换电控制方法及系统、计算机设备、计算机可读存储介质与流程

1.本发明涉及换电技术领域，具体提供一种换电控制方法、换电小车的控制系统、计算机设备、计算机可读存储介质。


背景技术：

2.电动汽车可以通过充电或者换电的方式来保证其续航能力。其中，充电是通过为当前的亏电电池充电的方式来使得电动汽车恢复其续航能力，换电是通过直接用另一满电电池直接置换当前的亏电电池的方式来使得电动汽车恢复其续航能力。换电的实现方式是：在待换电的电动汽车驶入换电站内的换电平台之后，换电小车一方面将当前的亏电电池卸下并转移至充电仓内进行补电，另一方面将另一满电电池直接加装至待换电的电动汽车上。
3.在将亏电的动力电池从电动汽车卸下的过程中，需要换电小车(如rgv或者agv)上升到动力电池的工作位解锁螺栓。换电小车对动力电池解锁的方式是：使换电小车上的电池定位销进孔(与电池定位销相对应的、用于将动力电池安装至电动汽车上的螺栓的安装孔)进行解锁作业。不过，在换电小车出现异常顶升的情形下，通常表现为本应恰好进孔的电池定位销发生偏移而顶到动力电池，而这一现象存在严重的安全风险，如安全风险表现为：动力电池可能因此被损坏；由于这一现象的出现，导致待换电的车辆出现晃动，由于待换电的车辆处于举升至空中的姿态，因此车辆的晃动可能导致附近的工作人员受伤。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少一部分地解决上述技术问题，具体而言，降低出现换电小车出现异常举升会出现本应恰好进孔的电池定位销发生偏移而顶到动力电池这一现象的概率或者避免这一现象的出现，从而降低或者消除相应的安全风险。
5.有鉴于此，在第一方面，本发明提供了一种换电控制方法，该换电控制方法包括：获取待换电的车辆的视觉数据；其中，所述视觉数据包括待换电的车辆的动力电池的电池孔的位置数据；根据多个所述电池孔的位置数据，判断待换电的车辆的位置是否符合能够对其进行换电作业的条件；若是，使换电小车对待换电的车辆进行换电作业。
6.通过这样的构成，能够谋求通过多个电池孔的位置数据来降低/避免出现误判的可能性。
7.对于上述换电控制方法，在一种可能的实施方式中，所述的“根据多个所述电池孔的位置数据，判断待换电的车辆的位置是否符合能够对其进行换电作业的条件”包括：在多个所述电池孔的位置数据的偏差均小于设定的偏差阈值的情形下，则判断为待换电的车辆的位置符合能够对其进行换电作业的条件。
8.通过这样的构成，给出了待换电的车辆的位置符合能够对其进行换电作业的条件的一种具体的形式。
9.可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际需求确定电池孔的偏差阈值。如偏
差阈值可以是定值或者变量，对应于不同的电池孔的偏差阈值可以相同或者不同。
10.对于上述换电控制方法，在一种可能的实施方式中，所述的“根据多个所述电池孔的位置数据，判断待换电的车辆的位置是否符合能够对其进行换电作业的条件”包括：在多个所述电池孔的位置数据的偏差中有一个大于等于设定的偏差阈值的情形下，则判断为待换电的车辆的位置不符合能够对其进行换电作业的条件；其中，在待换电的车辆的位置不符合能够对其进行换电作业的条件的情形下，所述控制方法包括：中止当前的换电作业；或者选择性地对待换电的车辆的位置进行二次判断，根据二次判断的结果，仍中止当前的换电作业或者继续当前的换电作业。
11.通过这样的构成，给出了在待换电的车辆的位置不符合能够对其进行换电的条件的情形下的控制方式。
12.可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际需求确定对待换电的车辆的位置进行二次判断的方式、具体的实现方式以及何种情形下对其进行二次判断等。如可以是：通过更精细的数据对目前的“不符合”进行程度的区分，如在程度不严重的情形下仍可继续当前的换电作业；通过人工介入的方式对目前的“不符合”进行区分，假设经判断认为不符合的程度不严重，则仍可继续当前的换电作业；等。
13.对于上述换电控制方法，在一种可能的实施方式中，在所述的“获取待换电的车辆的视觉数据”之后，所述换电控制方法包括：判断对应于所述电池孔的位置数据是否为有效数据；若否，则在换电小车的电池定位销接近所述电池孔的过程中，判断所述电池定位销相对所述电池孔的位置是否符合能够对待换电的车辆进行换电作业的条件。
14.通过这样的构成，给出了视觉数据失效的情形下的判断控制逻辑。
15.可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际需求确定电池定位销相对电池孔的位置符合换电作业的条件的具体量化形式。如在换电小车的电池定位销接近电池孔的过程中，通过接近传感器检测电池定位销的位置，当对应于两个电池孔的电池定位销的两组接近传感器被同时触发时，则认为电池定位销落到位，满足符合换电作业的条件，此时，可以使换电小车对待换电的车辆进行换电作业。
16.对于上述换电控制方法，在一种可能的实施方式中，所述的“判断所述电池定位销相对所述电池孔的位置是否符合能够对待换电的车辆进行换电作业的条件”包括：若否，则使换电小车的电池定位销继续向朝向所述电池孔的方向运动，并判断所述电池定位销的扭矩是否大于设定的扭矩阈值；若是，则给出反馈信息和/或中止当前的换电作业；其中，所述扭矩阈值为低于设定高值的值。
17.通过这样的构成，能够谋求通过降低阈值的方式来保证不符合换电作业的情形能够被及时地发现，从而有效地避免在仍维持较高的扭矩阈值(如与视觉数据有效的情形下大致相同的扭矩阈值)的情形下可能出现的安全风险。
18.对于上述换电控制方法，在一种可能的实施方式中，所述的“在换电小车的电池定位销接近所述电池孔的过程中，判断所述电池定位销相对所述电池孔的位置是否符合能够对待换电的车辆进行换电作业的条件”包括：初步判断待换电的车辆是否符合对其进行换电作业的条件；若是，则使换电小车的电池定位销接近所述电池孔，并在换电小车的电池定位销接近所述电池孔的过程中，判断所述电池定位销相对所述电池孔的位置是否符合能够对待换电的车辆进行换电作业的条件。
19.通过这样的构成，能够谋求通过初步判断结合电池定位销相对所述电池孔的位置来确定是否符合对待换电的车辆进行换电作业的条件。
20.可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际需求确定初步判断的具体形式。如可以是借助换电小车和/或待换电的车辆自身的结构的状态或者运动来完成，也可以借助除二者之外的其他结构的状态或者运动来完成。如也可以通过肉眼观察的方式来确定。
21.对于上述换电控制方法，在一种可能的实施方式中，所述的“初步判断待换电的车辆是否符合对其进行换电作业的条件”包括：使换电小车的多个车身定位销以靠近所述待换电的车辆的相应的车身的孔的方式运动；若所述多个车身定位销均能够进孔，则初步判断待换电的车辆符合对其进行换电作业的条件。
22.通过这样的构成，给出了初步判断的一种具体的实现方式。
23.对于上述换电控制方法，在一种可能的实施方式中，所述的“所述多个车身定位销均能够进孔”包括：所述多个车身定位销进孔期间的扭矩均小于等于预设的扭矩阈值。
24.通过这样的构成，给出了车身定位销能够进孔的一种具体的判断方式。
25.可以理解的是，由于车身定位销进孔期间，车身定位销顶到的是非动力电池的部位，因此，此处的扭矩阈值理论上讲可以比前述的与电池定位销的扭矩阈值大。
26.在第二方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，该存储介质包括存储器，所述存储器适于存储多条程序代码，所述程序代码适于由处理器加载并运行以执行前述任一项所述的换电控制方法。
27.可以理解的是，该计算机可读存储介质具有前述任一项所述的换电控制方法的所有技术效果，在此不再赘述。
28.本领域技术人员能够理解的是，本发明实现其换电控制方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，可以理解的是，该程序代码包括但不限于执行上述换电控制方法的程序代码。为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分。所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读存储介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器、随机存取存储器、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读存储介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读存储介质不包括电载波信号和电信信号。
29.在第三方面，本发明提供了一种计算机设备，该设备包括存储器和处理器，所述存储器适于存储多条程序代码，所述程序代码适于由所述处理器加载并运行以执行前述任一项所述的换电控制方法。
30.可以理解的是，该设备具有前述任一项所述的换电控制方法的所有技术效果，在此不再赘述。该设备可以是包括各种电子设备形成的计算机控制设备。
31.在第四方面，本发明提供了一种换电控制系统，所述控制系统包括控制模块，所述控制模块被配置为能够执行前述任一项所述的换电控制方法。
32.可以理解的是，该计算机可读存储介质具有前述任一项所述的换电控制方法的所
有技术效果，在此不再赘述。
33.在本发明的描述中，“控制模块”可以包括硬件、软件或者两者的组合。一个模块可以包括硬件电路，各种合适的感应器，通信端口，存储器，也可以包括软件部分，比如程序代码，也可以是软件和硬件的组合。处理器可以是中央处理器、微处理器、图像处理器、数字信号处理器或者其他任何合适的处理器。处理器具有数据和/或信号处理功能。处理器可以以软件方式实现、硬件方式实现或者二者结合方式实现。非暂时性的计算机可读存储介质包括任何合适的可存储程序代码的介质，比如磁碟、硬盘、光碟、闪存、只读存储器、随机存取存储器等等。
34.进一步，应该理解的是，由于控制模块的设定仅仅是为了说明对应于本发明的换电控制方法的系统中的功能单元，因此控制模块对应的物理器件可以是处理器本身，或者处理器中软件的一部分，硬件的一部分，或者软件和硬件结合的一部分。因此，控制模块的数量为一个仅仅是示意性的。本领域技术人员能够理解的是，可以根据实际情况，对控制模块进行适应性地拆分。对控制模块的具体拆分形式并不会导致技术方案偏离本发明的原理，因此，拆分之后的技术方案都将落入本发明的保护范围内。
35.提案1.一种换电控制方法，其特征在于，所述换电控制方法包括：
36.获取待换电的车辆的视觉数据；
37.其中，所述视觉数据包括待换电的车辆的动力电池的电池孔的位置数据；
38.根据多个所述电池孔的位置数据，判断待换电的车辆的位置是否符合能够对其进行换电作业的条件；
39.若是，使换电小车对待换电的车辆进行换电作业。
40.提案2.根据提案1所述的换电控制方法，其特征在于，所述的“根据多个所述电池孔的位置数据，判断待换电的车辆的位置是否符合能够对其进行换电作业的条件”包括：
41.在多个所述电池孔的位置数据的偏差均小于设定的偏差阈值的情形下，则判断为待换电的车辆的位置符合能够对其进行换电作业的条件。
42.提案3.根据提案2所述的换电控制方法，其特征在于，所述的“根据多个所述电池孔的位置数据，判断待换电的车辆的位置是否符合能够对其进行换电作业的条件”包括：
43.在多个所述电池孔的位置数据的偏差中有一个大于等于设定的偏差阈值的情形下，则判断为待换电的车辆的位置不符合能够对其进行换电作业的条件；
44.其中，在待换电的车辆的位置不符合能够对其进行换电作业的条件的情形下，所述控制方法包括：
45.中止当前的换电作业；或者
46.选择性地对待换电的车辆的位置进行二次判断，根据二次判断的结果，仍中止当前的换电作业或者继续当前的换电作业。
47.提案4.根据提案3所述的换电控制方法，其特征在于，在所述的“获取待换电的车辆的视觉数据”之后，所述换电控制方法包括：
48.判断对应于所述电池孔的位置数据是否为有效数据；
49.若否，则在换电小车的电池定位销接近所述电池孔的过程中，判断所述电池定位销相对所述电池孔的位置是否符合能够对待换电的车辆进行换电作业的条件。
50.提案5.根据提案4所述的换电控制方法，其特征在于，所述的“判断所述电池定位
销相对所述电池孔的位置是否符合能够对待换电的车辆进行换电作业的条件”包括：
51.若否，则使换电小车的电池定位销继续向朝向所述电池孔的方向运动，并判断所述电池定位销的扭矩是否大于设定的扭矩阈值；
52.若是，则给出反馈信息和/或中止当前的换电作业；
53.其中，所述扭矩阈值为低于设定高值的值。
54.提案6.根据提案4所述的换电控制方法，其特征在于，所述的“在换电小车的电池定位销接近所述电池孔的过程中，判断所述电池定位销相对所述电池孔的位置是否符合能够对待换电的车辆进行换电作业的条件”包括：
55.初步判断待换电的车辆是否符合对其进行换电作业的条件；
56.若是，则使换电小车的电池定位销接近所述电池孔，并在换电小车的电池定位销接近所述电池孔的过程中，判断所述电池定位销相对所述电池孔的位置是否符合能够对待换电的车辆进行换电作业的条件。
57.提案7.根据提案6所述的换电控制方法，其特征在于，所述的“初步判断待换电的车辆是否符合对其进行换电作业的条件”包括：
58.使换电小车的多个车身定位销以靠近所述待换电的车辆的相应的车身的孔的方式运动；
59.若所述多个车身定位销均能够进孔，则初步判断待换电的车辆符合对其进行换电作业的条件。
60.提案8.根据提案7所述的换电控制方法，其特征在于，所述的“所述多个车身定位销均能够进孔”包括：
61.所述多个车身定位销进孔期间的扭矩均小于等于预设的扭矩阈值。
62.提案9.一种计算机可读存储介质，该存储介质包括存储器，所述存储器适于存储多条程序代码，其特征在于，所述程序代码适于由处理器加载并运行以执行提案1至8中任一项所述的换电控制方法。
63.提案10.一种计算机设备，所述设备包括存储器和处理器，所述存储器适于存储多条程序代码，其特征在于，所述程序代码适于由所述处理器加载并运行以执行提案1至8中任一项所述的换电控制方法。
64.提案11.一种换电控制系统，其特征在于，所述控制系统包括控制模块，所述控制模块被配置为能够执行提案求1至8中任一项所述的换电控制方法。
附图说明
65.下面以换电小车为rgv(rail guided vehicle，有轨制导车辆)为例并参照附图来描述本发明的换电控制方法的优选实施方式，附图中：
66.图1示出本发明一种实施例的换电控制方法的流程示意图。
具体实施方式
67.下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。
68.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
69.此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
70.另外，为了更好地说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节，本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的换电站的各个功能单元的详细结构及原理等未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
71.换电站的基本功能单元主要包括充电仓、换电平台和换电小车(如rgv)。其中，充电仓能够对亏电电池补电以便提供能够直接加装至待换电的车辆上的满电电池。对车辆进行换电的作业过程为：待换电的车辆到达换电平台后，使rgv将车辆上的亏电电池卸下(解锁作业)，并将满电电池加装至车辆(加锁作业)。
72.为了保证换电的可靠性，在解锁作业之前，首先需要车辆下高压进入空挡模式、对车辆进行四轮定位以及保证车辆胎压符合范围等基础环节的准备。假设这些基础环节的准备出现问题，可能车辆的换电姿态不正。基础环节的准备之后，通过车辆举升机使待换电的车辆举升，并通过视觉拍照的方式确定电池孔的位置精度是否在换电作业所允许的偏差范围之内以及检查加解锁作业的位置(电池孔的附近)是否有遮挡物等干扰因素。在电池孔的位置精度满足进行换电作业的条件下，使rgv行走至工作位、使rgv上的电池定位销伸出并使rgv抬升，从而使得电池定位销顶升至亏电电池的电池孔内，基于此，便可进行将亏电电池从车辆上解锁并转移至rgv的解锁作业。之后，进行将rgv承载的满电电池加装至车辆的加锁作业。
73.以其中的解锁作业为例，在换电过程中可能出现rgv异常顶升的问题。下面结合一起提出本发明的起因事件来描述一下异常顶升的问题的出现原因以及与之对应的安全隐患。
74.起因事件中，视觉拍照环节的报错逻辑为：在右前电池孔与左后电池孔的视觉偏差值均大于10mm报错。如视觉偏差值包括沿车辆的x向(车长方向，即向前或者向后偏)以及y向(车宽方向，即向左或者向右偏)的视觉偏差值。在起因事件中，右前电池孔的偏差量为：向右偏3.779mm/向后偏10.959mm(向右偏或者向后偏的偏差值中的一个大于10mm即被认为是视觉偏差值大于10mm)，左后电池孔的偏差量为：向左偏1.89mm/向后偏6.802mm)。可以看出，起因事故中，仅左后电池孔的偏差值大于10mm，因此换电继续。
75.rgv的扭矩在上升的同时车辆举升机的举升扭矩下降。经分析，起因事件中，右侧的举升扭矩下降较少(左侧的电池定位销未进电池孔)。之后，由于左侧的电池定位销在电池孔的边缘，因此左侧的电池定位销得以从边缘滑进电池孔，随后车辆举升机和rgv的扭矩快速恢复正常，由于rgv扭矩未达到扭矩阈值，故而未给出报警/报错信号。
76.伴随着电池定位销滑进电池孔的动作，待换电的车辆的引擎盖发生了抖动。这一
抖动的后果为：亏电电池的电池孔的前边缘出现了损伤。此外，当时有工作人员员正在换电现场加玻璃水，因此工作人员头部受到了微伤。
77.可以看出，在该事件中，在出现车辆姿态不正的情形下，由于视觉拍照的判断失效以及rgv的扭矩阈值设置不合理，以致rgv的定位销可以继续上升，最终导致亏电电池在电池孔附近的位置出现了损伤，引擎盖的抖动导致工作人员受到伤害。
78.基于上述事件，提出了本发明。
79.参照图1，图1示出本发明一种实施例的换电控制方法的流程示意图。在一种可能的实施方式中，该控制方法主要包括如下步骤：
80.s101、通过车辆举升机将待换电的车辆举升到位的情形下，采集亏电电池的视觉数据，如通过视觉拍照的方式采集亏电电池下方的视觉数据。
81.s102、判断视觉拍照是否有效。在视觉拍照有效的前提下，转入s103，此种情形下，便可获取到与换电相关的视觉数据，如根据视觉数据能够确定亏电电池的两个电池孔(如左后和右前)的位置数据。在视觉拍照无效(如对应于电池孔的位置有水、泥等干扰/遮挡物)的情形下，则转入s104。
82.s103、根据视觉数据中两个电池孔的位置数据判断是否符合换电条件。若否，则转入s108；若是，则转入s107。
83.如在本实施例中，需要左后方位的电池孔与右前方位的电池孔的位置与理想位置的偏差值均小于设定阈值(如仍取10mm)的情形下，才可判断为符合换电条件，否则判断为不符合换电条件。
84.步骤s104：在rgv的电池定位销去解锁前，先通过机械运动的方式初判断是否到位。
85.在一种可能的实施方式中，初判断的实现方式为：使rgv的两个车身定位孔销(如左前和右后两个车身定位销)伸出到达销子位、rgv抬升销子位到达工作位，并通过两个车身定位销的扭矩判断车身定位销是否能够进到位于车身(非亏电电池上)的孔内。若否，则转入s108；若是，则可初步判断车身定位销实际进孔，车身姿态基本正确，使车身定位销缩回，并转入105。
86.s105、使到达工作位的rgv中的电池定位销顶升，在rgv顶升的过程中，实时检测电池定位销的位置，判断电池定位销是否落到位。若否，则转入s106；若是，则s107。
87.在一种可能的实施方式中，如可以通过接近传感器来确定电池定位销的接近电池孔的状态是否为能够落到位的接近状态。如落到位的状态应当是：对应于两个电池定位销的两组接近传感器同时被触发。否则，则表明没有落到位。
88.s106，实时检测电池定位销的扭矩，判断扭矩是否达到扭矩阈值。若是，则转入s108；若否，则转入s107。
89.优选地，在该环节调用更严格的扭矩保护函数，具体地，降低rgv对应于电池定位销的扭矩阈值，以确保能够在rgv的电池定位销顶到亏电电池非电池孔之外的位置时能够中止当前的换电作业。
90.s107、继续当前的换电作业。如在对应于卸下亏电电池的解锁作业完成之后，进行后续的假装满电电池的加锁作业。
91.s108、若换电站为无人值守换电站，则可使站端恢复到换电之前的状态，结束当前
的换电作业，并提醒车主驶离。在此基础上，如还可以给出如提醒运维来维护换电站的信息。若换电站为有人值守换电站，则停机报错，中止当前的换电作业，待值守人员进行相应的检修作业。若问题得以解决，则可继续在当前的工位继续换电。
92.由于视觉数据也可能存在不准确性，因此针对s103的否的情形可以进行如下的变更：在界面(如在换电站有人值守的情形下)出现弹窗，人工查看视觉数据，二次确认当前的偏差，经确认可进行本次换电作业时，仍继续本次的换电作业。
93.可以看出，在本发明的控制方法中，在视觉数据的判断环节，通过更严格的判断机制降低了误判发生的概率。在视觉数据失效的情形下，通过基于车身定位销的初判断和基于落到位检测的二次判断保证了换电能够继续。并且，在二次判断的环节，通过降低电池定位销的扭矩阈值，能够保证没有落到位的问题能够被及时地发现，从而避免了若在此情形下仍继续换电作业产生如前述的亏电电池被损伤、工作人员受伤等安全隐患。
94.需要指出的是，尽管上述实施例中将各个步骤按照特定的先后顺序进行了描述，但是本领域技术人员可以理解，为了实现本发明的效果，不同的步骤之间并非必须按照这样的顺序执行，其可以同时执行或以其他顺序执行，也可以增加、替换或者省略某些步骤。如可以省略前述的初判断而仅采用基于调用扭矩保护函数的落到位判断机制。
95.需要说明的是，尽管以上述具体方式所构成的换电控制方法作为示例进行了介绍，但本领域技术人员能够理解，本发明应不限于此。事实上，用户完全可根据以及实际应用场景等情形灵活地调整相关的步骤以及步骤中的参数等要素，如可以根据实际需求确定扭矩阈值的降低量等。
96.至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。