本發(fā)明涉及車輛換電，具體而言，涉及一種無電源換電站及換電方法。

背景技術(shù)：

1、車輛換電站是專為新能源電車打造的高效能源補(bǔ)給站，其結(jié)構(gòu)緊湊，通常由集裝箱式或鋼結(jié)構(gòu)建筑外殼包裹，內(nèi)部集成電池轉(zhuǎn)移設(shè)備（如頂?shù)酢C(jī)械臂）、充電設(shè)備、監(jiān)控與通訊設(shè)備等關(guān)鍵組件。這些設(shè)備協(xié)同工作，實現(xiàn)了對電車動力電池的快速更換和集中管理。換電站的核心功能在于，一方面通過智能化設(shè)備快速為貨車更換滿電電池，確保車輛持續(xù)高效運(yùn)行；另一方面，對備用電池進(jìn)行統(tǒng)一充電、存儲和維護(hù)，保障電池性能和安全。

2、隨新能源車輛的應(yīng)用越來越廣泛，換電站在各種環(huán)境下的需求也越來越多。如在礦場等野外工地環(huán)境下，常常無法連通市電、沒有電源，因此不便建立能夠為備用電池箱充電的換電站，無法滿足新能源車輛的換電需求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決無電源環(huán)境下難以滿足新能源車輛換電需求的問題，本發(fā)明提供了一種無電源換電站及換電方法。

2、第一方面，本發(fā)明提供了一種無電源換電站，所述無電源換電站包括：

3、機(jī)架，所述機(jī)架的一側(cè)具有換電通道，另一側(cè)具有載電通道；

4、換電機(jī)器人，所述換電機(jī)器人包括運(yùn)轉(zhuǎn)小車和吊具；所述運(yùn)轉(zhuǎn)小車與所述機(jī)架活動連接；所述運(yùn)轉(zhuǎn)小車沿第一水平方向、第二水平方向移動；所述第一水平方向與所述第二水平方向相互垂直；所述運(yùn)轉(zhuǎn)小車在所述換電通道和所述載電通道之間移動；所述吊具與所述運(yùn)轉(zhuǎn)小車活動連接；所述吊具沿豎直方向移動；

5、第一檢測器，所述第一檢測器與所述機(jī)架可拆卸連接；所述第一檢測器位于所述換電通道；所述第一檢測器檢測所述換電通道的來車情況；

6、第二檢測器，所述第二檢測器與所述機(jī)架可拆卸連接；所述第二檢測器位于所述載電通道；所述第二檢測器檢測所述載電通道的來車情況；

7、載電車輛，所述載電車輛能夠駛?cè)牒婉傠x所述載電通道；所述載電車輛上具有多個安裝座；

8、若干電池箱，一個所述電池箱對應(yīng)其中一個所述安裝座；所述電池箱與所述安裝座可拆卸連接；所述吊具用于抓取所述電池箱。

9、在一些實施例中，所述無電源換電站還包括視覺傳感器，所述視覺傳感器與所述吊具可拆卸連接；所述視覺傳感器檢測所述安裝座的位置或所述電池箱的位置。

10、在一些實施例中，所述載電車輛駛?cè)胨鲚d電通道的狀態(tài)下，所述載電車輛上的若干所述電池箱沿所述第一水平方向依次排布；

11、所述機(jī)架沿所述第一水平方向的尺寸大于兩個所述電池箱的寬度之和；所述機(jī)架沿所述第一水平方向的尺寸小于三個所述電池箱的寬度之和；所述運(yùn)轉(zhuǎn)小車在所述機(jī)架的尺寸范圍內(nèi)移動。

12、第二方面，本發(fā)明提供了一種換電方法，應(yīng)用于第一方面中的無電源換電站。所述換電方法包括：

13、步驟s10，以預(yù)設(shè)頻率獲取換電通道和載電通道的狀態(tài)信息；所述狀態(tài)信息包括來車狀態(tài)和等待狀態(tài)；換電車輛駛?cè)胨鰮Q電通道時，所述換電通道切換為來車狀態(tài)；所述換電車輛駛離所述換電通道時，所述換電通道切換為等待狀態(tài)；載電車輛駛?cè)胨鲚d電通道時，所述載電通道切換為來車狀態(tài)；所述載電車輛駛離所述載電通道時，所述載電通道切換為等待狀態(tài)；

14、步驟s20，基于所述換電通道和所述載電通道均切換為來車狀態(tài)，控制換電機(jī)器人抓取所述換電車輛上饋電的電池箱；

15、步驟s30，基于所述換電機(jī)器人對饋電的所述電池箱抓取完成，控制所述換電機(jī)器人將饋電的所述電池箱放置到所述載電車輛上空載的安裝座上；

16、步驟s40，基于所述換電機(jī)器人將饋電的所述電池箱放置到所述載電車輛上，控制所述換電機(jī)器人抓取所述載電車輛上滿電的所述電池箱；

17、步驟s50，基于所述換電機(jī)器人對滿電的所述電池箱抓取完成，控制所述換電機(jī)器人將滿電的所述電池箱放置到所述換電車輛上，所述換電車輛換電完成；

18、步驟s60，基于所述換電車輛換電完成，控制所述換電車輛駛離所述換電通道，并控制所述載電車輛調(diào)整位置，直至所述載電通道的第一預(yù)設(shè)位置為空載的所述安裝座，所述載電通道的第二預(yù)設(shè)位置為滿電的所述電池箱；

19、步驟s70，重復(fù)所述步驟s20至所述步驟s60，直至所述載電車輛上滿電的所述電池箱數(shù)量為0，控制所述載電車輛駛離所述載電通道。

20、在一些實施例中，所述步驟s30包括：

21、步驟s31，基于所述換電機(jī)器人對饋電的所述電池箱抓取完成，控制運(yùn)轉(zhuǎn)小車移動至第一預(yù)設(shè)位置的正上方；

22、步驟s32，基于所述運(yùn)轉(zhuǎn)小車位于所述第一預(yù)設(shè)位置的正上方，控制吊具下降，直至所述吊具與空載的安裝座之間的距離小于視覺傳感器的檢測距離；

23、步驟s33，基于所述吊具與空載的所述安裝座的距離小于所述視覺傳感器的檢測距離，獲取空載的所述安裝座偏離所述第一預(yù)設(shè)位置的第一偏離信息；

24、步驟s34，基于所述第一偏離信息在預(yù)設(shè)偏離范圍內(nèi)，控制所述吊具繼續(xù)下降直至將饋電的所述電池箱放置到空載的所述安裝座上。

25、在一些實施例中，所述步驟s30還包括：

26、步驟s35，基于所述第一偏離信息在所述預(yù)設(shè)偏離范圍外，控制所述吊具上升直至到達(dá)預(yù)設(shè)高度；

27、步驟s36，基于所述吊具位于所述預(yù)設(shè)高度，根據(jù)所述第一偏離信息控制所述運(yùn)轉(zhuǎn)小車移動至空載的所述安裝座的正上方；

28、步驟s37，基于所述運(yùn)轉(zhuǎn)小車位于空載的所述安裝座的正上方，控制所述吊具下降直至將饋電的所述電池箱放置到空載的所述安裝座上。

29、在一些實施例中，所述步驟s40包括：

30、步驟s41，基于所述換電機(jī)器人將饋電的所述電池箱放置到所述載電車輛上，根據(jù)所述第一偏離信息計算滿電的所述電池箱的偏離所述第二預(yù)設(shè)位置的第二偏離信息；

31、步驟s42，基于所述第二偏離信息，控制所述運(yùn)轉(zhuǎn)小車移動至所述載電通道內(nèi)滿電的所述電池箱的正上方；

32、步驟s43，基于所述運(yùn)轉(zhuǎn)小車位于滿電的所述電池箱的正上方，控制所述吊具下降直至抓取所述載電車輛上滿電的所述電池箱。

33、在一些實施例中，所述步驟s40包括：

34、步驟s401，基于所述換電機(jī)器人將饋電的所述電池箱放置到所述載電車輛上，控制運(yùn)轉(zhuǎn)小車移動至第二預(yù)設(shè)位置的正上方；

35、步驟s402，基于所述運(yùn)轉(zhuǎn)小車位于所述第二預(yù)設(shè)位置的正上方，控制吊具下降，直至所述吊具與滿電的所述電池箱之間的距離小于視覺傳感器的檢測距離；

36、步驟s403，基于所述吊具與滿電的所述電池箱的距離小于所述視覺傳感器的檢測距離，獲取滿電的所述電池箱偏離所述第二預(yù)設(shè)位置的第二偏離信息；

37、步驟s404，基于所述第二偏離信息在預(yù)設(shè)偏離范圍內(nèi)，控制所述吊具繼續(xù)下降直至抓取滿電的所述電池箱；

38、步驟s405，基于所述第二偏離信息在預(yù)設(shè)偏離范圍外，控制所述吊具上升至預(yù)設(shè)高度；

39、步驟s406，基于所述吊具上升至所述預(yù)設(shè)高度，根據(jù)所述第二偏離信息，控制所述運(yùn)轉(zhuǎn)小車移動至滿電的所述電池箱的正上方；

40、步驟s407，基于所述運(yùn)轉(zhuǎn)小車位于滿電的所述電池箱的正上方，控制所述吊具下降直至抓取所述載電車輛上滿電的所述電池箱。

41、在一些實施例中，在所述步驟s20中，所述載電通道切換為來車狀態(tài)時，所述載電車輛上距離車頭最近的安裝座為空載狀態(tài)，其他的所述安裝座均裝載有滿電的電池箱；所述安裝座沿所述載電車輛的長度方向依次排布；

42、所述步驟s60包括：基于所述換電車輛換電完成，控制所述換電車輛駛離所述換電通道，并控制所述載電車輛向前行駛直至所述載電通道的第一預(yù)設(shè)位置為空載的所述安裝座，所述載電通道的第二預(yù)設(shè)位置為滿電的所述電池箱。

43、在一些實施例中，所述步驟s70包括：

44、步驟s71，重復(fù)所述步驟s20至所述步驟s60，直至所述載電車輛上滿電的所述電池箱數(shù)量為0；

45、步驟s72，基于所述載電車輛上滿電的所述電池箱數(shù)量為0，控制所述載電車輛向后倒車直至距離車頭最近的所述電池箱位于所述第一預(yù)設(shè)位置；

46、步驟s73，基于距離所述載電車輛的車頭最近的所述電池箱位于所述第一預(yù)設(shè)位置，控制所述換電機(jī)器人抓取所述第一預(yù)設(shè)位置的電池箱；

47、步驟s74，基于所述換電機(jī)器人對所述第一預(yù)設(shè)位置的電池箱完成抓取，控制所述載電車輛向前行駛直至距離車尾最近的空載的所述安裝座位于所述第二預(yù)設(shè)位置；

48、步驟s75，基于距離所述載電車輛的車尾最近的空載的所述安裝座位于所述第二預(yù)設(shè)位置，控制所述換電機(jī)器人將電池箱放置到所述第二預(yù)設(shè)位置的所述安裝座上；

49、步驟s76，基于所述載電車輛上距離車頭最近的安裝座為空載狀態(tài)，其他的所述安裝座均裝載有饋電的所述電池箱，控制所述載電車輛駛離所述載電通道。

50、為解決無電源環(huán)境下難以滿足新能源車輛換電需求的問題，本發(fā)明有以下優(yōu)點(diǎn)：

51、利用載電車輛以及換電機(jī)器人實現(xiàn)了無電源換電的操作，滿電的電池箱由載電車輛運(yùn)輸而來，因此換電站可以設(shè)置為簡易的便于拆裝結(jié)構(gòu)，且占地面積可以做到足夠小，適用于在無電源工況下不便對電池箱充電的換電場景，例如礦場等。此外，通過分別設(shè)置于換電通道和載電通道的第一檢測器和第二檢測器，可以實時檢測到是否需要換電以及是否存在可供更換的滿電電池箱，從而可以實現(xiàn)自動換電。