1.本发明涉及智能换电系统领域，具体涉及一种电动车电池的智能换电系统。
背景技术：2.为解决两轮电动车充电的火灾隐患，已有部分换电柜投入运行，很大程度消除了电动车在楼道或私拉电线充电的隐患。但是目前换电柜产品以较为简单的一个格子一个充电器，使用者需要手动插线，仅有极少部分实现的智能化和充电过程自动化，且仍存在较多问题和局限性，管理维护的流程也较为繁琐，未实现智能化管理。
技术实现要素：3.为了解决上述问题，本发明提供了一种电动车电池的智能换电系统：
4.一种电动车电池的智能换电系统，包括硬件架构单元，所述硬件构架单元包括换电柜、手机客户端、后台服务器、电池，所述换电柜、手机客户端、电池均通过设有的gprs通信模块实现交互连接，所述电池电连接换电柜，所述电池接入换电柜后，采用加密通信协议和数据线通信的方式与换电柜进行通信。
5.优选的，所述换电柜包括中控板和多个均连接中控板的换电模块，所述中控板连接后台服务器，用于后台服务器和换电模块的通信与逻辑处理，所述换电模块包括相互连接的单元格控制板和电源模块，所述单元格控制板用于控制电源模块的充电开启或结束。
6.优选的，所述换电模块还包括用于放置电池的单元格仓，所述单元格仓设有用于启闭单元格仓的柜门，所述柜门设有连接单元格控制板的电磁门锁，所述电磁门锁的开门指令和门开/关状态的检测由单元格控制板控制。
7.优选的，所述单元格仓底部设有斜向下的轨道，所述轨道与电池构成滑移配合，所述轨道的末端设有充电插座，所述充电插座与电池尾部设有的充电接口构成可拆卸式电连接配合，所述单元格仓外设有连接单元格控制板的指示灯。用户打开单元格仓之后，将电池通过重力作用沿轨道滑入单元格仓底部，电池尾部的充电接口与单元格仓内的充电插座电连接。
8.优选的，还包括软件逻辑单元，所述软件逻辑单元包括开户取电池流程模块，所述开户取电池流程模块：新用户使用手机客户端软件注册付费并开通账户；用户在换电柜扫码，手机将该扫码信息发送至后台服务器，由后台服务器分析判断后，向换电柜的中控板发送特定单元格仓的开门指令；中控板收到后台服务器的指令后，向被分配的单元格控制板发送开门指令；被分配的单元格控制板收到开门指令后，驱动电磁锁开门；开门后，用户可取走单元格仓内的电池；用户取完电池关门后，单元格控制板检测到门关闭，将该信息发送回中控板，中控板将该信息发送至后台服务器，开户取电池流程结束。
9.优选的，所述软件逻辑单元还包括已注册用户换电流程模块，所述已注册用户换电流程模块：当用户将手中的电池用完需要换电时，使用手机客户端软件在换电柜扫码，手机将该扫码信息发送至后台服务器，后台服务器判断该换电柜的单元格仓为空格子后，向
该换电柜中控板发送一条空格子的开门指令，中控板收到后，将开门指令发送至对应空格单元格仓所在的单元格控制板，该单元格控制板驱动电磁锁开门，用户看到空门打开后，将用完的电池推入单元格仓，电池将沿着轨道滑到底，电池尾部的充电接口将与单元格内的充电插座对接，接通后，电池将电池id发送给单元格控制板，单元格控制板完成电池id读取，单元格指示灯亮起，用户将单元格仓的柜门关闭，单元格控制板检测到柜门关闭后，将关门信息发送至中控板，中控板收到后，向分配到的满电的单元格发送解锁指令，被分配到的满电单元格控制板执行解锁，用户可将满电电池取出并继续使用。
10.优选的，所述软件逻辑单元还包括电池充电流程模块，所述电池充电流程模块：在用户完成换电流程后，刚放入的没电的电池信息将被发送至后台服务器，后台服务器判断该信息后向中控板发送开启充电指令，随后中控板将充电指令发送至该电池所在的单元格控制板，单元格控制板收到后，向与它连接的充电模块发出充电指令，电池开始充电，随着充电的进行，当充电电流小于设定值后，单元格控制板会判定电池已经充满，向它连接的电源模块发出关闭指令，充电结束。
11.优选的，所述软件逻辑单元还包括用户注销流程模块，所述用户注销流程模块：在用户需要注销时，使用手机客户端软件在换电柜扫码发起，手机将该信息发送至后台服务器，后台服务器判断后将向该换电柜的中控板发送空格子单元格仓的柜门开启指令，中控板收到后台服务器的指令后，向被分配的单元格控制板发送开门指令，被分配的单元格控制板收到开门指令后，启动电磁锁开门，开门后，用户可将当前电池推入单元格仓，电池滑到底后，电池充电口与格内插座对接，单元格控制板读取到该电池的id后，该单元格的指示灯亮起，用户将门关闭，单元格控制板检测到门关闭完成后，将该信息发送至中控板，中控板将该信息发送至后台服务器，后台服务器执行退款，用户收到退款后流程结束。
12.优选的，所述软件逻辑单元包括非法流程模块，所述非法流程模块由多个非法状态应对逻辑子模块构成，所述非法状态应对逻辑子模块用于自动执行异常状态的应对逻辑，并协助用户完成换电操作。由逻辑流程图可见，在每一种上述流程中，系统都加入了大量的非法状态应对逻辑，不会因用户错误操作或设备局部故障造成设备无法使用，系统可非法逻辑发生的情形，自动执行异常状态的应对逻辑，并协助用户完成换电操作。
13.优选的，所述软件逻辑单元采用快速响应的逻辑预处理方式，所述逻辑预处理方式具体为在用户发起扫码的时候，软件逻辑单元在执行逻辑流程步骤的同时，已经将该账户的电池信息上送至后台服务器，后台服务器已经分配好了新的电池，并将被分配的新电池的单元格仓信息下发至换电柜的中控板，换电柜提前已完成了准备，等待用户完成把待换电池放入单元格仓内并完成关门动作时，换电柜就会立即释放准备好的电池，实现快速响应。
14.有益效果：本发明从终端配送行业的实际需求出发，设计了可以实现无人值守下的外卖电动车电池自动换电系统，该系统包含前端的换电柜柜体，电池，后台服务器以及用户的手机客户端，以上四个主要组成部分共同完成电动车电池换电的功能。
附图说明
15.图1为换电柜的立体示意图。
16.图2为换电柜的正面示意图。
17.图3为图2中a-a的剖面示意图。
18.图4为实施例的通信架构示意图。
19.图5为换电柜的硬件架构示意图。
20.图6为实施例的逻辑流程图。
21.1、换电柜；2、电池；3、单元格仓；4、柜门；5、轨道。
具体实施方式
22.下面结合附图1-6与实施例对本发明进行进一步说明。
23.实施例：一种电动车电池的智能换电系统，包括硬件架构单元和软件逻辑单元。所述硬件构架单元包括换电柜1、手机客户端、后台服务器、电池2，所述换电柜1、手机客户端、电池2均通过设有的gprs通信模块实现交互连接，所述电池2电连接换电柜1。所述电池2接入换电柜1后，采用加密通信协议和数据线通信的方式与换电柜1进行通信。
24.所述换电柜1包括中控板和多个均连接中控板的换电模块，所述中控板连接后台服务器，用于后台服务器和换电模块的通信与逻辑处理，所述换电模块包括用于放置电池2的单元格仓3、相互连接的单元格控制板和电源模块。所述单元格控制板用于控制电源模块的充电开启或结束。所述单元格仓3设有用于启闭单元格仓3的柜门4，所述柜门4设有连接单元格控制板的电磁门锁，所述电磁门锁的开门指令和门开/关状态的检测由单元格控制板控制。所述单元格仓3底部设有斜向下的轨道5，所述轨道5与电池2构成滑移配合，所述轨道5的末端设有充电插座，所述充电插座与电池2尾部设有的充电接口构成可拆卸式电连接配合，所述单元格仓3外设有连接单元格控制板的指示灯。用户打开单元格仓3之后，将电池2通过重力作用沿轨道5滑入单元格仓3底部，电池2尾部的充电接口与单元格仓3内的充电插座电连接。常规换电柜1采用的是现在普遍使用的方波开关电源来充电，所以按照行业平均来讲大概是80％的效率，而我们采用是正弦波电源模块以取代传统开关电源，所以效率可以达到93％及以上。这意味着少了13％的热量，交流电的损耗降低了很多，大幅节省了电力，降低整机工作的发热量。
25.所述软件逻辑单元包括开户取电池2流程模块、已注册用户换电流程模块、电池充电流程模块、用户注销流程模块和非法流程模块。
26.所述开户取电池2流程模块：新用户使用手机客户端软件注册付费并开通账户；用户在换电柜1扫码，手机将该扫码信息发送至后台服务器，由后台服务器分析判断后，向换电柜1的中控板发送特定单元格仓3的开门指令；中控板收到后台服务器的指令后，向被分配的单元格控制板发送开门指令；被分配的单元格控制板收到开门指令后，驱动电磁锁开门；开门后，用户可取走单元格仓3内的电池2；用户取完电池2关门后，单元格控制板检测到门关闭，将该信息发送回中控板，中控板将该信息发送至后台服务器，开户取电池2流程结束。
27.所述已注册用户换电流程模块：当用户将手中的电池2用完需要换电时，使用手机客户端软件在换电柜1扫码，手机将该扫码信息发送至后台服务器，后台服务器判断该换电柜1的单元格仓3为空格子后，向该换电柜1中控板发送一条空格子的开门指令，中控板收到后，将开门指令发送至对应空格单元格仓3所在的单元格控制板，该单元格控制板驱动电磁锁开门，用户看到空门打开后，将用完的电池2推入单元格仓3，电池2将沿着轨道5滑到底，
电池2尾部的充电接口将与单元格内的充电插座对接，接通后，电池2将电池2id发送给单元格控制板，单元格控制板完成电池2id读取，单元格指示灯亮起，用户将单元格仓3的柜门4关闭，单元格控制板检测到柜门4关闭后，将关门信息发送至中控板，中控板收到后，向分配到的满电的单元格发送解锁指令，被分配到的满电单元格控制板执行解锁，用户可将满电电池2取出并继续使用。
28.所述电池充电流程模块：在用户完成换电流程后，刚放入的没电的电池2信息将被发送至后台服务器，后台服务器判断该信息后向中控板发送开启充电指令，随后中控板将充电指令发送至该电池2所在的单元格控制板，单元格控制板收到后，向与它连接的充电模块发出充电指令，电池2开始充电，随着充电的进行，当充电电流小于设定值后，单元格控制板会判定电池2已经充满，向它连接的电源模块发出关闭指令，充电结束。
29.所述用户注销流程模块：在用户需要注销时，使用手机客户端软件在换电柜1扫码发起，手机将该信息发送至后台服务器，后台服务器判断后将向该换电柜1的中控板发送空格子单元格仓3的柜门4开启指令，中控板收到后台服务器的指令后，向被分配的单元格控制板发送开门指令，被分配的单元格控制板收到开门指令后，启动电磁锁开门，开门后，用户可将当前电池2推入单元格仓3，电池2滑到底后，电池2充电口与格内插座对接，单元格控制板读取到该电池2的id后，该单元格的指示灯亮起，用户将门关闭，单元格控制板检测到门关闭完成后，将该信息发送至中控板，中控板将该信息发送至后台服务器，后台服务器执行退款，用户收到退款后流程结束。
30.所述非法流程模块由多个非法状态应对逻辑子模块构成，所述非法状态应对逻辑子模块用于自动执行异常状态的应对逻辑，并协助用户完成换电操作。由逻辑流程图可见，在每一种上述流程中，系统都加入了大量的非法状态应对逻辑，不会因用户错误操作或设备局部故障造成设备无法使用，系统可非法逻辑发生的情形，自动执行异常状态的应对逻辑，并协助用户完成换电操作。本技术全流程加入大量智能化设计，当系统出现非法逻辑或局部故障时，系统会自动引导用户进行异常处理并继续完成换电操作，无需工作人员到场协助。整体运维成本大幅降低。如图6所示的逻辑流程图，每一个步骤我们都设计了“如果没按照设计的流程来”机柜该怎么应对，所以不会出现“死逻辑”。
31.本发明从终端配送行业的实际需求出发，设计了可以实现无人值守下的外卖电动车电池2自动换电系统，该系统包含前端的换电柜1柜体，电池2，后台服务器以及用户的手机客户端，以上四个主要组成部分共同完成电动车电池2换电的功能。
32.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了说明本发明所作的举例，而并非对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷例。而这些属于本发明的实质精神所引申出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围。
技术特征：1.一种电动车电池的智能换电系统，其特征在于：包括硬件架构单元，所述硬件构架单元包括换电柜(1)、手机客户端、后台服务器、电池(2)，所述换电柜(1)、手机客户端、电池(2)均通过设有的gprs通信模块实现交互连接，所述电池(2)电连接换电柜(1)，所述电池(2)接入换电柜(1)后，采用加密通信协议和数据线通信的方式与换电柜(1)进行通信。2.根据权利要求1所述的一种电动车电池的智能换电系统，其特征在于：所述换电柜(1)包括中控板和多个均连接中控板的换电模块，所述中控板连接后台服务器，用于后台服务器和换电模块的通信与逻辑处理，所述换电模块包括相互连接的单元格控制板和电源模块，所述单元格控制板用于控制电源模块的充电开启或结束。3.根据权利要求2所述的一种电动车电池的智能换电系统，其特征在于：所述换电模块还包括用于放置电池(2)的单元格仓(3)，所述单元格仓(3)设有用于启闭单元格仓(3)的柜门(4)，所述柜门(4)设有连接单元格控制板的电磁门锁，所述电磁门锁的开门指令和门开/关状态的检测由单元格控制板控制。4.根据权利要求3所述的一种电动车电池的智能换电系统，其特征在于：所述单元格仓(3)底部设有斜向下的轨道(5)，所述轨道(5)与电池(2)构成滑移配合，所述轨道(5)的末端设有充电插座，所述充电插座与电池(2)尾部设有的充电接口构成可拆卸式电连接配合，所述单元格仓(3)外设有连接单元格控制板的指示灯。5.根据权利要求4所述的一种电动车电池的智能换电系统，其特征在于：还包括软件逻辑单元，所述软件逻辑单元包括开户取电池(2)流程模块，所述开户取电池(2)流程模块：新用户使用手机客户端软件注册付费并开通账户；用户在换电柜(1)扫码，手机将该扫码信息发送至后台服务器，由后台服务器分析判断后，向换电柜(1)的中控板发送特定单元格仓(3)的开门指令；中控板收到后台服务器的指令后，向被分配的单元格控制板发送开门指令；被分配的单元格控制板收到开门指令后，驱动电磁锁开门；开门后，用户可取走单元格仓(3)内的电池(2)；用户取完电池(2)关门后，单元格控制板检测到门关闭，将该信息发送回中控板，中控板将该信息发送至后台服务器，开户取电池(2)流程结束。6.根据权利要求5所述的一种电动车电池的智能换电系统，其特征在于：所述软件逻辑单元还包括已注册用户换电流程模块，所述已注册用户换电流程模块：当用户将手中的电池(2)用完需要换电时，使用手机客户端软件在换电柜(1)扫码，手机将该扫码信息发送至后台服务器，后台服务器判断该换电柜(1)的单元格仓(3)为空格子后，向该换电柜(1)中控板发送一条空格子的开门指令，中控板收到后，将开门指令发送至对应空格单元格仓(3)所在的单元格控制板，该单元格控制板驱动电磁锁开门，用户看到空门打开后，将用完的电池(2)推入单元格仓(3)，电池(2)将沿着轨道(5)滑到底，电池(2)尾部的充电接口将与单元格内的充电插座对接，接通后，电池(2)将电池(2)id发送给单元格控制板，单元格控制板完成电池(2)id读取，单元格指示灯亮起，用户将单元格仓(3)的柜门(4)关闭，单元格控制板检测到柜门(4)关闭后，将关门信息发送至中控板，中控板收到后，向分配到的满电的单元格发送解锁指令，被分配到的满电单元格控制板执行解锁，用户可将满电电池(2)取出并继续使用。7.根据权利要求6所述的一种电动车电池的智能换电系统，其特征在于：所述软件逻辑单元还包括电池充电流程模块，所述电池充电流程模块：在用户完成换电流程后，刚放入的没电的电池(2)信息将被发送至后台服务器，后台服务器判断该信息后向中控板发送开启
充电指令，随后中控板将充电指令发送至该电池(2)所在的单元格控制板，单元格控制板收到后，向与它连接的充电模块发出充电指令，电池(2)开始充电，随着充电的进行，当充电电流小于设定值后，单元格控制板会判定电池(2)已经充满，向它连接的电源模块发出关闭指令，充电结束。8.根据权利要求5所述的一种电动车电池的智能换电系统，其特征在于：所述软件逻辑单元还包括用户注销流程模块，所述用户注销流程模块：在用户需要注销时，使用手机客户端软件在换电柜(1)扫码发起，手机将该信息发送至后台服务器，后台服务器判断后将向该换电柜(1)的中控板发送空格子单元格仓(3)的柜门(4)开启指令，中控板收到后台服务器的指令后，向被分配的单元格控制板发送开门指令，被分配的单元格控制板收到开门指令后，启动电磁锁开门，开门后，用户可将当前电池(2)推入单元格仓(3)，电池(2)滑到底后，电池(2)充电口与格内插座对接，单元格控制板读取到该电池(2)的id后，该单元格的指示灯亮起，用户将门关闭，单元格控制板检测到门关闭完成后，将该信息发送至中控板，中控板将该信息发送至后台服务器，后台服务器执行退款，用户收到退款后流程结束。9.根据权利要求5所述的一种电动车电池的智能换电系统，其特征在于：所述软件逻辑单元包括非法流程模块，所述非法流程模块由多个非法状态应对逻辑子模块构成，所述非法状态应对逻辑子模块用于自动执行异常状态的应对逻辑，并协助用户完成换电操作。10.根据权利要求5所述的一种电动车电池的智能换电系统，其特征在于：所述软件逻辑单元采用快速响应的逻辑预处理方式，所述逻辑预处理方式具体为在用户发起扫码的时候，软件逻辑单元在执行逻辑流程步骤的同时，已经将该账户的电池(2)信息上送至后台服务器，后台服务器已经分配好了新的电池(2)，并将被分配的新电池(2)的单元格仓(3)信息下发至换电柜(1)的中控板，换电柜(1)提前已完成了准备，等待用户完成把待换电池(2)放入单元格仓(3)内并完成关门动作时，换电柜(1)就会立即释放准备好的电池(2)，实现快速响应。
技术总结一种电动车电池的智能换电系统，包括硬件架构单元，所述硬件构架单元包括换电柜、手机客户端、后台服务器、电池，所述换电柜、手机客户端、电池均通过设有的GPRS通信模块实现交互连接，所述电池电连接换电柜，所述电池接入换电柜后，采用加密通信协议和数据线通信的方式与换电柜进行通信。与换电柜进行通信。与换电柜进行通信。
技术研发人员：夏奔
受保护的技术使用者：浙江速换物联科技有限公司
技术研发日：2022.05.01
技术公布日：2022/11/1
