一種電動汽車電池更換監控系統技術方案

本實用新型專利技術涉及一種電動汽車電池更換監控系統，監控系統包括工作站、外部系統、數據庫、人機交互接口、外部通信接口、數據庫接口、消息處理與分發模塊、流程監控模塊、操作過程監控模塊和換電設備監控模塊；工作站通過人機交互接口與消息處理與分發模塊進行通信；所述外部系統通過外部通信接口與消息處理與分發模塊進行通信；所述數據庫通過數據庫接口與消息處理與分發模塊進行通信；所述消息處理與分發模塊把信息分別分發給流程監控模塊、操作過程監控模塊和換電設備監控模塊。本實用新型專利技術的技術方案實現了電動汽車電池更換全流程的自動控制，解決了電池更換操作自動化程度較低的問題，極大的提高了電池更換的效率和可靠性。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及電動汽車電池更換技術，具體涉及一種電動汽車電池更換監控系統。
技術介紹
電動汽車電池更換是一個復雜的過程，包括車輛引導、車輛定位、獲取電池箱需求信息、傳送電池箱、裝卸電池箱、繳費結算、引導車輛出站、電池箱管理等一系列環節，且涉及車輛、電池箱更換設備、電池箱、充電架、充電機等眾多設備，各個環節及設備之間的交互錯綜復雜，且電池的傳送和裝卸必須按照一定的邏輯進行，如何協調各個環節和控制邏輯，實現電池更換全流程的自動化控制，且保障電池更換過程的安全可靠是一個難題。 目前雖然大多數建成投運的電動汽車電池更換站內都配備了專用的機器人設備來完成電池的搬運與裝卸工作，然而并沒有實現整個電池更換過程的自動化。機器人設備只是根據運行人員的指令完成電池的傳送、拆卸、安裝等動作，整個電池更換過程需要較多的人工干預，如檢查判斷各種中間狀態和操作邏輯，登記更換的電池箱信息等。因而效率低下，更換操作的安全性和可靠性得不到保障，顯然無法適應規模化電動汽車運營的要求。
技術實現思路
針對現有技術的不足，本技術提供了一種電動汽車電池更換監控系統，本技術基于狀態機和事件驅動流程鏈技術，實現了電動汽車電池更換全流程的自動控制，解決了電池更換操作自動化程度較低的問題，極大的提高了電池更換的效率和可靠性。本技術的目的是采用下述技術方案實現的一種電動汽車電池更換監控系統，其改進之處在于，所述監控系統包括工作站、夕卜部系統、人機交互接口、外部通信接口、數據庫接口和消息處理與分發模塊；所述工作站通過人機交互接口與消息處理與分發模塊進行通信；所述外部系統通過外部通信接口與消息處理與分發模塊進行通信；所述數據庫通過數據庫接口與消息處理與分發模塊進行通信；所述監控系統與電動汽車更換設備控制器連接。其中，通過所述人機交互接口與工作站的操作員進行交互；所述消息處理與分發模塊通過所述外部通信接口接收電動汽車換電請求、RFID掃描信息和安防系統聯動警告信號。其中，所述外部通信接口為網絡串口 ；所述外部系統包括電動汽車、RFID掃描儀和安防系統。其中，所述消息處理與分發模塊將外部輸入的指令和信號分發給電動汽車更換設備控制器；所述消息處理與分發模塊包括控制器；所述控制器為PLC控制器。其中，所述消息處理與分發模塊的控制器與電動汽車更換設備控制器連接。其中，所述消息處理與分發模塊將電動汽車更換設備控制器的提示信息以及安防系統聯動警告信號通過人機交互接口發送給工作站。其中，所述電動汽車更換設備控制器包括換電機器人設備，所述換電機器人設備與消息處理與分發模塊的控制器進行通信。其中，所述電動汽車更換設備控制器與電動汽車換電的上位機連接。與現有技術比，本技術達到的有益效果是1、自動化程度高，實現從電動汽車進站到電池更換完畢駛出電池更換站全流程的自動控制。2、電池更換操作的效率高，通過合理協調電池更換設備和電池傳送設備縮短了電池更換的操作時間。3、充分考慮電池更換操作的安全可靠，具有完善的異常處理機制。4、電池更換的同時完成電池出入站信息的管理。5、以批組為單位進行電池箱的更換，避免了因電池箱隨意組合使用而導致的一致性問題，有利于延長電池的使用壽命。6、本技術提供的方案實現了電動汽車電池更換全流程的自動控制，解決了電池更換操作自動化程度較低的問題，附圖說明圖1是本技術提供的基于事件驅動過程鏈的電池更換監控方法的流程圖；圖2是本技術提供的基于狀態機的電池更換監控總體結構圖；圖3是本技術提供的電動汽車電池更換監控系統結構圖。具體實施方式以下結合附圖對本技術的具體實施方式作進一步的詳細說明。電動汽車電池更換監控系統是一個事件驅動系統，采用事件驅動流程鏈(Event-driven Process Chain, EPC)進行流程建模。此外，電池更換監控系統是一個典型的具有離散輸入輸出的事件驅動系統，采用狀態機進行行為建模是十分有效和直觀的方法。電動汽車電池更換監控系統結構如圖3所示，監控系統包括工作站、外部系統、人機交互接口、外部通信接口、數據庫接口和消息處理與分發模塊；工作站通過人機交互接口與消息處理與分發模塊進行通信；所述外部系統通過外部通信接口與消息處理與分發模塊進行通信；所述數據庫通過數據庫接口與消息處理與分發模塊進行通信；所述監控系統與電動汽車更換設備控制器連接。通過所述人機交互接口與工作站的操作員進行交互；所述消息處理與分發模塊通過所述外部通信接口接收電動汽車請求、RFID掃描信息和安防系統聯動警告信號。外部通信接口為網絡串口 ；所述外部系統包括電動汽車、RFID掃描儀和安防系統。消息處理與分發模塊將外部輸入的指令和信號分發給電動汽車更換設備控制器；所述消息處理與分發模塊包括控制器；控制器為PLC控制器。消息處理與分發模塊的控制器與電動汽車更換設備控制器連接。消息處理與分發模塊將電動汽車更換設備控制器的提示信息以及安防系統聯動警告信號通過人機交互接口發送給工作站。電動汽車更換設備控制器包括換電機器人設備，換電機器人設備與消息處理與分發模塊的控制器進行通信。電動汽車更換設備控制器與電動汽車換電的上位機連接。本技術提供的電動汽車電池更換監控系統是基于QP量子框架實現的。基于事件驅動流程鏈進行建模的電動汽車電池更換監控方法流程如圖1所示，包括下述步驟A、電動汽車駛入電池更換站；B、電池更換站入口處的RFID掃描儀掃描并讀取電動汽車的RFID標簽；C、根據所述RFID標簽認證電動汽車信息；D、判斷電動汽車認證是否成功若電動汽車認證成功，則進行步驟E，否則，輸出電動汽車認證失敗信息，并登記電動汽車的車輛信息再進入步驟E。E、檢查電動汽車所需的電池箱是否充滿電若電池箱充滿電，則進行步驟F，否貝U，進行步驟G。F、引導電動汽車就位；G、電動汽車等待；H、電動汽車準備就緒；1、為電動汽車更換電池；J、電池更換完畢，進行繳費結算；K、引導電動汽車駛出電池更換站。圖1中的V操作為邏輯判斷操作。電動汽車的換電機器人設備包括換電設備監控模塊，電動汽車換電的上位機包括流程監控模塊和操作過程監控模塊。為了實現電動汽車電池更換的全自動控制，本技術從三個層次來分析處理電池更換的控制問題。I)整體流程控制，實現從車輛進站到電池更換完畢出站的整個流程的控制，即完成圖1中各個環節的銜接與協調；整體流程監控用流程監控模塊的狀態機進行描述。2)電池更換操作過程的控制，即圖1中“更換電池”環節的控制。根據車輛、電池箱、電池架等的狀態信息以及特定的操作邏輯協調控制多個機器人設備完成整車全部電池的更換，并將換下的電池傳送到電池架進行充電；電池更換操作過程監控用操作過程監控模塊的狀態機進行描述。3 )換電機器人設備的操作控制，對換電機器人設備進行操作時考慮設備自身的狀態以及環境條件，充分保障安全可靠性；換電機器人設備用換電設備監控模塊的狀態機進行描述。上述三個控制問題是一個有機的整體，每一個控制問題都采用狀態機進行描述，通過狀態機之間的協調交互完成電池更換的全自動控制，基于狀態機的電池更換控制總體結構如圖2所示。操作員的指令以及RFID掃描儀、安防系統、運營管理系統等輸入的信號和事項驅動流程監控模塊的狀態機的運行，當進入電池更換操作環節時，則啟動更換操作本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電動汽車電池更換監控系統，其特征在于，所述監控系統包括工作站、外部系統、人機交互接口、外部通信接口、數據庫接口和消息處理與分發模塊；所述工作站通過人機交互接口與消息處理與分發模塊進行通信；所述外部系統通過外部通信接口與消息處理與分發模塊進行通信；所述數據庫通過數據庫接口與消息處理與分發模塊進行通信；所述監控系統與電動汽車更換設備控制器連接。

【技術特征摘要】
1.一種電動汽車電池更換監控系統，其特征在于，所述監控系統包括工作站、外部系統、人機交互接口、外部通信接口、數據庫接口和消息處理與分發模塊；所述工作站通過人機交互接口與消息處理與分發模塊進行通信；所述外部系統通過外部通信接口與消息處理與分發模塊進行通信；所述數據庫通過數據庫接口與消息處理與分發模塊進行通信；所述監控系統與電動汽車更換設備控制器連接。2.如權利要求1所述的電動汽車電池更換監控系統，其特征在于，通過所述人機交互接口與工作站的操作員進行交互；所述消息處理與分發模塊通過所述外部通信接口接收電動汽車換電請求、RFID掃描信息和安防系統聯動警告信號。3.如權利要求1所述的電動汽車電池更換監控系統，其特征在于，所述外部通信接口為網絡串口 ；所述外部系統包括電動汽車、RFID掃描儀和安防系統。4.如權利要求1所述的電動汽...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙明宇，汪映輝，路致遠，王剛，孫廣明，儲毅，何陽，李浩，
申請(專利權)人：中國電力科學研究院，國家電網公司，
類型：實用新型
國別省市：