一种电动卡车智能换电控制方法及系统与流程

1.本发明涉及新能源汽车领域，具体涉及一种电动卡车智能换电控制方法及系统。


背景技术：

2.电动汽车换电是指将电动汽车上电量已经耗尽的动力电池从车上取出并更换成已经充满电且容量饱和的动力电池，使得换电后的车辆可以恢复续航里程继续运行。由于电动卡车满载时吨位大，需要的动力大，耗电量更多，因此匹配的动力电池容量也更大，更大容量的动力电池导致充电时间更长，影响客户体验和货物运行效率。电动车换电的方式能够很好解决充电时间问题，车辆到达换电站后，通过换电装置，在几分钟内便可以将已经充满电的动力电池换到亏电车上，使得车辆又可以恢复满电状态行驶。在换电前，一般需要驾驶员通过手机app(application，应用程序)扫码或刷卡，并手动输入车型信息等操作，用于换电站进行身份验证并筛选符合车型的动力电池从而完成换电操作。
3.对于当前的换电操作方案，需要驾驶员提前申请并注册换电站账号，当车辆到达换电站后，通过手机app扫码或刷卡，用于车辆身份验证，并手动输入车型信息，用于换电站筛选符合当前车辆车型的电池，当车辆身份通过验证后，换电站才执行换电操作。通过手机app扫码或刷卡，且通过手动输入车型信息的操作存在以下不足：1、车型参数以及动力电池参数较多，且参数在车辆铭牌或者电池铭牌上，工作人员需要逐一查找并记录，需要时间较长，导致效率较低，换电时间较长，影响换电体验；2、人工获取并手动输入参数容易出错，导致换电失败；3、换电过程需要专业的人工操作，人工成本较高。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种电动卡车智能换电控制方法及系统，避免参数信息出错的同时，也提升了整个换电速度，且换电过程无需人工成本。
5.为达到以上目的，本发明提供的一种电动卡车智能换电控制方法，具体包括以下步骤：
6.基于can总线通讯方式，待换电车辆获取自身的vin码信息和电池信息；
7.当待换电车辆驶入换电站后，待换电车辆与换电站间自动建立无线通讯连接；
8.基于建立的无线通讯连接，待换电车辆将自身的vin码信息和电池信息发送至换电站；
9.换电站接收vin码信息，并将接收的vin码信息与自身存储的vin码信息进行比对；
10.基于比对结果，当待换电车辆为目标换电车辆时，换电站基于接收的电池信息对待换电车辆进行换电操作。
11.在上述技术方案的基础上，
12.所述待换电车辆基于can总线通讯方式，从整车控制器中获取自身的vin码信息；
13.所述待换电车辆基于can总线通讯方式，从bms中获取自身的电池信息；
14.所述电池信息包括电池包容量信息、电池包额定电压、电池信号和电池锁止结构连接状态。
15.在上述技术方案的基础上，所述待换电车辆将自身的vin码信息和电池信息发送至换电站，具体包括：
16.当换电车辆与换电站间的无线通讯连接建立成功时，由待换电车辆将自身的vin码信息和电池信息发送至换电站；
17.当换电车辆与换电站间的无线通讯连接建立不成功时，通过扫码或刷卡验证方式，将待换电车辆的vin码信息和电池信息发送至换电站。
18.在上述技术方案的基础上，
19.所述换电站中存储有所有目标车辆的vin码信息和电池信息，且目标车辆的vin码信息和电池信息间对应；
20.所述目标车辆为可在换电站中进行换电操作的车辆。
21.在上述技术方案的基础上，对于换电站中vin码信息和电池信息的存储过程，具体步骤包括：
22.基于可输入设备将目标车辆的vin码信息和电池信息发送给换电站；
23.换电站接收目标车辆的vin码信息和电池信息并存储。
24.在上述技术方案的基础上，当换电站接收目标车辆的vin码信息和电池信息并存储之后，还包括：
25.换电站基于存储的目标车辆的vin码信息和电池信息，针对每一目标车辆，在电池库中筛选出与其匹配的电池，并记录。
26.在上述技术方案的基础上，所述换电站基于接收的电池信息对待换电车辆进行换电操作，具体步骤包括：
27.待换电车辆行驶至换电工位，换电站向换电机器人和待换电车辆发送换电指令；
28.待换电车辆接收换电指令并控制动力电池锁止机构解锁；
29.换电机器人接收换电指令并基于待换电车辆的电池信息，在电池库中找出匹配待换电车辆的电池；
30.换电机器人将匹配待换电车辆的电池运至待换电车辆附近，并对待换电车辆进行换电操作。
31.本发明提供的一种电动卡车智能换电控制系统，包括：
32.位于待换电车辆中的换电控制器，所述换电控制器用于获取待换电车辆的vin码信息和电池信息，以及与换电站的无线通讯单元间建立无线通讯连接，将待换电车辆的vin码信息和电池信息发送至换电站；
33.位于换电站的无线通讯单元，所述无线通讯单元用于接收换电控制器发送的vin码信息和电池信息，然后驱使换电站将无线通讯单元接收的vin码信息与换电站中存储的vin码信息进行比对，然后基于比对结果，当待换电车辆为目标换电车辆时，驱使换电机器人工作；
34.位于换电站的换电机器人，所述换电机器人用于在电池库中找出对应待换电车辆电池信息的电池，并对待换电车辆进行换电操作。
35.在上述技术方案的基础上，
36.所述换电控制器包括can总线单元、车辆无线通讯单元和解锁控制器；
37.所述can总线单元用于获取待换电车辆的vin码信息和电池信息；
38.所述车辆无线通讯单元用于与换电站的无线通讯单元间建立无线通讯连接，以将待换电车辆的vin码信息和电池信息发送至无线通讯单元；
39.所述解锁控制器用于当换电机器人对待换电车辆进行换电操作时，控制待换电车辆的动力电池锁止机构解锁。
40.在上述技术方案的基础上，
41.所述换电站中还包括信息存储设备；
42.所述信息存储设备用于对所有目标车辆的vin码信息和电池信息进行存储；
43.所述目标车辆为可在换电站中进行换电操作的车辆；
44.所述信息存储设备中存储的vin码信息和电池信息，通过可输入设备导入。
45.与现有技术相比，本发明的优点在于：当待换电车辆驶入换电站后，待换电车辆与换电站间建立无线通讯连接，然后基于建立的无线通讯连接，待换电车辆将自身的vin码信息和电池信息发送至换电站，换电站接收vin码信息，并将接收的vin码信息与自身存储的vin码信息进行比对，并当待换电车辆为目标换电车辆时，换电站基于接收的电池信息对待换电车辆进行换电操作，在车辆的整个换电过程中，在无需人工干预的情况下，待换电车辆通过无线传输方式，自动将vin码信息和电池信息发送给换电站从而实现换电，在避免参数信息出错的同时，也提升了整个换电速度，换电过程时间短、效率高，保证用户的换电体验，且换电过程无需人工成本。
附图说明
46.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
47.图1为本发明实施例中一种电动卡车智能换电控制方法的流程图；
48.图2为本发明实施例中一种电动卡车智能换电控制系统的结构示意图。
具体实施方式
49.本发明实施例提供一种电动卡车智能换电控制方法，当待换电车辆驶入换电站后，待换电车辆与换电站间建立无线通讯连接，然后基于建立的无线通讯连接，待换电车辆将自身的vin码信息和电池信息发送至换电站，换电站接收vin码信息，并将接收的vin码信息与自身存储的vin码信息进行比对，并当待换电车辆为目标换电车辆时，换电站基于接收的电池信息对待换电车辆进行换电操作，在车辆的整个换电过程中，在无需人工干预的情况下，待换电车辆通过无线传输方式，自动将vin码信息和电池信息发送给换电站从而实现换电，在避免参数信息出错的同时，也提升了整个换电速度，换电过程时间短、效率高，保证用户的换电体验，且换电过程无需人工成本。本发明实施例相应地还提供了一种电动卡车智能换电控制系统。
50.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例
中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
51.参见图1所示，本发明实施例提供的一种电动卡车智能换电控制方法，具体包括以下步骤：
52.s1：基于can(controller area network，控制器局域网络)总线通讯方式，待换电车辆获取自身的vin(vehicle identification number，车辆识别号码)码信息和电池信息；
53.本发明实施例中，待换电车辆基于can总线通讯方式，从整车控制器中获取自身的vin码信息；待换电车辆基于can总线通讯方式，从bms(battery management system，电池管理系统)中获取自身的电池信息；电池信息包括电池包容量信息、电池包额定电压、电池信号和电池锁止结构连接状态。
54.可以理解的是，通过can总线获取待换电车辆的vin码信息和电池信息。
55.s2：当待换电车辆驶入换电站后，待换电车辆与换电站间自动建立无线通讯连接；即当待换电车辆驶入换电站后，待换电车辆进行信号搜寻，当待换电车辆位于换电站的无线信号覆盖范围内时，待换电车辆与换电站间即可自动建立无线通讯连接。
56.s3：基于建立的无线通讯连接，待换电车辆将自身的vin码信息和电池信息发送至换电站；即当待换电车辆与换电站间的无线通讯连接建立成功后，待换电车辆通过建立的无线通讯连接，将vin码信息和电池信息发送给换电站。
57.s4：换电站接收vin码信息，并将接收的vin码信息与自身存储的vin码信息进行比对；
58.本发明实施例中，换电站中存储有所有目标车辆的vin码信息和电池信息，且目标车辆的vin码信息和电池信息间对应；目标车辆为可在换电站中进行换电操作的车辆。
59.通过预先采集的方式，若允许某个车辆可在换电站中进行换电，则将该车辆作为目标车辆，并采集该车辆的vin码信息和电池信息，并将采集的vin码信息和电池信息存储于换电站中；后续当换电站接收到待换电车辆的vin码信息时，依次将换电站中存储的vin码信息与接收到的vin码信息进行比对，若换电站中存在与接收到的vin码信息一致的vin码信息，则表明当前待换电车辆属于目标车辆，则允许对当前待换电车辆进行换电操作，若换电站中不存在与接收到的vin码信息一致的vin码信息，则表明当前待换电车辆不属于目标车辆，则结束换电操作。
60.s5：基于比对结果，当待换电车辆为目标换电车辆时，换电站基于接收的电池信息对待换电车辆进行换电操作。当待换电车辆不为目标换电车辆时，则结束换电操作。
61.本发明实施例中，待换电车辆将自身的vin码信息和电池信息发送至换电站，具体包括：
62.当换电车辆与换电站间的无线通讯连接建立成功时，由待换电车辆将自身的vin码信息和电池信息发送至换电站；
63.当换电车辆与换电站间的无线通讯连接建立不成功时，通过扫码或刷卡验证方式，将待换电车辆的vin码信息和电池信息发送至换电站。
64.即为保证换电的成功，待换电车辆的vin码信息和电池信息发送至换电站，包括两
种发送方式；当待换电车辆与换电站间的无线通讯连接建立成功时，此时基于待换电车辆与换电站间的无线通讯连接，待换电车辆自动将vin码信息和电池信息发送给换电站，实现vin码信息和电池信息的自动发送；当待换电车辆与换电站间的无线通讯连接建立不成功时，此时通过扫码或刷卡验证方式，将待换电车辆的vin码信息和电池信息发送至换电站，即通过扫码或刷卡验证方式进行数据传输，将待换电车辆的vin码信息和电池信息发送至换电站，实现vin码信息和电池信息的手动发送。
65.本发明实施例中，对于换电站中vin码信息和电池信息的存储过程，具体步骤包括：
66.基于可输入设备将目标车辆的vin码信息和电池信息发送给换电站；可输入设备为电脑或手机。
67.换电站接收目标车辆的vin码信息和电池信息并存储。进行vin码信息和电池信息的存储之后，建立vin码信息和电池信息之间的对应关系。
68.本发明实施例中，当换电站接收目标车辆的vin码信息和电池信息并存储之后，还包括：换电站基于存储的目标车辆的vin码信息和电池信息，针对每一目标车辆，在电池库中筛选出与其匹配的电池，并记录。即根据车辆的电池信息即可判断得到当前车辆可换的电池。通过预先在电池库中筛选出与目标车辆匹配的电池并记录，后续在对待换电车辆进行换电时，即可根据实现的记录，快速找到待换电车辆的可更换电池。
69.本发明实施例中，换电站基于接收的电池信息对待换电车辆进行换电操作，具体步骤包括：
70.s401：待换电车辆行驶至换电工位，换电站向换电机器人和待换电车辆发送换电指令；
71.s402：待换电车辆接收换电指令并控制动力电池锁止机构解锁；
72.s403：换电机器人接收换电指令并基于待换电车辆的电池信息，在电池库中找出匹配待换电车辆的电池；
73.s404：换电机器人将匹配待换电车辆的电池运至待换电车辆附近，并对待换电车辆进行换电操作。
74.本发明实施例的电动卡车智能换电控制方法，当待换电车辆驶入换电站后，待换电车辆与换电站间建立无线通讯连接，然后基于建立的无线通讯连接，待换电车辆将自身的vin码信息和电池信息发送至换电站，换电站接收vin码信息，并将接收的vin码信息与自身存储的vin码信息进行比对，并当待换电车辆为目标换电车辆时，换电站基于接收的电池信息对待换电车辆进行换电操作，在车辆的整个换电过程中，在无需人工干预的情况下，待换电车辆通过无线传输方式，自动将vin码信息和电池信息发送给换电站从而实现换电，在避免参数信息出错的同时，也提升了整个换电速度，换电过程时间短、效率高，保证用户的换电体验，且换电过程无需人工成本。
75.本发明实施例提供的一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现下述步骤：
76.基于can总线通讯方式，驱使待换电车辆获取自身的vin码信息和电池信息；
77.当待换电车辆驶入换电站后，驱使待换电车辆与换电站间建立无线通讯连接；
78.基于建立的无线通讯连接，驱使待换电车辆将自身的vin码信息和电池信息发送
至换电站；
79.驱使换电站接收vin码信息，并将接收的vin码信息与自身存储的vin码信息进行比对；
80.基于比对结果，当待换电车辆为目标换电车辆时，驱使换电站基于接收的电池信息对待换电车辆进行换电操作。
81.存储介质可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是但不限于：电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd
‑
rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
82.计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。
83.可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如java、smalltalk、c++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络，包括局域网(lan)或广域网(wan)，连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
84.参见图2所示，本发明实施例还提供一种电动卡车智能换电控制系统，用于实现上述所述的电动卡车智能换电控制方法，具体的，本发明实施例的电动卡车智能换电控制系统包括位于待换电车辆中的换电控制器、位于换电站的无线通讯单元和位于换电站的换电机器人。
85.换电控制器用于获取待换电车辆的vin码信息和电池信息，以及与换电站的无线通讯单元间建立无线通讯连接，将待换电车辆的vin码信息和电池信息发送至换电站；无线通讯单元用于接收换电控制器发送的vin码信息和电池信息，然后驱使换电站将无线通讯单元接收的vin码信息与换电站中存储的vin码信息进行比对，然后基于比对结果，当待换电车辆为目标换电车辆时，驱使换电机器人工作；换电机器人用于在电池库中找出对应待换电车辆电池信息的电池，并对待换电车辆进行换电操作。
86.对于换电控制器，换电控制器包括can总线单元、车辆无线通讯单元和解锁控制
器；can总线单元用于获取待换电车辆的vin码信息和电池信息。
87.具体的，can总线单元通过can总线，在车辆的vcu(vehicle control unit，整车控制器)中获取待换电车辆的vin码信息，在车辆的bms中获取待换电车辆的电池信息。
88.车辆无线通讯单元用于与换电站的无线通讯单元间建立无线通讯连接，以将待换电车辆的vin码信息和电池信息发送至无线通讯单元。当换电机器人在执行换电操作时，车辆无线通讯单元将换电信息反馈给仪表，司机按照提示等待换电完成即可。
89.解锁控制器用于当换电机器人对待换电车辆进行换电操作时，控制待换电车辆的动力电池锁止机构解锁。
90.本发明实施例中，换电站中还包括信息存储设备，信息存储设备用于对所有目标车辆的vin码信息和电池信息进行存储，目标车辆为可在换电站中进行换电操作的车辆。信息存储设备中存储的vin码信息和电池信息，通过可输入设备导入。
91.对于信息存储设备中存储的vin码信息和电池信息，通过可输入设备进行导入，可输入设备将目标车辆的vin码信息和电池信息发送给信息存储设备。
92.本发明的电动卡车智能换电控制系统，根据换电卡车车辆铭牌信息，利用电脑或者手机将车辆vin码信息和车辆的动力电池信息导入换电站的信息存储设备中，换电站基于所有导入的vin码信息生成换电车辆数据库，并将该数据库保存下来；当待换电车辆驶入换电站后，换电控制器内部的车辆无线通讯单元自动与换电站的无线通讯单元进行无线连接，连接成功后，车辆无线通讯单元将待换电车辆的vin码信息和电池信息打包后发送给无线通讯单元；换电站在系统预设的判断时间内将收到的vin码信息与信息存储设备中的vin码信息进行比对，判断当前待换电车辆是否是目标车辆；当换电站判断进入换电站的车辆为目标车辆后，会根据车辆对应的电池信息从电池库中查找到符合当前待换电车辆的电池，准备换电操作；待换电车辆开到换电工位后，换电站主动向车辆无线通讯单元发送换电指令，车辆无线通讯单元收到换电指令后，判断车辆当前是否符合换电条件，若符合，主动切断高压并打开动力电池锁止机构，同时车辆无线通讯单元将换电信息反馈给仪表，司机按照提示等待换电完成；换电机器人完成更换电池操作，换电站发送动力电池更换操作完成指令给换电控制器，换电控制器收到换电完成指令后，发送指令给动力电池锁止机构，将动力电池锁定，车辆恢复可行驶模式。
93.以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
94.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。