一种车辆换电及检测方法和系统与流程

1.本发明属于车辆换电技术领域，尤其涉及一种车辆换电及检测方法和系统。


背景技术：

2.换电是近几年兴起的技术，随着车辆与电池的距离的不同，车辆换电所需做的工作要求也不同。目前，重卡等长途行驶的车辆在换电过程的前中后期往往存在以下问题：
3.1)进行换电前，现有的换电流程都还是车辆到达换电站才开始，并不能确定换电站是否要排很久的队，是否有足够量的对应电池包可以更换，因此当车辆需要换电时，还要去现场或者人工远程来确认情况；
4.2)在进行换电时，车辆一般还是通过蓝牙来和换电站无线通信，其数据通信的距离和范围小、速度慢且信号弱，不符合精确换电的通信要求；
5.3)换电完成以后，换好电池后往往缺乏有效的检测手段，如果恶意更换电池包、换电站放错电池包的情况，车辆直接上高压则会发生危险，在换电完成后只有电池包到位和锁止情况的检测并不可靠，缺乏准确验证和识别电池包的功能，不能识别换电时把电池包放错位置和车辆的情况，导致有安全风险。
6.因此，基于以上的情况，急需设计一种车辆换电及检测方法和系统，以进一步提高车辆在整个换电过程中的效率和准确度，并尽量减少硬件成本。


技术实现要素：

7.(一)要解决的技术问题
8.本发明提供了一种车辆换电及检测方法和系统，该方法和系统有效提高车辆在整个换电过程中的效率和准确度，且其硬件改进成本较低，符合自动换电的发展潮流要求。
9.(二)技术方案
10.本发明还公开了一种车辆换电及检测方法，所述方法包括：
11.步骤1：在车辆到达换电站前，当车辆需要更换电池包时，通过移动通信网络远程发送车辆信息给换电站并请求换电站状态，根据换电站状态综合选择最优的换电站进行换电，并同时锁定换电站中对应的电池包；
12.步骤2：当车辆进入换电站后，则通过wlan与换电站自动连接进行换电过程中的数据交互；
13.步骤3：当电池包到位后，车辆采集所述电池包中内置nfc卡的电池包信息来判断是否存在换错电池包的情况，若换错则报警，若正确则锁紧电池，提示电池安装完成。
14.优选的，步骤2还包括以下步骤：
15.步骤2.1：车辆进入换电站后，请求与换电站进行wlan通信连接，接收车辆请求并记录车辆为已进站车辆，并允许车辆进入换电等待区；
16.步骤2.2：车辆进入换电等待区后，换电站根据识别的车牌号对比数据库得到车辆信息，并传送车辆进入换电区，到位后通过wlan通知车辆；
17.步骤2.3：车辆到换电区后切换为换电模式，换电站根据车辆信息下方对应的电池包对车辆进行换电。
18.优选的，步骤2.1中还包括以下步骤：在允许车辆进入换电等待区后，同时告知换电站当前车辆已经进入排队状态，以更新换电站状态中的换电站车辆排队情况。
19.优选的，所述车牌号通过摄像头或者etc进行自动识别。
20.优选的，步骤3还包括：锁紧电池后，车辆从换电模式切换回驾驶模式，自检相关功能无误后通知换电站，换电站抬杆让车辆驶出换电区域，在检测到换好电池包的车辆完全驶出后，判断换电完成，开始继续传送换电等待区车辆。
21.优选的，所述换电站状态包括车辆与换电站之间的距离、可更换电池包数量和/或换电站车辆排队情况。
22.优选的，所述移动通信网络为3g、4g或5g。
23.优选的，所述wlan为wifi网络。
24.在另外一方面，本发明还公开了一种车辆换电及检测系统，所述车辆换电及检测系统包括车辆中的tbox模块、nfc检测模块和换电站中的换电站控制系统，所述tbox模块与nfc检测模块信号连接，所述nfc检测模块用于检测电池包中内置nfc卡的电池包信息，所述tbox模块和换电站控制系统用于执行如所述权利要求1-8中任一项所述的车辆换电及检测方法。
25.优选的，所述车辆为电动重卡。
26.(三)有益效果
27.本发明的车辆换电及检测方法和系统考虑到了车辆换电工作的整个过程，通过tbox的4g/5g的移动通信忘了模块在云端先发送车辆信息并确定换电站状态，从而选择最优换电站，可以提高换电效率；进入换电站后，车辆通过tbox的wlan模块和换电站进行数据交互，通信范围和稳定度更有保障；前一辆车在换电时，可以先采集下一辆车的信息并让车辆驶入换电等待区，节省时间，进入换电区后通过摄像头识别车牌从数据库中找出车辆的电池包型号，在电池包上车后且通电前，通过nfc来校验电池包信息，确认所换电池包是否正确，从而有效防止恶意更换电池包、换电站放错电池包的情况；提高了车辆在整个换电过程中的效率和准确度，还在各阶段及时更新了换电站状态。因此，本发明能有效提高车辆在换电的前中后期整个换电过程中的换电效率和准确度，且利用现有的tbox中内置的通信模组即可实现大部分功能，一般只需增设在电池包内增设nfc和车辆中的nfc检测电路即可，总体硬件改进成本少且改进工作量小，特别适合应用于重卡等长途行驶的电动商用车中。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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：
29.图1是本发明中车辆换电及检测方法的流程示意图；
30.图2是本发明中车辆换电及检测系统的系统框图。
具体实施方式
31.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.为了提高车辆在整个换电过程中的效率和准确度，以符合自动换电的潮流的要求，本发明设计了一种车辆换电及检测方法。
33.如图1-2所示，本发明的车辆换电及检测方法包括：
34.步骤1：在车辆到达换电站前，当车辆需要更换电池包时，通过移动通信网络远程发送车辆信息给换电站并请求换电站状态，根据换电站状态综合选择最优的换电站进行换电，并同时锁定换电站中对应的电池包。
35.在另外一个实施例中，步骤1中的换电站状态具体可以包括车辆与换电站之间的距离、可更换电池包数量、换电站车辆排队情况等一个或者多个信息。在综合选择最优的换电站时，既可以考量是否有车辆对应的可更换电池，也考量车辆与换电站之间的距离和换电站车辆排队情况，从而保证在耗电最少、行驶时间最短或者行驶加排队时间最短的情况下到达有电池包的换电站。再例如，当换电站的当前车型可更换电池包数量为零个时，则不用考虑选择选择该该换电站作为最优的换电站进行换电，更无需考虑其车辆与换电站之间的距离和换电站车辆排队情况。总之，换电站状态可包含综合考虑的变量较多，还可以包括路线拥堵状态等，不限于以上指出的车辆与换电站之间的距离、可更换电池包数量、换电站车辆排队情况三种变量，其具体可以根据换电需求来进行设置。提前先预定一块该车辆的电池包进入锁定状态后，更新换电站状态信息，从而不影响后续车辆判断最新的换电站状态中的可更换电池包数量。
36.此外，车辆与换电站之间的移动通信网络通信可以为3g/4g/5g等tbox优先支持的远程移动通信方式，换电站状态可以存储在云端服务器的数据库中，以便于对最新的换电站状态进行实时运算和更新，降低换电站的计算工作量，当然，也可以如图2所示，将换电站状态存储在本地换电站的换电站控制系统的数据库中，以保障数据的安全性。
37.步骤2：当车辆进入换电站后，则通过wlan与换电站自动连接进行换电过程中的数据交互。从而通过通信范围更广且速度更快的wlan作为换电操作时的通信网络，以在车辆和换电站之间传输换电过程中的图像和视频信息、电池包信息等数据。
38.在另外一个实施例中，无线网络wlan可以具体为wifi或者wapi通信。
39.具体的，步骤2具体包括以下步骤：
40.步骤2.1：车辆进入换电站后，请求与换电站进行wlan通信连接，接收车辆请求并记录车辆为已进站车辆，并允许车辆进入换电等待区；
41.进一步的，还可同时告知换电站当前车辆已经进入排队状态，以更新换电站状态中的换电站车辆排队情况，保证后续入站车辆在入站前能够做好最优决策，选择最优的换电站。
42.步骤2.2：车辆进入换电等待区后，换电站根据识别的车牌号对比数据库得到车辆信息，并传送车辆进入换电区，到位后通过wlan通知车辆；
43.进一步的，如果车牌号和车辆信息识别失败则进行报警，车牌号具体可以通过摄
像头或者etc来完成车牌自动识别，从而根据车牌号快速找出对应的可更换电池包。
44.步骤2.3：车辆到换电区后切换为换电模式，换电站根据车辆信息下方对应的电池包对车辆进行换电。
45.该步骤2.3中先确认车辆是否已经准确到达换电区域，判断已到位后通过wlan告知车辆已到指定位，车辆收到信息后开始切换成换电模式，切换完成后告知换电站，换电站开始下发对应电池包。
46.步骤3：当电池包到位后，车辆采集电池包中内置nfc卡的电池包信息来判断是否存在换错电池包的情况，若换错则报警，若正确则锁紧电池，提示电池安装完成。
47.进一步的，步骤3还包括：锁紧电池后，车辆从换电模式切换回驾驶模式，自检相关功能无误后通知换电站，换电站抬杆让车辆驶出换电区域，在检测到换好电池包的车辆完全驶出后，判断换电完成，开始继续传送换电等待区车辆。
48.需要指出的是，在车辆到达换电站前，本发明通过tbox的4g/5g模块在云端先发送车辆信息并确定换电站状态，从而选择最优换电站，可以提高换电效率；当车辆进入换电站后，车辆通过tbox的wlan模块和换电站进行数据交互，通信范围和稳定度更有保障；当电池包到位后，会通过nfc校验电池包信息，有效防止恶意更换电池包、换电站放错电池包的情况；前一辆车在换电时，可以先采集下一辆车的信息并让车辆驶入换电等待区，节省时间。此外，在车辆进行换电的整个过程中，都对换电站状态的信息进行更新。
49.在另外一个实施例中，如图2所示，本发明还公开了一种车辆换电及检测系统，所述车辆换电及检测系统包括车辆中的tbox模块、nfc检测模块和换电站中的换电站控制系统，tbox模块与nfc检测模块连接，nfc检测模块用于检测电池包中内置nfc卡的电池包信息，tbox模块和换电站控制系统用于执行如上述所述的车辆换电及检测方法。
50.其中，所述车辆优选为重卡等长途行驶的商用电动车。
51.由此可知，在换电站中一般集成了wlan模块和4g/5g等移动通信模块的情况下，车辆端可选择同样内置wlan模块和4g/5g等移动通信模块的tbox来实现双向通信，配合nfc检测模块和电池包内的nfc卡，可在不同的时间利用不同的通信方式完成整个换电过程中的通信和检测功能，同时保证了换电站状态信息的更新，有效的提高了车辆在整个换电过程中的效率和准确度，且其硬件改进成本较低，符合自动换电潮流的要求。
52.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。