一种换电锁紧机构的自动控制方法及车辆技术

本发明专利技术提供了一种换电锁紧机构的自动控制方法及车辆，通过软硬件两方面结合的改进，对一系列传感器和执行器等反馈信号进行采集和分析处理，从而利用自动控制方法控制各个执行机构在无人干预的情况下实现自动换电，且系统硬件改进成本较低。此外，本发明专利技术中还设计了非换电情况下锁紧机构的异常监控方法，能在车辆正常行驶过程中时刻监控锁紧机构和换电框的安全状态，并根据实际情况区分报警信号的级别和类型，从而及时提醒驾驶员检修或者实现车辆的自动制动，以保障正常行驶过程中的电池包安全。安全。安全。

【技术实现步骤摘要】
一种换电锁紧机构的自动控制方法及车辆


[0001]本专利技术涉及车辆换电控制
，尤其涉及一种换电锁紧机构的自动控制方法及车辆。

技术介绍

[0002]随着电动化和数智化时代的到来，自动驾驶已成为一种发展趋势，特别是在固定场景中的货物运输。换电式电动重卡在满足自动驾驶的同时，还需要具备自动换电的功能。
[0003]对于侧放式等大型的车辆电池包和换电框架，当前的传统换电方式是当车辆驾驶到换电区域，人工判断车辆满足换电条件后，通过手动操作翘板开关，开启电池包的锁紧机构，再通过操纵顶吊式换电机构进行换电框的举起和放下，随后操作开关关闭锁紧机构。以上过程为均需要人工干预，既无法完全实现电池包换电过程的智能化和无人化操作，也无法有效保障电池包在换电和正常行驶时的安全。
[0004]如相关的中国专利申请CN202122307199.0中公开了一种换电重卡电池箱的锁紧机构，如图1所示，该锁紧机构用于车架与电池箱之间的连接；换电重卡电池箱的锁紧机构包括锁紧组件；锁紧组件包括：锁钩，直线驱动件和固定架，锁钩包括：钩块、固定于钩块上方的上铰接架、固定于钩块下方的下铰接架，钩块上设有钩槽；固定架包括支架板和与支架板下部固定相连的水平架，支架板的上部与缸筒铰接，下铰接架的下端与水平架铰接；换电重卡电池箱的锁紧机构还包括与钩块配合使用的锁块。然而其换电操作均需要人工干预，自动化程度较低。
[0005]因此，有必要针对电动重卡等车辆专门设计一种换电锁紧机构的自动控制方法，以实现电池包换电过程的智能化和无人化操作。r/>
技术实现思路

[0006](一)要解决的技术问题
[0007]本专利技术提供一种换电锁紧机构的自动控制方法及车辆，通过前期开发的换电重卡锁紧机构进行了自动控制功能的开发，在满足无人操作的情况下，可联合各个机构进行自动换电，其硬件改进成本较低，且特别适合用于重卡等大型牵引车辆的吊顶式换电工作中；另外，该方法和系统还能实时监控锁紧机构的状态，在发现异常时自动发出外部制动请求。
[0008](二)技术方案
[0009]本专利技术提供了一种换电锁紧机构的自动控制方法，换电锁紧机构的控制系统包括N个锁紧机构、N个双作用的气缸、二位五通阀、气压传感器1、气压传感器2、N个位移传感器和若干个接触开关，所述二位五通阀用于通过所述气缸驱动对应的锁紧机构进行锁止和解锁，所述气压传感器1和气压传感器2分别用于检测二位五通阀的两个出气口的气压P1和P2，所述N个位移传感器用于检测N个锁紧机构的锁钩位移信号L1
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LN，所述接触开关沿换电框的四周轮廓设置于车架的上方，P为供气气源的气压，dmin和dmax为预设的锁紧机构最大行程值和最小行程值，所述自动控制方法包括以下步骤：
[0010]步骤1：当车辆驶入换电区域后，判断是否达到换电条件，若是，则执行下一步骤2；
[0011]步骤2：发出正在换电的信号，控制二位五通阀工作至接通气压P1的第一回路，并判断是否满足“P1为P，P2为0，L1～LN都小于等于dmin，且接触开关的信号都为1”的条件，若否，则发出故障和检查信号，并结束程序；若是，则执行下一步骤3；
[0012]步骤3：控制换电机构摘取旧换电框，并判断是否满足“P1为P，P2为0，L1～LN都小于等于dmin，且接触开关的信号都为0”的条件，若否，则发出故障和检查信号，并结束程序；若是，则执行下一步骤4；
[0013]步骤4：控制换电机构装入新换电框后，判断是否满足“P1为P，P2为0，L1～LN都小于等于dmin，且接触开关的信号都为1”的条件，若否，则发出故障和检查信号，并结束程序；若是，则执行下一步骤5；
[0014]步骤5：控制二位五通阀工作至接通气压P2的第二回路，并判断是否满足“P1为0，P2为P，L1～LN都大于等于dmax”的条件，若否，则发出故障和检查信号，并结束程序；若是，则发出换电结束的信号，并结束程序。
[0015]优选的，所述步骤1中还包括：若判断未达到换电条件，循环执行步骤1。
[0016]优选的，N取值为4以上的正整数，所述步骤1中还包括：若判断未达到换电条件，则执行以下的步骤1.1
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1.7：
[0017]步骤1.1：判断是否满足P1为0且P2为P，若是，则执行下一步骤1.2；若否，则执行步骤1.6；
[0018]步骤1.2：判断是否满足L1～LN均大于等于dmax，若是，则显示锁紧机构正常工作的信息并结束程序；若否，则执行下一步骤1.3；
[0019]步骤1.3：判断L1～LN中是否存在1个值小于等于dmin，若是，则发出一级的黄灯报警并结束程序；若否，则执行下一步骤1.4；
[0020]步骤1.4：判断L1～LN中是否存在2个值小于等于dmin，若是，则发出二级的红灯报警并结束程序；若否，则执行下一步骤1.5；
[0021]步骤1.5：判断L1～LN中存在3个以上的值小于等于dmin；
[0022]步骤1.6：发出红灯报警，持续鸣笛并打开双闪；
[0023]步骤1.7：发出外部制动请求信号给车辆的制动系统，控制车辆制动至停车。
[0024]优选的，步骤1中的所述换电条件包括：(1)车速为零；(2)车辆停在换电区域；(3)电池电量低于特定值；(4)高压电源开关关闭。
[0025]优选的，N取值为4，所述换电框的四条边下方各设有1个接触开关，共计4个所述接触开关，所述位移传感器设置在对应锁紧机构相对远离所述换电框的一侧，所述四个锁紧机构分别设置在换电框内部的前方的左右两侧和后方的左右两侧。
[0026]优选的，换电锁紧机构的控制系统还包括锁紧机构控制器与换电机构控制器，所述锁紧机构控制器与换电机构控制器之间通过无线通讯进行双向的数据指令传输，所述换电机构控制器用于控制所述换电机构摘取旧换电框和装入新换电框。
[0027]优选的，所述换电机构为顶吊式换电机构，所述锁紧机构控制器与报警装置通信连接。
[0028]优选的，将所述步骤1.3
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1.5判断条件中的所述小于等于dmin替换为小于dmax。
[0029]在另外一方面，本专利技术还公开了一种车辆，所述车辆包括锁紧机构控制器，所述锁
紧机构控制器用于实现上述任一项所述的换电锁紧机构的自动控制方法。
[0030]优选的，所述车辆为电动重卡，所述换电机构为顶吊式换电机构。
[0031](三)有益效果
[0032]本专利技术的换电锁紧机构的自动控制方法及车辆具备如下的优点：
[0033](1)本专利技术的换电锁紧机构的自动控制方法包含软硬件两方面结合的改进，系统硬件改进成本较低，通过对一系列传感器和执行器等反馈信号进行采集和分析处理，从而控制各个执行机构在无人干预的情况下实现自动换电。此外，本专利技术的自动控制方法是专门针对四个气缸构成的直线驱动件进行的全面监控和检测方法，配合车架上的接触开关、四个位移传感器以及气缸进出气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种换电锁紧机构的自动控制方法，其特征在于，换电锁紧机构的控制系统包括N个锁紧机构、N个双作用的气缸、二位五通阀、气压传感器1、气压传感器2、N个位移传感器和若干个接触开关，所述二位五通阀用于通过所述气缸驱动对应的锁紧机构进行锁止和解锁，所述气压传感器1和气压传感器2分别用于检测二位五通阀的两个出气口的气压P1和P2，所述N个位移传感器用于检测N个锁紧机构的锁钩位移信号L1
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LN，所述接触开关沿换电框的四周轮廓设置于车架的上方，P为供气气源的气压，dmin和dmax为预设的锁紧机构最大行程值和最小行程值，所述自动控制方法包括以下步骤：步骤1：当车辆驶入换电区域后，判断是否达到换电条件，若是，则执行下一步骤2；步骤2：发出正在换电的信号，控制二位五通阀工作至接通气压P1的第一回路，并判断是否满足“P1为P，P2为0，L1～LN都小于等于dmin，且接触开关的信号都为1”的条件，若否，则发出故障和检查信号，并结束程序；若是，则执行下一步骤3；步骤3：控制换电机构摘取旧换电框，并判断是否满足“P1为P，P2为0，L1～LN都小于等于dmin，且接触开关的信号都为0”的条件，若否，则发出故障和检查信号，并结束程序；若是，则执行下一步骤4；步骤4：控制换电机构装入新换电框后，判断是否满足“P1为P，P2为0，L1～LN都小于等于dmin，且接触开关的信号都为1”的条件，若否，则发出故障和检查信号，并结束程序；若是，则执行下一步骤5；步骤5：控制二位五通阀工作至接通气压P2的第二回路，并判断是否满足“P1为0，P2为P，L1～LN都大于等于dmax”的条件，若否，则发出故障和检查信号，并结束程序；若是，则发出换电结束的信号，并结束程序。2.根据权利要求1所述的换电锁紧机构的自动控制方法，其特征在于，所述步骤1中还包括：若判断未达到换电条件，循环执行步骤1。3.根据权利要求1所述的换电锁紧机构的自动控制方法，其特征在于，N取值为4以上的正整数，所述步骤1中还包括：若判断未达到换电条件，则执行以下的步骤1.1
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1.7：步骤1.1：判断是否满足P1为0且P2为P，若是，则执行下一步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄生航，商艳春，丁艳红，
申请(专利权)人：湖南行必达网联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：