基于AGV移动搬运的重卡换电系统及方法与流程

本发明涉及重卡换电技术领域，特别是涉及一种基于agv移动搬运的重卡换电系统及方法。

背景技术：

随着电动化的推行，国家大力推进充换电基础设施建设，鼓励企业研发换电模式车型。卡车动力需求大，传统用柴油作为动力的卡车污染严重，推行重卡电动化是十分有必要的。重卡的电池容量大，同等充电功率下充电速度慢，重卡换电站的研发与投入能够解决重卡充电速度慢的问题，提高重卡充电效率。并且电池的集中管理，充分带来电网的供需平衡，给整个国家的能源体系都是带来强有力的补充。

现有的重卡换电模式分为行车式、塔吊式、有轨叉车式3种。行车式对于卡车停放位置要求高，占地面积很大，不更换设备无法扩展电池，很难做到模块化设计，不利于后期电池的增加与扩展。塔吊式结构简单，自动化程度低，无法做到全自动换电，需要人为介入。有轨叉车式对卡车停放位置要求高，占地面积大，不更换设备无法扩展电池。现有模式下换电站只作为充电单元使用，利用率低，与电网关联程度低，不利于电网的稳定。

技术实现要素：

本发明针对现有技术存在的问题和不足，提供一种新型的基于agv移动搬运的重卡换电系统及方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本发明提供一种基于agv移动搬运的重卡换电系统，其特点在于，其包括换电平台、agv智能小车和充储一体化模块；

所述换电平台用于供重卡停放并检测重卡的停车位置是否符合停放要求，在符合时发出停放成功的消息，在不符合时发出停放失败的消息并告警提示重新停车；

所述agv智能小车用于基于重卡上的电池位置规划行进路线以行进至重卡上的电池位置，将重卡上的待充电电池卸载装上agv智能小车，并向充储一体化模块发送充换电请求，在接收到充储一体化模块发来的空闲仓位的位置和电池满电仓位的位置后，基于空闲仓位的位置规划行进路线以行进至空闲仓位的位置，将待充电电池卸载装在空闲仓位的位置上，并将电池满电仓位位置的电池运送装载至换电平台上的重卡上；

所述充储一体化模块用于在接收到充换电请求后查询电池充电仓的空闲仓位和电池满电仓位，并将空闲仓位的位置和电池满电仓位的位置发送至agv智能小车，并对装在空闲仓位的位置上的电池进行充电。

较佳地，所述充储一体化模块用于利用pcs四象限运行特性，采用ems能量管理系统均衡控制有功正负、无功正负的输出，采用重卡电池pcs模块化与电网交流侧耦合技术，为每一个重卡电池提供单独的与电网连接的通道。

较佳地，所述agv智能小车用于利用激光制导技术、ai视觉识别技术，在空间构建出3维或多维图形，实现路线智能规划。

本发明还提供一种基于agv移动搬运的重卡换电方法，其特点在于，其包括以下步骤：

s1、换电平台供重卡停放并检测重卡的停车位置是否符合停放要求，在符合时发出停放成功的消息，在不符合时发出停放失败的消息并告警提示重新停车；

s2、agv智能小车基于重卡上的电池位置规划行进路线以行进至重卡上的电池位置，将重卡上的待充电电池卸载装上agv智能小车，并向充储一体化模块发送充换电请求；

s3、充储一体化模块在接收到充换电请求后查询电池充电仓的空闲仓位和电池满电仓位，并将空闲仓位的位置和电池满电仓位的位置发送至agv智能小车；

s4、agv智能小车在接收到空闲仓位的位置和电池满电仓位的位置后，基于空闲仓位的位置规划行进路线以行进至空闲仓位的位置，将待充电电池卸载装在空闲仓位的位置上，并将电池满电仓位位置的电池运送装载至换电平台上的重卡上；

s5、充储一体化模块对装在空闲仓位的位置上的电池进行充电。

较佳地，所述方法还包括以下步骤：

所述充储一体化模块利用pcs四象限运行特性，采用ems能量管理系统均衡控制有功正负、无功正负的输出，采用重卡电池pcs模块化与电网交流侧耦合技术，为每一个重卡电池提供单独的与电网连接的通道。

较佳地，在步骤s2中，所述agv智能小车利用激光制导技术、ai视觉识别技术，在空间构建出3维或多维图形，实现路线智能规划。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

1)采用模块化设计，大大减少了换电站对占地面积的要求，提高了换电站勘测成功率。

2)智能化：采用了激光导航、超维定位、ai图像定位等技术，实现了远距离(25m)定位导航、路径规划、自动避障、智能搬运的功能。

3)多元型：储能充电一体化设计，减少了换电站对电网依赖性，摆脱传统换电站纯负载模式，利用pcs四象限运行模式，实现换电站削峰填谷，辅助调峰调频，无功补偿，备用电源的功能。

4)节能：可与光伏、风力等新能源系统结合，结合ems能量管理系统，减少换电站对电网容量依赖，更节能，更环保。

5)协同性：多机(agv)可协作设计，打破传统单一进程搬运模式，agv拆电池，取电池可以同时进行，互不干扰，进一步提高换电站。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的基于agv移动搬运的重卡换电系统的结构框图。

图2为本发明较佳实施例的基于agv移动搬运的重卡换电方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例提供一种基于agv移动搬运的重卡换电系统，包括换电平台1、agv智能小车2和充储一体化模块3。

所述换电平台1用于供重卡停放并检测重卡的停车位置是否符合停放要求，在符合时发出停放成功的消息，在不符合时发出停放失败的消息并告警提示重新停车。

所述agv智能小车2用于基于重卡上的电池位置规划行进路线以行进至重卡上的电池位置，将重卡上的待充电电池卸载装上agv智能小车，并向充储一体化模块发送充换电请求，在接收到充储一体化模块3发来的空闲仓位的位置和电池满电仓位的位置后，基于空闲仓位的位置规划行进路线以行进至空闲仓位的位置，将待充电电池卸载装在空闲仓位的位置上，并将电池满电仓位位置的电池运送装载至换电平台上的重卡上。

所述充储一体化模块3用于在接收到充换电请求后查询电池充电仓的空闲仓位和电池满电仓位，并将空闲仓位的位置和电池满电仓位的位置发送至agv智能小车2，并对装在空闲仓位的位置上的电池进行充电。

所述充储一体化模块3还用于利用pcs四象限运行特性，采用ems能量管理系统均衡控制有功正负、无功正负的输出，采用重卡电池pcs模块化与电网交流侧耦合技术，为每一个重卡电池提供单独的与电网连接的通道。

如图2所示，本实施例还提供一种基于agv移动搬运的重卡换电方法，其包括以下步骤：

步骤101、换电平台供重卡停放并检测重卡的停车位置是否符合停放要求，在符合时发出停放成功的消息，在不符合时发出停放失败的消息并告警提示重新停车。

步骤102、agv智能小车基于重卡上的电池位置规划行进路线以行进至重卡上的电池位置，将重卡上的待充电电池卸载装上agv智能小车，并向充储一体化模块发送充换电请求。

步骤103、充储一体化模块在接收到充换电请求后查询电池充电仓的空闲仓位和电池满电仓位，并将空闲仓位的位置和电池满电仓位的位置发送至agv智能小车。

步骤104、agv智能小车在接收到空闲仓位的位置和电池满电仓位的位置后，基于空闲仓位的位置规划行进路线以行进至空闲仓位的位置，将待充电电池卸载装在空闲仓位的位置上，并将电池满电仓位位置的电池运送装载至换电平台上的重卡上。

步骤105、充储一体化模块对装在空闲仓位的位置上的电池进行充电。

此外，所述方法还包括以下步骤：

所述充储一体化模块利用pcs四象限运行特性，采用ems能量管理系统均衡控制有功正负、无功正负的输出，采用重卡电池pcs模块化与电网交流侧耦合技术，为每一个重卡电池提供单独的与电网连接的通道。

所述agv智能小车利用激光制导技术、ai视觉识别技术，在空间构建出3维或多维图形，实现agv小车精确制导，智能搬运。决绝了传统重卡换电站占地面积大，结构复杂，不易于后期扩展电池仓的问题，真正意义上实现了重卡电池的移动搬运。

储能充电一体化设计，减少了换电站对电网依赖性，摆脱传统换电站纯负载模式，利用pcs四象限运行模式，实现换电站削峰填谷，辅助调峰调频，无功补偿，备用电源的功能。

储充一体化模块，采用ems能量管理系统控制pcs的四象限运行，摆脱传统换电站只能充电的单一功能，提高了换电站的多元化利用率，进一步提示换电站与电网的联系，利用光伏系统减少了换电站对容量的需求。

本发明的基于agv移动搬运的重卡换电站，采用模块化设计，摆脱传统固定搬运模式，真正意义上实现移动搬运、整体式集装箱充电系统，方便后期扩展，创新多机协同合作机器人设计，搬运速度更快。

本发明利用pcs四象限运行特性，采用ems能量管理系统控制pcs的四象限运行，摆脱传统换电站只能充电的单一功能，提高了换电站的多元化利用率，进一步提示换电站与电网的联系，利用光伏系统减少了换电站对容量的需求。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

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