本發(fā)明涉及新能源汽車換電，具體而言，涉及一種車輛頂換電方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、新能源重型卡車由于載貨量大，所需電池容量較大，換電模式下補(bǔ)充能源的效率更高。新能源重型卡車的電池安裝方案，以后背式安裝方案為主流，即電池組件安裝在牽引頭和掛車之間的區(qū)域，頂換電過程中可以直接將電池組件從牽引車垂直起吊進(jìn)行脫離。但采用后背式安裝方式會(huì)造成電池的重心較高且會(huì)占據(jù)較大的裝貨空間。而在采用底盤式電池的底盤式安裝方案中，通過將電池組裝為電池箱，電池箱與牽引車底盤的空間相適應(yīng)，電池箱底部預(yù)留凹槽，從而配合牽引車實(shí)現(xiàn)電池箱的固定。底盤式電池安裝方案中，電池重心低、空間利用率高、占據(jù)裝貨空間小，具有進(jìn)一步開發(fā)的前景。

2、底盤式電池安裝方案中，為了減少對(duì)卡車裝貨空間的占用，通常牽引頭和掛車之間的距離設(shè)置較小，卡車頂換電空間較狹窄，且換電過程中容易受到一些部件的阻擋，阻礙頂換電工作的正常進(jìn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決卡車為減少占用裝貨空間導(dǎo)致?lián)Q電空間狹小阻礙換電的問題，本發(fā)明提供了一種車輛頂換電方法及系統(tǒng)。

2、第一方面，本發(fā)明提供一種車輛換電方法，所述車輛頂換電方法包括：

3、步驟s10，基于牽引車與掛車分離，換電機(jī)器人將所述牽引車上處于少電狀態(tài)的電池組件移動(dòng)至充電座充電；

4、步驟s20，基于所述換電機(jī)器人將所述牽引車上處于少電狀態(tài)的所述電池組件移動(dòng)至所述充電座充電，所述換電機(jī)器人將滿電狀態(tài)的所述電池組件移動(dòng)至第一狀態(tài)；其中，所述第一狀態(tài)包括所述電池組件在豎直方向上位于導(dǎo)流罩的上側(cè)，所述電池組件在水平方向上位于所述導(dǎo)流罩遠(yuǎn)離牽引頭的一側(cè)并與所述導(dǎo)流罩間隔設(shè)置；

5、步驟s30，基于所述換電機(jī)器人將滿電狀態(tài)的所述電池組件移動(dòng)至所述第一狀態(tài)，所述換電機(jī)器人將滿電狀態(tài)的所述電池組件移動(dòng)至第二狀態(tài)；其中，所述第二狀態(tài)包括所述電池組件在所述牽引車行進(jìn)方向上的投影位于所述導(dǎo)流罩和牽引梁圍成的區(qū)域，所述電池組件在水平方向上位于所述導(dǎo)流罩遠(yuǎn)離所述牽引頭的一側(cè)并與所述導(dǎo)流罩間隔設(shè)置；

6、步驟s40，基于所述換電機(jī)器人將滿電狀態(tài)的所述電池組件移動(dòng)至所述第二狀態(tài)，所述換電機(jī)器人將滿電狀態(tài)的所述電池組件移動(dòng)至第三狀態(tài)；其中，所述第三狀態(tài)包括所述電池組件在所述牽引車行進(jìn)方向上的投影位于所述導(dǎo)流罩和所述牽引梁圍成的區(qū)域，所述電池組件在地面上的投影與所述導(dǎo)流罩在地面上的投影局部重合；

7、步驟s50，基于所述換電機(jī)器人將滿電狀態(tài)的所述電池組件移動(dòng)至所述第三狀態(tài)，所述換電機(jī)器人驅(qū)動(dòng)滿電狀態(tài)的所述電池組件整體下降至連接板與所述牽引梁抵接。

8、在一些實(shí)施例中，所述車輛頂換電方法還包括步驟s41，所述步驟s41包括：

9、步驟s411，基于所述換電機(jī)器人驅(qū)動(dòng)滿電狀態(tài)的所述電池組件至所述第二狀態(tài)，所述換電機(jī)器人驅(qū)動(dòng)滿電狀態(tài)的所述電池組件至第一傾斜狀態(tài)；其中，所述第一傾斜狀態(tài)包括所述電池組件靠近所述牽引頭一側(cè)的電池箱底部到所述牽引梁的距離小于所述電池組件遠(yuǎn)離所述牽引頭一側(cè)的電池箱底部到所述牽引梁的距離；

10、步驟s412，基于所述換電機(jī)器人驅(qū)動(dòng)滿電狀態(tài)的所述電池組件至第一傾斜狀態(tài)，所述換電機(jī)器人驅(qū)動(dòng)滿電狀態(tài)的所述電池組件整體下降至第一配合狀態(tài)；其中，所述第一配合狀態(tài)包括第一間隔和第二間隔靠近所述牽引頭一側(cè)與所述牽引梁間隙配合；所述第一間隔為第一電池和第二電池的間隔空間；所述第二間隔為所述第二電池和第三電池的間隔空間；

11、步驟s413，基于滿電狀態(tài)的所述電池組件整體下降至第一配合狀態(tài)，所述換電機(jī)器人驅(qū)動(dòng)滿電狀態(tài)的所述電池組件朝靠近所述牽引頭方向移動(dòng)至滿電狀態(tài)的所述電池組件與所述牽引頭的最短距離在第一設(shè)定范圍內(nèi)；

12、步驟s414，基于滿電狀態(tài)的所述電池組件與所述牽引頭的最短距離在第一設(shè)定范圍內(nèi)，所述換電機(jī)器人驅(qū)動(dòng)滿電狀態(tài)的所述電池組件至水平狀態(tài)；其中，所述水平狀態(tài)包括所述電池組件靠近所述牽引頭一側(cè)的電池箱底部到所述牽引梁的距離等于所述電池組件遠(yuǎn)離所述牽引頭一側(cè)的電池箱底部到所述牽引梁的距離；

13、步驟s415，基于所述換電機(jī)器人驅(qū)動(dòng)滿電狀態(tài)的所述電池組件至水平狀態(tài)，所述換電機(jī)器人驅(qū)動(dòng)滿電狀態(tài)的所述電池組件朝靠近所述牽引頭方向移動(dòng)至滿電狀態(tài)的所述電池組件與所述牽引頭的最短距離在第二設(shè)定范圍內(nèi)；其中，所述第二設(shè)定范圍小于所述第一設(shè)定范圍；

14、步驟s416，基于滿電狀態(tài)的所述電池組件與所述牽引頭的最短距離在第二設(shè)定范圍內(nèi)，所述換電機(jī)器人驅(qū)動(dòng)滿電狀態(tài)的所述電池組件整體下降至所述連接板與所述牽引梁抵接。

15、在一些實(shí)施例中，所述車輛頂換電方法還包括步驟s42，所述步驟s42包括：

16、步驟s421，基于所述換電機(jī)器人驅(qū)動(dòng)滿電狀態(tài)的所述電池組件至所述第二狀態(tài)，所述換電機(jī)器人驅(qū)動(dòng)滿電狀態(tài)的所述電池組件整體下降至第二配合狀態(tài)；其中，所述第二配合狀態(tài)包括部分所述牽引梁位于導(dǎo)向單元之間，同時(shí)所述牽引梁在第一間隔和第二間隔的空間之外；

17、步驟s422，基于所述換電機(jī)器人驅(qū)動(dòng)滿電狀態(tài)的所述電池組件整體下降至第二配合狀態(tài)，所述換電機(jī)器人驅(qū)動(dòng)滿電狀態(tài)的所述電池組件朝靠近所述牽引頭的方向移動(dòng)至滿電狀態(tài)的所述電池組件與所述牽引頭的最短距離在第二設(shè)定范圍內(nèi)；

18、步驟s423，基于滿電狀態(tài)的所述電池組件與所述牽引頭的最短距離在所述第二設(shè)定范圍內(nèi)，所述換電機(jī)器人驅(qū)動(dòng)滿電狀態(tài)的所述電池組件經(jīng)所述導(dǎo)向單元引導(dǎo)整體下降至所述連接板與所述牽引梁抵接。

19、在一些實(shí)施例中，所述車輛頂換電方法還包括步驟s43，所述步驟s43包括：

20、步驟s431，基于所述換電機(jī)器人將滿電狀態(tài)的所述電池組件移動(dòng)至所述第二狀態(tài)，所述換電機(jī)器人驅(qū)動(dòng)滿電狀態(tài)的所述電池組件至第一傾斜狀態(tài)；其中，所述第一傾斜狀態(tài)包括所述電池組件靠近所述牽引頭一側(cè)的電池箱底部到所述牽引梁的距離小于所述電池組件遠(yuǎn)離所述牽引頭一側(cè)的所述電池箱底部到所述牽引梁的距離；

21、步驟s432，基于所述換電機(jī)器人驅(qū)動(dòng)滿電狀態(tài)的所述電池組件至第一傾斜狀態(tài)，所述換電機(jī)器人驅(qū)動(dòng)滿電狀態(tài)的所述電池組件經(jīng)導(dǎo)向單元引導(dǎo)整體下降至部分所述牽引梁位于第二配合狀態(tài)；其中，所述第二配合狀態(tài)包括部分所述牽引梁位于導(dǎo)向單元之間；

22、步驟s433，基于部分所述牽引梁位于所述第二配合狀態(tài)，所述換電機(jī)器人驅(qū)動(dòng)滿電狀態(tài)的所述電池組件朝靠近所述牽引頭方向移動(dòng)至滿電狀態(tài)的所述電池組件與所述牽引頭的最短距離在第三設(shè)定范圍內(nèi)；

23、步驟s434，基于滿電狀態(tài)的所述電池組件與所述牽引頭的最短距離在第三設(shè)定范圍內(nèi)，所述換電機(jī)器人驅(qū)動(dòng)滿電狀態(tài)的所述電池組件遠(yuǎn)離所述牽引頭的一側(cè)下降至滿電狀態(tài)的所述電池組件處于水平狀態(tài)；其中，所述水平狀態(tài)包括所述電池組件靠近所述牽引頭一側(cè)的所述電池箱底部到所述牽引梁的距離等于所述電池組件遠(yuǎn)離所述牽引頭一側(cè)的所述電池箱底部到所述牽引梁的距離；

24、步驟s435，基于滿電狀態(tài)的所述電池組件處于水平狀態(tài)，所述換電機(jī)器人驅(qū)動(dòng)滿電狀態(tài)的所述電池組件朝靠近所述牽引頭方向移動(dòng)至滿電狀態(tài)的所述電池組件與所述牽引頭的最短距離在第二設(shè)定范圍內(nèi)；

25、步驟s436，基于滿電狀態(tài)的所述電池組件與所述牽引頭的最短距離在第二設(shè)定范圍內(nèi)，所述換電機(jī)器人驅(qū)動(dòng)滿電狀態(tài)的所述電池組件經(jīng)所述導(dǎo)向單元引導(dǎo)整體下降至所述連接板與所述牽引梁抵接。

26、在一些實(shí)施例中，所述車輛頂換電方法包括第一速度和第二速度；所述第一速度包括所述換電機(jī)器人驅(qū)動(dòng)滿電狀態(tài)的所述電池組件從第一狀態(tài)移動(dòng)至所述第二狀態(tài)的速度；所述第二速度包括所述換電機(jī)器人驅(qū)動(dòng)滿電狀態(tài)的所述電池組件從第二狀態(tài)移動(dòng)至第一配合狀態(tài)或者第二配合狀態(tài)的速度；所述第二速度小于所述第一速度。

27、在一些實(shí)施例中，所述電池組件還包括導(dǎo)向單元；所述導(dǎo)向單元包括第一導(dǎo)向部、第二導(dǎo)向部、第三導(dǎo)向部、第四導(dǎo)向部；所述第一導(dǎo)向部與第一電池可拆卸連接；所述第二導(dǎo)向部和所述第三導(dǎo)向部與第二電池可拆卸連接；所述第四導(dǎo)向部與第三電池可拆卸連接；所述導(dǎo)向單元位于電池箱的底部；所述第一導(dǎo)向部、所述第二導(dǎo)向部、所述第三導(dǎo)向部、所述第四導(dǎo)向部依次間隔設(shè)置并位于同一條直線；所述第一導(dǎo)向部和所述第二導(dǎo)向部之間的區(qū)域與第一間隔匹配；所述第三導(dǎo)向部和所述第四導(dǎo)向部之間的區(qū)域與第二間隔匹配；其中，所述第一間隔為第一電池和第二電池的間隔空間，所述第二間隔為所述第二電池和第三電池的間隔空間；所述第一導(dǎo)向部和所述第二導(dǎo)向部之間的距離從靠近所述連接板到遠(yuǎn)離所述連接板的方向逐漸增大；所述第三導(dǎo)向部和所述第四導(dǎo)向部之間的距離從靠近所述連接板到遠(yuǎn)離所述連接板的方向逐漸增大。

28、在一些實(shí)施例中，所述第一導(dǎo)向部、所述第二導(dǎo)向部、所述第三導(dǎo)向部、所述第四導(dǎo)向部的長度均小于所述電池箱的長度。

29、在一些實(shí)施例中，所述第一導(dǎo)向部、所述第二導(dǎo)向部、所述第三導(dǎo)向部、所述第四導(dǎo)向部的一端均與所述電池箱靠近所述牽引頭一側(cè)的端面齊平。

30、第二方面，本發(fā)明提供了一種車輛頂換電系統(tǒng)，所述車輛頂換電系統(tǒng)應(yīng)用于第一方面中任一的所述車輛頂換電方法，所述車輛頂換電系統(tǒng)包括：

31、牽引車，所述牽引車包括牽引頭、牽引梁、驅(qū)動(dòng)部和導(dǎo)流罩；牽引頭和牽引梁可拆卸連接；一部分所述驅(qū)動(dòng)部與所述牽引頭可拆卸連接，另一部分所述驅(qū)動(dòng)部與所述牽引梁可拆卸連接；所述導(dǎo)流罩一端與所述牽引頭靠近所述電池組件的一側(cè)的頂部可拆卸鏈接，另一端朝遠(yuǎn)離所述牽引頭的方向延伸；

32、掛車，所述掛車與所述牽引梁遠(yuǎn)離所述牽引頭的一端可拆卸連接；

33、電池組件，所述電池組件包括電池箱，所述電池箱包括第一電池、第二電池、第三電池和連接板；所述第一電池、所述第二電池、所述第三電池依次與所述連接板可拆卸連接；所述第一電池、所述第二電池、所述第三電池依次間隔設(shè)置；所述第一電池與所述第二電池形成第一間隔；所述第二電池與所述第三電池形成第二間隔；所述第一間隔和所述第二間隔的寬度與所述牽引梁匹配；所述第一間隔和所述第二間隔之間的距離與所述牽引梁匹配；所述電池組件可以包括充電狀態(tài)、供電狀態(tài)、轉(zhuǎn)運(yùn)狀態(tài)三種狀態(tài)；當(dāng)所述電池組件處于所述充電狀態(tài)，所述電池組件與所述充電座可拆卸連接，所述電池組件與所述充電座電連接；當(dāng)所述電池組件處于所述供電狀態(tài)，所述電池組件通過所述連接板與所述牽引梁可拆卸連接；部分所述牽引梁位于所述第一間隔；部分所述牽引梁位于所述第二間隔；所述電池組件與所述驅(qū)動(dòng)部電連接；當(dāng)所述電池組件處于所述轉(zhuǎn)運(yùn)狀態(tài)，所述電池組件與所述換電機(jī)器人可拆卸連接；

34、充電座，所述充電座用于給所述電池組件充電；

35、換電機(jī)器人，所述換電機(jī)器人用于將所述牽引車上處于少電狀態(tài)的所述電池組件移動(dòng)到所述充電座，也可以用于將所述充電座上處于滿電狀態(tài)的所述電池組件移動(dòng)到所述牽引車。

36、在一些實(shí)施例中，所述電池組件還包括導(dǎo)向單元；所述導(dǎo)向單元包括第一導(dǎo)向部、第二導(dǎo)向部、第三導(dǎo)向部、第四導(dǎo)向部；所述第一導(dǎo)向部與所述第一電池可拆卸連接；所述第二導(dǎo)向部和所述第三導(dǎo)向部與所述第二電池可拆卸連接；所述第四導(dǎo)向部與所述第三電池可拆卸連接；所述導(dǎo)向單元位于電池箱的底部；所述第一導(dǎo)向部、所述第二導(dǎo)向部、所述第三導(dǎo)向部、所述第四導(dǎo)向部依次間隔設(shè)置并位于同一條直線；所述第一導(dǎo)向部和所述第二導(dǎo)向部之間的區(qū)域與所述第一間隔匹配；所述第三導(dǎo)向部和所述第四導(dǎo)向部之間的區(qū)域與所述第二間隔匹配；其中，所述第一間隔為所述第一電池和所述第二電池的間隔空間，所述第二間隔為所述第二電池和所述第三電池的間隔空間；所述第一導(dǎo)向部和所述第二導(dǎo)向部之間的距離從靠近所述連接板到遠(yuǎn)離所述連接板的方向逐漸增大；所述第三導(dǎo)向部和所述第四導(dǎo)向部之間的距離從靠近所述連接板到遠(yuǎn)離所述連接板的方向逐漸增大；所述第一導(dǎo)向部、所述第二導(dǎo)向部、所述第三導(dǎo)向部、所述第四導(dǎo)向部的長度均小于所述電池箱的長度；所述第一導(dǎo)向部、所述第二導(dǎo)向部、所述第三導(dǎo)向部、所述第四導(dǎo)向部的一端均與所述電池箱靠近所述牽引頭一側(cè)的端面齊平。

37、為解決卡車為減少占用裝貨空間導(dǎo)致?lián)Q電空間狹小阻礙換電的問題，本發(fā)明有以下優(yōu)點(diǎn)：

38、采用底盤式電池，將電池組件的安裝位置設(shè)置在牽引梁上，從而不必占用牽引頭和掛車之間的間隔空間，可以適當(dāng)縮短牽引頭和掛車之間的距離，提高卡車裝貨能力。通過設(shè)置第一狀態(tài)、第二狀態(tài)、第三狀態(tài)，其中，第一狀態(tài)包括電池組件在豎直方向上位于導(dǎo)流罩的上側(cè)，電池組件在水平方向上位于導(dǎo)流罩遠(yuǎn)離牽引頭的一側(cè)并與導(dǎo)流罩間隔設(shè)置；第二狀態(tài)包括電池組件在牽引車行進(jìn)方向上的投影位于導(dǎo)流罩和牽引梁圍成的區(qū)域，電池組件在水平方向上位于導(dǎo)流罩遠(yuǎn)離牽引頭的一側(cè)并與導(dǎo)流罩間隔設(shè)置；第三狀態(tài)包括電池組件在牽引車行進(jìn)方向上的投影位于導(dǎo)流罩和牽引梁圍成的區(qū)域，電池組件在地面上的投影與導(dǎo)流罩在地面上的投影局部重合。車輛頂換電過程中通過控制電池組件從第一狀態(tài)向下移動(dòng)至第二狀態(tài)，再從第二狀態(tài)平移到第三狀態(tài)，從而可以在電池組件的移動(dòng)過程中避開導(dǎo)流罩的阻礙，順利將電池組件放置在牽引車的對(duì)應(yīng)位置。