[發明專利]一種可自主移動的電動汽車電池組、電池系統及控制方法

有效

• 申請號: 202011285114.7
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112477679B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 周維;李夢星;張維剛;歐陽曉平
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: B60L53/80
• 分類號: B60L53/80;B60L53/66
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 胡喜舟

1.一種可自主移動的電動汽車電池組，包括電池模組，其特征在于，還包括設置于所述電池模組上的控制裝置、環境感知裝置、定位導航裝置、驅動裝置、通信模塊；

所述環境感知裝置、定位導航裝置、驅動裝置、通信模塊均與所述控制裝置連接；

所述環境感知裝置用于采集周圍障礙物信息發送至所述控制裝置；

所述定位導航裝置用于確定該電動汽車電池組的位置信息并發送至所述控制裝置；

所述通信模塊用于所述控制裝置與云端服務器的相互通信；

所述控制裝置用于接收通信模塊傳輸的云端服務器規劃的行駛路徑、環境感知裝置發送的障礙物信息、定位導航裝置發送的位置信息，并依據上述接收的信息向所述驅動裝置發送控制信號；

所述驅動裝置用于接收所述控制裝置發送的控制信號并依據控制信號驅動該電動汽車電池組移動；

控制裝置控制電動汽車電池組移動的過程，包括：

導航控制：在結構化停車場中，停車場車位、道路尺寸、若干RFID地址芯片的預設位置、成排設置于車位頂角處的多個石柱的位置、相鄰兩個石柱之間的距離b均為已知信息，汽車導入車位后，電動汽車電池組相對車位外邊線的距離a是固定值；基于此，導航控制具體步驟包括：

A1：被拆卸的電動汽車電池組落在地面上，規定汽車車頭的方向為正方向，且汽車停入車位后，汽車車頭朝向車位外邊線；

A2：控制裝置控制驅動裝置動作，使電動汽車電池組向車位外邊線處移動距離a，到達第一位置；

A3：控制裝置控制環境感知裝置工作，探測周圍環境中的障礙物信息；定位導航裝置獲取電動汽車電池組的位置信息并發送至控制裝置；

A4：控制裝置根據電動汽車電池組當前位置與下一目標位置坐標在數據地圖中相對位置關系決定行駛的方向；

A5：行駛過程中遵循靠右行駛的規則；

直駛控制：

采用PID控制器對控制目標值xsinθ跟蹤來實現電動汽車電池組按直線行駛，以目標值xsinθ與實時測量值x'sinθ'之間的差作為輸入，以驅動裝置中兩個前輪的扭矩作為輸出，控制電動汽車電池組按直線行駛；理論上，電動汽車電池組在行駛過程中與第一排石柱的距離為x，方位角為θ，電動汽車電池組距石柱的垂直距離始終為固定值xsinθ；環境感知裝置探測到電動汽車電池組在行駛過程中與第一排石柱的實時距離為x'，實時方位角為θ'，直駛控制具體步驟包括：

B1：識別石柱，當環境感知裝置探測到兩個相同間距為b的障礙物時，確定探測到的障礙物為石柱；

B2：采用PID控制器對實際探測值x'sinθ'通過反饋控制的方式不斷修正；具體包括：

B21：PID控制器把環境感知裝置探測的數據x'sinθ'與其目標值xsinθ進行比較，得到差值xsinθ- x'sinθ'；

B22：將差值xsinθ- x'sinθ'作為輸入值，使電動汽車電池組移動時參數x'sinθ'向目標值靠近；

B23：PID控制器輸出兩個前輪的扭矩；

轉向控制：驅動裝置中的兩個前輪采用舵機控制，兩個后輪采用直流減速電機驅動；通過改變舵機的驅動信號的占空比實現前輪不同角度的轉向，通過改變輸入直流減速電機的PWM脈沖信號占空比控制移動速度；

避撞控制：若環境感知裝置探測到前方有障礙物阻擋電動汽車電池組的移動，則控制電動汽車電池組減速并向安全的方向移動并停靠；若環境感知裝置探測到前方存在障礙物，但不阻擋電動汽車電池組的移動，則控制電動汽車電池組減速通過。

2.根據權利要求1所述的可自主移動的電動汽車電池組，其特征在于，所述定位導航裝置為GPS/北斗定位導航模塊；或，

所述定位導航裝置為設置于電池模組底部的RFID信息接收單元，所述RFID信息接收單元用于接收若干預設在結構化停車場的預設位置的RFID地址芯片發送的地址代碼信息以確定該電動汽車電池組的位置。