一种基于换电车辆姿势自动调节加解锁装置的方法及系统与流程

1.本发明涉及新能源换电技术领域，尤其涉及一种基于换电车辆姿势自动调节加解锁装置的方法及系统。


背景技术：

2.在新能源不断发展的同时，电动汽车换电站作为该产业的基建设施之一，也站在了下一个风口之上。随着电动汽车换电站的蓬勃发展，也衍生出各式各样的换电方式，目前主流的更换电池方式主要有以下三种类型：1、通过将车辆底盘架起，从底盘底部更换车辆电池；2、从车辆顶端对电池进行更换；3、从车辆尾部对电池进行更换，以上三种电池更换方式均是通过将车辆固定在某一个位置后，由电池更换机构的加解锁装置按照固定的位移移动到电池包的锁孔处，然后执行对车辆电池的拆卸或安装动作，实现对车辆电池的更换。通过固定位移方式移动电池更换机构的加解锁装置存在一个致命的缺陷，就是在车辆位置稍微发生点偏差的情况下，加解锁装置就无法能够有效的对车辆电池进行加解锁，于是行业中通过视觉对电池包锁孔位置进行定位的方式给予解决，但是此种方式也会收到相机拍摄环境的因素影响导致定位的精确度不高。因此，有必要充分挖掘电池包定位方面的潜力，实现电动汽车在车身位置偏移不固定时，也能精确定位到车辆的倾斜情况，实现电池更换机构基于车身倾斜情况自动调整加解锁装置，便于车辆电池的加解锁。


技术实现要素：

3.本发明旨在提供一种基于换电车辆姿势自动调节加解锁装置的方法及系统克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。
4.为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：
5.本发明的提供了一种基于换电车辆姿势自动调节加解锁装置的方法，包括以下步骤：
6.s1，车辆姿势感知单元对车辆轮胎位置进行获取，对车辆姿势进行探测，并通过车辆数据的获取对后续车辆空间三维矢量模型进行建立；
7.s2，基于车辆任意一个轮胎位置信息作为空间矢量坐标系的原点坐标，绘制出车辆电池包、电池锁孔、电池锁孔朝向电池更换机构加解锁装置方向的延伸线、电池更换系统加解锁装置及锁头的空间矢量三维模型，并基于模型输出锁孔延伸线与电池更换机构垂直方向交点的坐标；
8.s3，执行单元控制电池更换机构的加解锁装置按照获取的车辆稳态水平x、y方向的偏移角进行调整，在调整角度与车辆稳态后水平x、y方向的偏向角度一致后，控制电池更换机构加解锁装置移动至锁孔延伸线与电池更换机构垂直方向交点的坐标处，最后电池更换机构的加解锁装置在延伸线上向电池包锁孔位置进行平移，直至换电机构的加解锁装置的锁头与电池包锁孔重合。
9.作为本发明进一步的方案，在所述步骤1中，车辆轮胎位置的获取主要采集自电动
汽车换电站的归中装置中的定位传感器，车辆在换电站内的停车平台停稳后，由其归中装置将车辆的轮胎夹住，通过采集归中装置内的传感器数据，实现对车辆轮胎的位置信息获取。
10.作为本发明进一步的方案，在所述步骤1中，车辆姿势的探测包括多种方式：
11.方式1，通过车辆姿势感知单元与车辆自身提供的加速度传感器及磁场传感器建立连接，并实时获取车辆在稳态后水平x、y方向的偏移角度；
12.方式2，通过车辆姿势感知单元自带的距离传感器，对车辆底盘进行距离探测，通过将探测的稳态距离基于余弦定理计算出稳态后水平x、y方向的偏移角度。
13.作为本发明进一步的方案，在所述步骤2中，空间矢量三维模型的建立除了车辆任意一个轮胎位置信息作为空间矢量坐标系的原点坐标外，还需要接收来自车辆姿势感知单元的水平方向x、y的偏向角以及车辆轮胎位置信息，并结合已配置的锁孔位置、电池包自身的长宽高数据以及电池更换机构的加解锁装置的默认位置等数据。
14.作为本发明更进一步的方案，在所述步骤3中，还包括以下步骤：
15.s4，在执行单元控制换电机构加解锁装置在移动的过程中，通过回馈单元实时采集加解锁装置的空间矢量三维坐标，并基于矢量模型单元中生成的空间矢量三维模型的原点转换程该模型的坐标点，实时判断移动的坐标点是否存在偏移，确保执行单元在移动换电机构加解锁装置的过程中坐标的准确性。
16.一种基于换电车辆姿势自动调节加解锁装置的系统，包括，
17.车辆姿势感知单元，所述车辆姿势感知单元用于数据的采集，其采集数据主要包括车辆轮胎的位置、车辆的姿势等；
18.矢量模型单元，所述矢量模型单元用于输出锁孔延伸线用于电池更换机构垂直方向交点的坐标；
19.执行单元，所述执行单元通过接收坐标后，并用于控制电池更换机构的加解锁装置按照获取的车辆稳态水平x、y方向的偏移角进行调整其位置；
20.回馈单元，所述回馈单元用于实时采集加解锁装置的空间矢量三维坐标，并实时判断移动的坐标点是否存在偏移。
21.本发明提供了一种基于换电车辆姿势自动调节加解锁装置的方法及系统，有益效果在于：可以有效的避免因车身姿势影响导致电池更换机构的加解锁装置无法对准电池包的锁孔，导致无法拆卸或安装电池包的问题，大大提高了车辆换电的成功率，也可以为整个换电站实现降本的可能，去除车辆抬升机构，降低了电动汽车换电站硬件机构的复杂性，大大提高了硬件的可维护性。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。
23.图1为本发明的工作流程框图。
24.图2为本发明的工作原理框图。
25.图中：1、车辆姿势感知单元；2、矢量模型单元；3、执行单元；4、回馈单元。
具体实施方式
26.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
27.参见图1，本发明实施例提供的一种基于换电车辆姿势自动调节加解锁装置的方法，包括以下步骤：
28.s1、车辆姿势感知单元1用于数据采集，主要作用于车辆轮胎位置的获取、车辆姿势的探测等，车辆数据的获取便于后续车辆空间三位矢量模型的建立。车辆轮胎位置的获取主要采集自电动汽车换电站的归中装置中的定位传感器，车辆在换电站内的停车平台停稳后，由其归中装置将车辆的轮胎夹住，通过采集归中装置内的传感器数据，实现对车辆轮胎的位置信息获取；车辆姿势的探测有多种方法提供，比如：方式1，通过车辆姿势感知单元1与车辆自身提供的加速度传感器及磁场传感器建立连接，并实时获取车辆在稳态后水平x、y方向的偏移角度；方式2，通过车辆姿势感知单元1自带的距离传感器，对车辆底盘进行距离探测，通过将探测的稳态距离基于余弦定理计算出稳态后水平x、y方向的偏移角度。
29.s2、矢量模型单元2，在接收来自车辆姿势感知单元1的水平方向x、y的偏向角以及车辆轮胎位置信息后，在结合已配置的锁孔位置、电池包自身的长宽高数据、以及电池更换机构的加解锁装置的默认位置等数据后，基于车辆任意一个轮胎位置信息作为空间矢量坐标系的原点坐标，绘制出车辆电池包、电池锁孔、电池锁孔朝向电池更换机构加解锁装置方向的延伸线、电池更换系统加解锁装置及锁头的空间矢量三维模型，并基于模型输出锁孔延伸线与电池更换机构垂直方向交点的坐标。
30.s3、执行单元3，在矢量模型单元2计算出锁孔延伸线与电池更换机构垂直方向交点的坐标后，执行单元3控制电池更换机构的加解锁装置按照获取的车辆稳态水平x、y方向的偏移角进行调整，在调整角度与车辆稳态后水平x、y方向的偏向角度一致后，控制电池更换机构加解锁装置移动至锁孔延伸线与电池更换机构垂直方向交点的坐标处，最后电池更换机构的加解锁装置在延伸线上向电池包锁孔位置进行平移，直至换电机构的加解锁装置的锁头与电池包锁孔重合。
31.s4、回馈单元4，在执行单元3控制换电机构加解锁装置在移动的过程中实时采集加解锁装置的空间矢量三维坐标，并基于矢量模型单元2中生成的空间矢量三维模型的原点转换程该模型的坐标点，实时判断移动的坐标点是否存在偏移，确保执行单元3在移动换电机构加解锁装置的过程中坐标的准确性。
32.如图2所示，一种基于换电车辆姿势自动调节加解锁装置的系统，包括，
33.车辆姿势感知单元1，车辆姿势感知单元1用于数据的采集，其采集数据主要包括车辆轮胎的位置、车辆的姿势等；
34.矢量模型单元2，矢量模型单元2用于输出锁孔延伸线用于电池更换机构垂直方向交点的坐标；
35.执行单元3，执行单元3通过接收坐标后，并用于控制电池更换机构的加解锁装置
按照获取的车辆稳态水平x、y方向的偏移角进行调整其位置；
36.回馈单元4，回馈单元4用于实时采集加解锁装置的空间矢量三维坐标，并实时判断移动的坐标点是否存在偏移。
37.本发明在使用过程中，能够实现在车辆停稳后，车辆姿势感知单元1自动探测车辆在水平x、y方向的偏向角，基于该偏向角，结合在电池锁孔的方向，向电池更换机构的加解锁装置方向延申出每个锁孔的延伸线，形成空间矢量模型，基于每条延伸线，与电池更换机构垂直方向的交点确定加解锁装置各个锁头在延伸线的位置x、y、z，通过获取到的车辆在水平x、y方向的偏移角将电池更换机构的加解锁装置在水平x、y方向按照车辆的偏移角度进行调整，调整到角度一致后，将电池更换机构的锁头移动到确定好的延伸线对应的x、y、z坐标上，最后电池更换机构的加解锁装置在延伸线上向电池包锁孔位置进行平移，最终实现电池更换机构的加解锁装置实现对车辆电池包锁孔的加解锁操作；通过以上方式，可以有效的避免因车身姿势影响导致电池更换机构的加解锁装置无法对准电池包的锁孔，导致无法拆卸或安装电池包的问题，大大提高了车辆换电的成功率，也可以为整个换电站实现降本的可能，去除车辆抬升机构，降低了电动汽车换电站硬件机构的复杂性，大大提高了硬件的可维护性。
38.以上仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。

技术特征：
1.一种基于换电车辆姿势自动调节加解锁装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：s1，车辆姿势感知单元(1)对车辆轮胎位置进行获取，对车辆姿势进行探测，并通过车辆数据的获取对后续车辆空间三维矢量模型进行建立；s2，基于车辆任意一个轮胎位置信息作为空间矢量坐标系的原点坐标，绘制出车辆电池包、电池锁孔、电池锁孔朝向电池更换机构加解锁装置方向的延伸线、电池更换系统加解锁装置及锁头的空间矢量三维模型，并基于模型输出锁孔延伸线与电池更换机构垂直方向交点的坐标；s3，执行单元(3)控制电池更换机构的加解锁装置按照获取的车辆稳态水平x、y方向的偏移角进行调整，在调整角度与车辆稳态后水平x、y方向的偏向角度一致后，控制电池更换机构加解锁装置移动至锁孔延伸线与电池更换机构垂直方向交点的坐标处，最后电池更换机构的加解锁装置在延伸线上向电池包锁孔位置进行平移，直至换电机构的加解锁装置的锁头与电池包锁孔重合。2.根据权利要求1所述的一种基于换电车辆姿势自动调节加解锁装置的方法，其特征在于，在所述步骤1中，车辆轮胎位置的获取主要采集自电动汽车换电站的归中装置中的定位传感器，车辆在换电站内的停车平台停稳后，由其归中装置将车辆的轮胎夹住，通过采集归中装置内的传感器数据，实现对车辆轮胎的位置信息获取。3.根据权利要求2所述的一种基于换电车辆姿势自动调节加解锁装置的方法，其特征在于，在所述步骤1中，车辆姿势的探测包括多种方式：方式1，通过车辆姿势感知单元(1)与车辆自身提供的加速度传感器及磁场传感器建立连接，并实时获取车辆在稳态后水平x、y方向的偏移角度；方式2，通过车辆姿势感知单元(1)自带的距离传感器，对车辆底盘进行距离探测，通过将探测的稳态距离基于余弦定理计算出稳态后水平x、y方向的偏移角度。4.根据权利要求1所述的一种基于换电车辆姿势自动调节加解锁装置的方法，其特征在于，在所述步骤2中，空间矢量三维模型的建立除了车辆任意一个轮胎位置信息作为空间矢量坐标系的原点坐标外，还需要接收来自车辆姿势感知单元(1)的水平方向x、y的偏向角以及车辆轮胎位置信息，并结合已配置的锁孔位置、电池包自身的长宽高数据以及电池更换机构的加解锁装置的默认位置等数据。5.根据权利要求1所述的一种基于换电车辆姿势自动调节加解锁装置的方法，其特征在于，在所述步骤3中，还包括以下步骤：s4，在执行单元(3)控制换电机构加解锁装置在移动的过程中，通过回馈单元(4)实时采集加解锁装置的空间矢量三维坐标，并基于矢量模型单元(2)中生成的空间矢量三维模型的原点转换程该模型的坐标点，实时判断移动的坐标点是否存在偏移，确保执行单元(3)在移动换电机构加解锁装置的过程中坐标的准确性。6.一种根据权利要求1-5任意一项所述的基于换电车辆姿势自动调节加解锁装置的系统，其特征在于，包括，车辆姿势感知单元(1)，所述车辆姿势感知单元(1)用于数据的采集，其采集数据主要包括车辆轮胎的位置、车辆的姿势等；矢量模型单元(2)，所述矢量模型单元(2)用于输出锁孔延伸线用于电池更换机构垂直方向交点的坐标；
执行单元(3)，所述执行单元(3)通过接收坐标后，并用于控制电池更换机构的加解锁装置按照获取的车辆稳态水平x、y方向的偏移角进行调整其位置；回馈单元(4)，所述回馈单元(4)用于实时采集加解锁装置的空间矢量三维坐标，并实时判断移动的坐标点是否存在偏移。

技术总结
本发明提供了一种基于换电车辆姿势自动调节加解锁装置的方法及系统，包括，车辆姿势感知单元，车辆姿势感知单元用于数据的采集，其采集数据主要包括车辆轮胎的位置、车辆的姿势等；矢量模型单元，矢量模型单元用于输出锁孔延伸线用于电池更换机构垂直方向交点的坐标；执行单元，执行单元通过接收坐标后，并用于控制电池更换机构的加解锁装置按照获取的车辆稳态水平x、y方向的偏移角进行调整其位置。本发明可以有效的避免因车身姿势影响导致电池更换机构的加解锁装置无法对准电池包的锁孔，导致无法拆卸或安装电池包的问题，大大提高了车辆换电的成功率，也可以为整个换电站实现降本的可能，大大提高了硬件的可维护性。大大提高了硬件的可维护性。大大提高了硬件的可维护性。


技术研发人员：杨吉 吴传虎 吴如伟
受保护的技术使用者：安徽绿舟科技有限公司
技术研发日：2023.07.11
技术公布日：2023/9/22