包的举高，提高了举升电池包的准确性。

21、较佳地，所述控制所述换电设备将所述电池包举升到电动汽车底部的第一预设高度的步骤之后还包括：

22、触发第一换电信号，并等待第一预设时间后控制所述换电设备将所述电池包的锁轴沿所述锁槽向所述锁止位置移动。

23、该技术方案提高了换电过程的安全性。

24、较佳地，所述触发第一换电信号的步骤包括：

25、检测所述换电设备的导向叉与电池托架的距离是否小于预设阈值，若是，则生成第一换电信号，所述第一换电信号用于控制所述电动汽车的点火开关切换至关闭状态。

26、该技术方案提供了触发第一换电信号的具体优选方式，保证换电过程处于汽车熄火的状态下，提高了换电操作的安全性。

27、较佳地，所述控制所述换电设备将所述电池包举升到电动汽车底部的第一预设高度的步骤之前还包括：

28、触发第二换电信号，并等待第二预设时间。

29、该技术方案提高了换电过程的安全性。

30、较佳地，所述触发第二换电信号的步骤包括：

31、接收所述电动汽车发送的车辆状态信息，所述车辆状态信息包括车牌信息和钥匙信号，所述车牌信息与所述钥匙信号一一对应；

32、解析所述钥匙信号；

33、若所述钥匙信号表明所述电动汽车处于未熄火状态，则生成所述车牌信息对应的第二换电信号，所述第二换电信号用于控制所述车牌信息对应的所述电动汽车的点火开关切换至关闭状态。

34、该技术方案提供了触发第二换电信号的具体优选方式，保证换电过程处于汽车熄火的状态下，提高了换电操作的安全性。

35、较佳地，所述活动部包括锁止杆和锁舌，所述锁止杆带动锁舌转动以打开或关闭所述锁槽的开口；

36、所述采集所述活动部相对所述固定部在所述电池包的锁轴沿所述锁槽移动过程中的第一实时图像的步骤包括：采集在所述电池包的锁轴沿所述锁槽移动过程中的所述锁止杆突出所述固定部侧壁的第二端部实时图像；

37、所述根据所述第一实时图像与所述活动部位于所述锁止位置时的第一标准图像判断所述锁止机构是否锁止完成，并执行相应动作的步骤包括：根据所述第二端部实时图像与所述锁止杆在锁止状态时的第一标准图像判断所述锁止机构是否锁止完成，根据判断结果调整所述电池包的移动距离。

38、该技术方案具体通过锁舌和锁止杆共同配合来完成锁止，并可以根据锁止杆的实时状态来判断锁止机构是否锁止完成，进一步提高了锁止状态判断的准确性。

39、较佳地，所述根据所述第二端部实时图像与所述锁止杆在锁止状态时的第一标准图像判断所述锁止机构是否锁止完成，根据判断结果调整所述电池包的移动距离的步骤包括：

40、根据所述锁止杆突出所述固定部侧壁的第二端部实时图像获取所述锁止杆的端部距离预设基准线的距离差值，并根据所述距离差值平移所述电池包的锁轴。

41、该技术方案中，通过锁止杆的端部距离预设基准线的距离差值来平移电池包，依据标准简单，简化了计算难度。

42、较佳地，所述电池包的锁轴上设有第一待测单元，所述电动汽车的电池托架上设有第一落锁检测传感器；所述换电控制方法还包括：判断所述第一落锁检测传感器是否检测到所述第一待测单元，若是，则确定所述电池包的锁轴移动到所述锁止位置；

43、和/或，

44、所述活动部包括锁舌，所述锁舌上设有第二待测单元，所述电动汽车的电池托架上设有第二落锁检测传感器；所述换电控制方法还包括：判断所述第二落锁检测传感器是否检测到所述第二待测单元，若是，则确定所述电池包的锁轴移动到所述锁止位置；

45、和/或，

46、所述活动部包括锁止杆，所述锁止杆上设有第三待测单元，所述电动汽车的电池托架上设有第三落锁检测传感器；所述换电控制方法还包括：判断所述第三落锁检测传感器是否检测到所述第三待测单元，若是，则确定所述电池包的锁轴移动到所述锁止位置。

47、该技术方案通过多个落锁检测传感器对锁止结果进行进一步确认，保证了换电过程高效、准确的完成。

48、较佳地，所述第一预设高度包括第一举升高度和第二举升高度，所述换电设备在所述第一举升高度内的举升速度大于所述换电设备在所述第二举升高度内的举升速度；其中，在所述第一举升高度时，所述换电设备的导向叉刚进入电池托架内，在所述第二举升高度时，所述电池包的锁轴进入所述固定部，并且所述锁轴将所述活动部顶起，以打开所述锁轴进入锁槽的开口。

49、该技术方案通过为不同的预设高度设置不同的举升速度，在兼顾效率的同时，还可以保证电池包的锁轴不受损坏，提高了安全性。

50、较佳地，所述控制所述换电设备将所述电池包举升到电动汽车底部的第一预设高度之前还包括：

51、控制所述换电设备将所述电池包的锁轴移动到第一预设坐标，以使所述电池包的锁轴与所述锁止机构对位；

52、或者，

53、通过视觉传感器实时采集所述锁止机构的第一实时对位图像，并根据所述第一实时对位图像调整所述锁轴的位置，以使所述电池包的锁轴与所述锁止机构对位。

54、该技术方案在利用换电设备举升电池包之前先进行对位操作，提高了举升的准确性，并且可以避免因对位不准而造成的电池包碰撞或刮蹭的风险。

55、较佳地，所述换电控制方法还包括：

56、当所述电池包到达所述锁止位置后，控制所述换电设备下降。

57、该技术方案可以及时结束换电，方便电动汽车尽快启动开走，以方便为其他电动汽车继续换电。

58、较佳地，所述换电控制方法还包括：

59、当所述电池包到达所述锁止位置后，控制所述电池包的锁轴向所述锁槽开口方向回退预设距离，以使所述锁轴抵靠所述活动部。

60、该技术方案可以提高电池包锁止的牢固性，防止电池包在为电动汽车供电时发生滑移造成接触不良，提高了用户体验。

61、一种基于换电设备的换电控制方法，所述换电设备用于对电动汽车上的电池包进行更换，所述电动汽车上设有锁止机构，所述锁止机构用于锁止固定所述电池包，所述锁止机构包括固定部和活动部，所述固定部内具有供电池包锁轴移动到锁止位置的锁槽，所述活动部相对所述固定部在锁止状态和解锁状态之间切换，以关闭或打开所述锁轴进出所述锁槽的开口，所述换电控制方法包括：

62、控制所述换电设备举升到电动汽车底部的第二预设高度；

63、控制所述换电设备将所述电池包的锁轴沿所述锁槽向解锁预紧位置移动，使所述活动部相对所述固定部从锁止状态移动到解锁状态；

64、采集所述活动部相对所述固定部在所述活动部向解锁状态移动过程中的第二实时图像；

65、根据所述第二实时图像与所述活动部位于解锁状态时的第二标准图像判断所述锁止机构是否解锁完成，并执行相应动作；

66、所述活动部包括锁舌；

67、所述采集所述活动部相对所述固定部在所述活动部向解锁状态移动过程中的第二实时图像的步骤包括：采集所述锁舌相对所述固定部的第三端部实时图像；

68、所述根据所述第二实时图像与所述活动部位于解锁状态时的第二标准图像判断所述锁止机构是否解锁完成，并执行相应动作的步骤包括：根据所述第三端部实时图像与所述锁舌位于解锁预紧位置时的第二标准图像判断所述锁止机构是否解锁完成，根据判断结果调整所述电池包的移动距离。

69、该技术方案不需要依赖电动汽车侧和换电设备侧的次级模块，避免了次级模块与换电设备进行交互的过程中，信号容易因外部干扰而失去准确性，影响了换电效率的问题，还可以节约次级模块成本，优化了换电流程。此外，通过锁舌的实时状态来判断锁止机构是否解锁完成，判断结果直观、准确。

70、较佳地，所述根据所述第二实时图像与所述活动部位于解锁状态时的第二标准图像判断所述锁止机构是否解锁完成，并执行相应动作的步骤包括：

71、判断所述第二实时图像与所述活动部位于解锁状态时的第二标准图像是否在预设误差范围内；

72、若否，则控制所述换电设备将所述电池包的锁轴沿所述锁槽向解锁预紧位置移动。

73、该技术方案通过第二实时图像与第二标准图像来判断解锁是否完成，判断标准直观明了，而且可以通过判断结果对解锁情况进行实时调整，提高了换电流程的准确性。

74、较佳地，所述控制所述换电设备举升到电动汽车底部的第二预设高度的步骤包括：

75、采集所述换电设备距离基准面的第二实时高度，所述基准面为所述换电设备的行驶平面或所述电动汽车的停靠平面；

76、判断所述第二实时高度是否落入第二预设高度范围内；

77、若否，则根据所述第二实时高度与第二预设高度的第二高度差值控制所述换电设备的举升高度，直至所述换电设备到达所述电动汽车底部的第二预设高度。

78、该技术方案通过实时高度与预设高度的对比来共同完成换电设备的举高，提高了举升准确性。

79、较佳地，所述控制所述换电设备举升到电动汽车底部的第二预设高度的步骤之后还包括：

80、触发第三换电信号，并等待第三预设时间后控制所述换电设备将所述电池包的锁轴沿所述锁槽向解锁预紧位置移动。

81、该技术方案提高了换电过程的安全性。

82、较佳地，所述触发第三换电信号的步骤包括：

83、检测所述换电设备的导向叉与电池托架的距离是否小于预设阈值，若是，则生成第三换电信号，所述第三换电信号用于控制所述电动汽车的点火开关切换至关闭状态。

84、该技术方案提供了触发第三换电信号的具体优选方式，保证换电过程处于汽车熄火的状态下，提高了换电操作的安全性。

85、较佳地，所述控制所述换电设备举升到电动汽车底部的第二预设高度的步骤之前还包括：

86、触发第四换电信号，并等待第四预设时间。

87、该技术方案提高了换电过程的安全性。

88、较佳地，所述触发第四换电信号的步骤包括：

89、接收所述电动汽车发送的车辆状态信息，所述车辆状态信息包括车牌信息和钥匙信号，所述车牌信息与所述钥匙信号一一对应；

90、解析所述钥匙信号；

91、若所述钥匙信号表明所述电动汽车处于未熄火状态，则生成所述车牌信息对应的第四换电信号，所述第四换电信号用于控制所述车牌信息对应的所述电动汽车的点火开关切换至关闭状态。

92、该技术方案提供了触发第四换电信号的具体优选方式，保证换电过程处于汽车熄火的状态下，提高了换电操作的安全性。

93、较佳地，所述活动部包括锁止杆和锁舌，所述锁止杆带动锁舌转动以打开或关闭所述锁槽的开口；

94、所述采集所述活动部相对所述固定部在所述电池包的锁轴沿所述锁槽移动过程中的第二实时图像的步骤包括：采集在所述电池包的锁轴沿所述锁槽移动过程中的所述锁止杆突出所述固定部侧壁的第四端部实时图像；

95、所述根据所述第二实时图像与所述活动部位于解锁预紧位置时的第二标准图像判断所述锁止机构是否解锁完成，并执行相应动作的步骤包括：根据所述第四端部实时图像与所述锁止杆在解锁状态时的第二标准图像判断所述锁止机构是否解锁完成，根据判断结果调整所述电池包的移动距离。

96、该技术方案具体通过锁舌和锁止杆共同配合来完成解锁，并可以根据锁止杆的实时状态来判断锁止机构是否解锁完成，进一步提高了解锁状态判断的准确性。

97、较佳地，所述根据所述第四端部实时图像与所述锁止杆在完全解锁状态时的第二标准图像比对，根据判断结果调整所述电池包的移动距离的步骤包括：

98、根据所述锁止杆突出所述固定部侧壁的第四端部实时图像获取所述锁止杆的端部距离预设基准线的距离差值，并根据所述距离差值平移所述电池包的锁轴。

99、该技术方案中，通过锁止杆的端部距离预设基准线的距离差值来平移电池包，依据标准简单，简化了计算难度。

100、较佳地，所述电池包的锁轴上设有第四待测单元，所述电动汽车的电池托架上设有第一解锁检测传感器；所述换电控制方法还包括：判断所述第一解锁检测传感器是否检测到所述第四待测单元，若是，则确定所述电池包的锁轴移动到所述解锁预紧位置；

101、和/或，

102、所述活动部包括锁舌，所述锁舌上设有第五待测单元，所述电动汽车的电池托架上设有第二解锁检测传感器；所述换电控制方法还包括：判断所述第二解锁检测传感器是否检测到所述第五待测单元，若是，则确定所述电池包的锁轴移动到所述解锁预紧位置；

103、和/或，

104、所述活动部包括锁止杆，所述锁止杆上设有第六待测单元，所述电动汽车的电池托架上设有第三解锁检测传感器；所述换电控制方法还包括：判断所述第三解锁检测传感器是否检测到所述第六待测单元，若是，则确定所述电池包的锁轴移动到所述解锁预紧位置。

105、该技术方案通过多个解锁检测传感器对解锁结果进行进一步确认，保证了换电过程高效、准确的完成。

106、较佳地，所述第二预设高度包括第三举升高度和第四举升高度，所述换电设备在所述第三举升高度内的举升速度大于所述换电设备在所述第四举升高度内的举升速度；其中，在所述第三举升高度时，所述换电设备的导向叉刚进入电池托架内，在所述第四举升高度时，所述换电设备接触到待解锁的所述电池包。

107、该技术方案通过为不同的预设高度设置不同的举升速度，在兼顾效率的同时，还可以保证换电设备的导向叉不受损坏，提高了安全性。

108、较佳地，所述控制所述换电设备举升到电动汽车底部的第二预设高度之前还包括：

109、控制所述换电设备移动到第二预设坐标，以使所述换电设备与待解锁的所述电池包对位；

110、或者，

111、通过视觉传感器实时采集所述换电设备的第二实时对位图像，并根据所述第二实时对位图像调整所述换电设备的位置，以使所述换电设备与待解锁的所述电池包对位。

112、该技术方案在举升换电设备之前先进行对位操作，提高了举升的准确性，并且可以避免因对位不准而造成的换电设备碰撞或刮蹭的风险。

113、较佳地，所述换电控制方法还包括：

114、当所述电池包完成解锁后，控制所述换电设备夹持并取出所述电池包。

115、该技术方案可以保证换电设备能够高效准确的获取电池包。

116、较佳地，所述换电控制方法还包括：

117、当所述电池包被取出后，控制所述换电设备下降。

118、该技术方案可以及时将电池包取下，以方便电池包尽快进入后续充电流程。

119、一种基于换电设备的换电控制系统，所述换电设备用于对电动汽车上的电池包进行更换，所述电动汽车上设有锁止机构，所述锁止机构用于锁止固定所述电池包，所述锁止机构包括固定部和活动部，所述固定部内具有供电池包锁轴移动到锁止位置的锁槽，所述活动部相对所述固定部在锁止状态和解锁状态之间切换，以关闭或打开所述锁轴进出所述锁槽的开口，所述换电控制系统包括：

120、第一举升控制模块，用于控制所述换电设备将所述电池包举升到电动汽车底部的第一预设高度；

121、第一平移控制模块，用于控制所述换电设备将所述电池包的锁轴沿所述锁槽向所述锁止位置移动；

122、第一图像采集模块，用于采集所述活动部相对所述固定部在所述电池包的锁轴沿所述锁槽移动过程中的第一实时图像；

123、锁止调节模块，用于根据所述第一实时图像与所述活动部位于所述锁止位置时的第一标准图像判断所述锁止机构是否锁止完成，并执行相应动作；

124、所述活动部包括锁舌；

125、所述第一图像采集模块用于采集在所述电池包的锁轴沿所述锁槽移动过程中的所述锁舌相对所述固定部的第一端部实时图像；

126、所述锁止调节模块用于根据所述第一端部实时图像与所述锁舌位于所述锁止位置时的第一标准图像判断所述锁止机构是否锁止完成，根据判断结果调整所述电池包的移动距离。

127、该技术方案不需要依赖电动汽车侧和换电设备侧的次级模块，避免了次级模块与换电设备进行交互的过程中，信号容易因外部干扰而失去准确性，影响了换电效率的问题，还可以节约次级模块成本，优化了换电流程。此外，通过锁舌的实时状态来判断锁止机构是否锁止完成，判断结果直观、准确。

128、一种基于换电设备的换电控制系统，所述换电设备用于对电动汽车上的电池包进行更换，所述电动汽车上设有锁止机构，所述锁止机构用于锁止固定所述电池包，所述锁止机构包括固定部和活动部，所述固定部内具有供电池包锁轴移动到锁止位置的锁槽，所述活动部相对所述固定部在锁止状态和解锁状态之间切换，以关闭或打开所述锁轴进出所述锁槽的开口，所述换电控制系统包括：

129、第二举升控制模块，用于控制所述换电设备举升到电动汽车底部的第二预设高度；

130、第二平移控制模块，用于控制所述换电设备将所述电池包的锁轴沿所述锁槽向解锁预紧位置移动，使所述活动部相对所述固定部从锁止状态移动到解锁状态；

131、第二图像采集模块，用于采集所述活动部相对所述固定部在所述活动部向解锁状态移动过程中的第二实时图像；

132、解锁调节模块，用于根据所述第二实时图像与所述活动部位于解锁状态时的第二标准图像判断所述锁止机构是否解锁完成，并执行相应动作；

133、所述活动部包括锁舌；

134、所述第二图像采集模块用于采集所述锁舌相对所述固定部的第三端部实时图像；

135、所述解锁调节模块用于根据所述第三端部实时图像与所述锁舌位于解锁预紧位置时的第二标准图像判断所述锁止机构是否解锁完成，根据判断结果调整所述电池包的移动距离。

136、该技术方案不需要依赖电动汽车侧和换电设备侧的次级模块，避免了次级模块与换电设备进行交互的过程中，信号容易因外部干扰而失去准确性，影响了换电效率的问题，还可以节约次级模块成本，优化了换电流程。此外，通过锁舌的实时状态来判断锁止机构是否解锁完成，判断结果直观、准确。

137、一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行计算机程序时实现前述的基于换电设备的换电控制方法的步骤。

138、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前述的基于换电设备的换电控制方法的步骤。

139、本发明的积极进步效果在于：本发明提供的换电设备的换电控制方法以及系统，在控制电池包锁止或解锁的过程中，不需要依赖电动汽车侧和换电设备侧的次级模块，避免了次级模块与换电设备进行交互的过程中，信号容易因外部干扰而失去准确性，影响了换电效率的问题，还可以节约次级模块成本，优化了换电流程。