《管理配置在工地的车辆的系统和方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《管理配置在工地的车辆的系统和方法.pdf（14页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 102970322 A (43)申请公布日 2013.03.13 CN 102970322 A *CN102970322A* (21)申请号 201210319104.X (22)申请日 2012.08.31 13/222,091 2011.08.31 US H04L 29/08(2006.01) B60L 11/18(2006.01) (71)申请人 卡特彼勒公司 地址 美国伊利诺伊州 (72)发明人 EE雅各布森 (74)专利代理机构 北京市中咨律师事务所 11247 代理人 万柳军 吴鹏 (54) 发明名称 管理配置在工地的车辆的系统和方法 (57) 摘要 本发。
2、明提供了管理配置在工地的一个或多个 车辆的系统和方法。 所述系统包括电池管理模块， 所述电池管理模块可通过数据网络从至少一个车 辆接收电池健康信息和 / 或位置坐标。所述电池 管理模块构造成至少基于车辆的电池健康信息和 位置坐标通过数据网络向电池更换装置发出电池 更换指令。所述电池更换装置可构造成基于所发 出的指令用已充电的电池更换所述至少一个车辆 上的至少一个电池。所述电池更换装置构造成将 每个更换下来的电池返回到中心站以给更换下来 的电池重新充电。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 7 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发。
3、明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 7 页 附图 4 页 1/2 页 2 1. 一种方法， 包括 ： 通过数据网络从配置在工地的至少一个车辆接收电池健康信息 ； 至少部分地基于所述电池健康信息通过所述数据网络向至少一个电池更换装置发出 电池更换指令 ； 至少部分地基于所发出的指令通过所述电池更换装置更换所述至少一个车辆上的电 池 ； 和 将更换下来的电池返回到中心站以对更换下来的电池执行至少一个操作。 2. 如权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 所述电池健康信息包括与所述至少一个车 辆相关的电池的充电状态、 电池的电压、 电阻、 温度、 电流和电池的电量数据中的至少一者。 3. 如权。
4、利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 所述至少一个车辆是挖掘机、 采矿卡车、 越 野卡车和建筑机械中的至少一者。 4. 如权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 所述至少一个电池更换装置是自主的车辆。 5. 如权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 通过所述电池更换装置更换电池包括用已 充电的电池更换已耗尽 / 放电的电池。 6. 如权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 还包括 ： 基于一个或多个参数确定到所述电 池更换装置的最优路线规划。 7. 如权利要求 6 所述的方法， 其特征在于， 所述参数包括带权重的更换所述至少一个 车辆上的电池的迫切性确定和所述至少一个车辆中各个车辆的相。
5、对位置坐标。 8. 如权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 还包括 ： 从一个或多个车辆接收位置坐标。 9. 如权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 对更换下来的电池执行至少一个操作包括 给更换下来的电池充电、 检测更换下来的电池的异常和修正更换下来的电池的异常中的至 少一者。 10. 如权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 所述数据网络包括广域网、 局域网、 以太 网、 因特网、 内联网、 蜂窝式网络和卫星网络中的至少一者。 11. 一种管理配置在工地的一个或多个车辆的系统， 包括 ： 电池管理模块， 所述电池管理模块包括 ： 接收模块， 所述接收模块构造成通过数据网络从至少一个。
6、车辆接收电池健康信息 ； 和 分析模块， 所述分析模块构造成至少部分地基于所述电池健康信息通过所述数据网络 发出电池更换指令 ； 电池更换装置， 所述电池更换装置构造成基于所发出的指令更换所述至少一个车辆上 的至少一个电池， 和 中心站， 所述中心站构造成 ： 从所述电池更换装置接收每个更换下来的电池 ； 并且 对每个更换下来的电池执行至少一个操作。 12. 如权利要求 11 所述的系统， 其特征在于， 所述分析模块构造成基于一个或多个参 数确定用于所述电池更换装置的路线。 13. 如权利要求 11 所述的系统， 其特征在于， 所述参数包括带权重的更换所述至少一 个车辆上的电池的迫切性确定和所。
7、述至少一个车辆中各个车辆的相对位置坐标。 14. 如权利要求 11 所述的系统， 其特征在于， 所述至少一个车辆向所述电池管理模块 权 利 要 求 书 CN 102970322 A 2 2/2 页 3 传送位置坐标。 15. 如权利要求 11 所述的系统， 其特征在于， 所述电池健康信息包括电池的充电状态、 电池的电压、 电阻、 温度、 电流和电池的电量数据中的至少一者。 16. 如权利要求 11 所述的系统， 其特征在于， 所述至少一个车辆包括挖掘机、 采矿卡 车、 越野卡车和建筑机械中的至少一者。 17. 如权利要求 11 所述的系统， 其特征在于， 所述至少一个电池更换装置是自主的车 辆。
8、。 18. 如权利要求 11 所述的系统， 其特征在于， 所述中心站构造成给更换下来的电池充 电、 检测更换下来的电池的异常和 / 或修正更换下来的电池的异常。 19. 如权利要求 11 所述的系统， 其特征在于， 所述电池更换装置构造成装载多个已充 电的电池。 20. 一种用于管理配置在工地的一个或多个车辆的基于计算机的系统， 包括 ： 通信接口， 所述通信接口与存储器通信 ； 所述存储器， 所述存储器构造成与用于管理所述一个或多个车辆的电池的处理器通 信 ； 和 所述处理器， 所述处理器响应于计算机程序的执行而执行操作， 包括 ： 通过数据网络从配置在工地的至少一个车辆接收电池健康信息 ；。
9、 至少部分地基于所述电池健康信息通过所述数据网络向电池更换装置发出电池更换 指令 ； 至少部分地基于所发出的指令通过所述电池更换装置更换所述至少一个车辆上的至 少一个电池 ； 和 将每个更换下来的电池返回到中心站以对更换下来的电池执行至少一个操作。 权 利 要 求 书 CN 102970322 A 3 1/7 页 4 管理配置在工地的车辆的系统和方法 技术领域 0001 本发明涉及对配置 （部署） 在工地的车辆的管理， 更特别地涉及车辆的电池管理。 背景技术 0002 用在电动车辆中的电池随时间放电并且需要恢复。WIPO 专利申请公开 WO2009039454A1 涉及一种电动车辆， 其确定电。
10、池的状态及其地理位置。然后所述电动车辆 基于所确定的电池电量状态和电动车辆的地理位置确定至少一个可到达的电池服务站。 所 述电动车辆然后可向其使用者显示该至少一个电池服务站。 发明内容 0003 在一个实施例中， 本发明提供一种管理配置在工地的一个或多个车辆的系统。所 述系统包括电池管理模块、 电池更换装置和中心站。所述电池管理模块包括接收模块和分 析模块。所述接收模块构造成通过数据网络从至少一个车辆接收电池健康信息。所述分析 模块构造成至少基于所述电池健康信息通过数据网络发出电池更换指令。 所述电池更换装 置可构造成基于所发出的指令更换所述至少一个车辆上的至少一个电池。 所述中心站构造 成从。
11、所述电池更换装置接收每个更换下来的电池， 并对所述更换下来的电池执行至少一个 操作。 0004 在另一个实施例中， 本发明涉及一种方法。所述方法包括通过数据网络从配置在 工地的至少一个车辆接收电池健康信息。 所述方法还包括至少部分地基于所述电池健康信 息通过数据网络向至少一个电池更换装置发出电池更换指令。 所述方法可包括至少部分地 基于所发出的指令通过所述电池更换装置更换所述至少一个车辆上的电池。 所述电池更换 装置能将每个更换下来的电池返回到中心站以对更换下来的电池执行至少一个操作。 0005 在又一个实施例中， 本发明可提供一种具有一个或多个处理器以执行上述各个步 骤的计算机系统。 000。
12、6 从下面的描述和附图将清楚看到本发明的其它特征和方面。 附图说明 0007 图 1 示出包括配置在工地的一个或多个车辆的系统的示意图。 0008 图 2 示出配置在工地的车辆的框图。 0009 图 3 示出电池管理模块的框图。 0010 图 4 示出用于管理配置在工地的车辆的电池的流程框图。 具体实施方式 0011 图 1 是示出可采用本发明的系统 100 的示意图。系统 100 可包括多个车辆 200、 至少一个中心站 500、 至少一个电池更换装置 400、 和电池管理模块 300。车辆 200、 中心站 500、 电池更换装置 400 和电池管理模块 300 可通过数据网络 600 彼。
13、此通信。数据网络 600 说 明 书 CN 102970322 A 4 2/7 页 5 可包括能够将计算节点联接在一起的任何类型的有线或无线的通信网络。 这包括但不限于 局域网、 广域网或各种网络的组合。在一个示例性实施例中， 数据网络 600 是无线数据网 络， 包括 ： 蜂窝网络， Wi-Fi 网络， WiMAX 网络， EDGE 网络， GPRS 网络， EV-DO 网络， RTT 网络， HSPA 网络， UTMS 网络， Flash-OFDM 网络， iBurst 网络及上述网络的任意组合。在另一个实 施例中， 数据网络 600 可以包括因特网、 内联网、 以太网和卫星网络。 001。
14、2 如图 1 所示， 数据网络 600 与车辆 200、 中心站 500、 电池更换装置 400 和电池管理 模块 300 联接。本领域技术人员显然明白， 为了清楚起见仅示出了一个中心站 500 和一个 电池更换装置 400， 但系统 100 可包括任意数量的中心站 500 和电池更换装置 400 等。 0013 车辆 200 可以是由电池提供动力的运土设备， 例如但不限于采矿卡车、 越野卡车、 挖掘机、 建筑机械或能利用电池作为主动力源或作为备选动力源的任何其它机器。 车辆200 可基于车辆 200 的操作被手动或自动地操纵。根据所述操作的性质和要求， 车辆 200 可包 括一个或多个电池。。
15、本领域技术人员应认识到， 此处所用的术语 “电池” 应当在广义上理解 为包括任何种类的可更换的电能提供模块， 而不限于作为示例的锂离子电池、 铅 - 酸电池、 镍 - 金属氢化物电池、 电容器、 反应电池 （例如锌 - 空气电池） 。所述电池在本质上可以是可 再充电的， 并且一旦所述电池已放电或用尽则可以要求更换。 0014 车辆 200 可配置在工地， 例如但不限于建筑工地、 服务站点、 预定工作区等。具体 地， 所述工地可限定可供车辆 200 配置和 / 或操作的预定区域。此外， 所述工地可位于单个 地理区域内。 或者， 所述工地也可布及由一个或多个路线彼此连接的多于一个的地理区域。 所述。
16、工地的大小和地理位置可根据车辆 200 的操作和配置而改变。 0015 如图 2 所示， 车辆 200 可包括电池健康状态分析器 210。电池健康状态分析器 210 可适于分析和收集安装在车辆 200 中的电池的健康信息。所述电池健康信息可包括但不限 于电池的充电状态， 电池的寿命， 电池的充电 / 放电循环数， 电池的电压， 电阻， 温度， 电流， 电量数据及其前述信息的组合。所述电池健康信息可以是数值， 百分比， 小数值， 状态指示 等。 0016 车辆 200 还可包括用于确定车辆 200 在工地内的位置坐标的定位系统 220。定位 系统 220 可包括但不限于卫星定位系统、 全球定位系。
17、统 （GPS） ， 无线电塔定位系统、 Wi-Fi 定 位系统， 及上述定位系统的任意组合。此外， 定位系统 220 可包括导航系统， 其产生路线和 / 或引导并且能够确定和追踪车辆 200 在工地中的位置。 0017 车辆 200 还可包括用于与电池管理模块 300 通信的通信模块 230， 包括硬件和软 件。通信模块 230 可适于向电池管理模块 300 传送车辆 200 的电池健康信息和位置坐标。 在一个实施例中， 车辆 200 通过数据网络 600 周期地向电池管理模块 300 传送车辆 200 的 电池健康信息和位置坐标。在一个示例性实施例中， 车辆 200 可按照电池管理模块 30。
18、0 的 要求向电池管理模块 300 发送电池健康信息和 / 或位置坐标。在另一个示例性实施例中， 当任意车辆 200 中的电池的电量水平达到低于确定的阈值或电池消耗水平或者如果电池 工作异常时， 该车辆 200 可传送电池健康信息和 / 或位置坐标。 0018 如图 3 所示， 电池管理模块 300 包括通过数据网络 600 从至少一个车辆 200 接收 电池健康信息和位置坐标的接收模块 310。电池健康信息和 / 或位置坐标能以与车辆 200 和电池管理模块 300 两者都兼容的任意格式被发送和接收。在一个实施例中， 电池健康信 息和/或位置坐标可存储在电池管理模块300中的适当的数据库或数。
19、据结构中以供在后续 说 明 书 CN 102970322 A 5 3/7 页 6 阶段取用。所述数据库还可包括电池的其它信息， 例如但不限于电池的寿命， 电池的充电 / 放电循环数， 电量使用历史， 以及过去和将来的维修保养日程等。 0019 电池管理模块300还可包括适于分析从车辆200接收到的电池健康信息的分析模 块 320。分析模块 320 可使用本领域已知的任何方式来分析电池健康信息。分析模块 320 可确定电池的电量水平是否达到预定的阈值或电池消耗水平或者电池是否工作异常。 在一 个示例性实施例中， 当车辆 200 之中一特定车辆的电池健康信息显示电池的电量水平已达 到低于预定的阈值。
20、或者如果电池工作异常时， 分析模块 320 随后便可向电池更换装置 400 发出电池更换指令。 0020 在另一个实施例中， 若多个车辆 200 的电池健康信息显示电池的电量水平已达到 低于预定的阈值或者如果电池工作异常， 则分析模块 320 可在发出针对各车辆 200 的电池 更换指令之前考虑各种参数。所述各种参数可包括但不限于确定更换各车辆 200 中的各电 池的迫切性， 和确定至少一个车辆 200 中各个车辆的相对位置等。分析模块 320 可从设置 在车辆 200 中的通信模块 230 接收各车辆 200 的电池健康信息和位置坐标。 0021 在一个实施例中， 分析模块 320 可为各种。
21、参数 （例如， 车辆 200 所需更换电池的迫 切性、 车辆 200 的相对位置等） 设置权重， 以确定用于电池更换装置 400 的最优路径。所述 最优路径可使得电池更换装置 400 能够到达各个车辆 200 并用充满电的电池来充电 / 更换 已耗尽 / 放电或异常的电池。可使用任何适当的权重算法而不会背离本发明的范围。 0022 在一个实施例中， 分析模块 320 可基于电池健康信息确定在所安装的电池不能再 向各个车辆 200 供电之前各个车辆 200 能行驶的最大距离。分析模块 320 还可由各个车辆 200的位置坐标确定在最大距离之内的电池更换装置400的位置。 在一个示例性实施例中， 。
22、最大距离可包括特定的安全系数 （例如， 向最大距离增加 20% 的裕度） 。 0023 基于所述确定， 分析模块 320 可确定用于至少一个电池更换装置 400 的最优路线 规划， 以确保电池更换装置 400 可行驶最短的距离并在电池不能再向各个车辆 200 供电之 前更换各个车辆 200 的已耗尽 / 放电的电池。 0024 在另一个实施例中， 分析模块 320 可基于普遍的旅行销售员问题 （universal travelling salesperson problem） 的实施来确定用于至少一个电池更换装置 400 的最优 路线。分析模块 320 可使用本领域已知的各种算法， 例如但不限。
23、于 Dijkstra 算法， Prim 算 法， Kruskal 算法， Floyd-Warshall 算法， Johnson 算法等， 其可包括或不包括探试性方法的 使用， 来确定最优路线。分析模块 320 可至少基于配置了系统 100 的环境的需求而使用上 述算法。 0025 在一个实施例中， 所述至少一个电池更换装置 400 可以是自主的 （独立的） 车辆。 电池更换装置 400 也可以是机器人或任何其它自我引导的自动装置。由于电池健康信息可 表明多个车辆 200 的电池可能需要用已充电的电池来更换， 所以电池更换装置 400 可构造 成装载多个已充电的电池。 此外， 电池更换装置400。
24、还可包含多个容器以容纳各个车辆200 所需的一个或多个电池。电池更换装置 400 中的所述容器的形状、 尺寸和数量可以不同。 0026 电池更换装置 400 可执行由电池管理模块 300 的分析模块 320 发出的指令。所述 指令可包括由分析模块320确定的需要电池更换装置400遵循的最优路线和需要用已充电 的电池更换已耗尽 / 放电或异常的电池的各个车辆 200 的位置坐标。电池更换装置 400 可 构造成装载充足的已充电的电池以沿着最优路线更换各个车辆 200 的电池。 说 明 书 CN 102970322 A 6 4/7 页 7 0027 此外， 电池更换装置 400 还可包括全球定位系。
25、统 （GPS） 单元或任何其它定位系统 以便如最优路线所提供的那样确定和跟踪各个车辆 200 的位置坐标。另外， 电池更换装置 400可包括诸如LORAN的导航系统以便引导电池更换装置400到达各个车辆200。 电池更换 装置 400 是可移动的并且可利用轮子、 活动臂、 滚子或任何其它适当的手段而不用任何人 工干预地移动到工地的任何位置。在一个实施例中， 操作者可远程控制电池更换装置 400。 0028 电池更换装置 400 能够沿向前或向后的方向移动以便基于所接收到的指令到达 各个车辆 200。可使用基于红外技术的遥控机构或本领域已知的任何其它技术来控制和改 变电池更换装置 400 的速度。
26、。此外， 电池更换装置 400 还可装有传感器， 例如光学传感器， 加速度计， 照相 / 摄像机， 电磁传感器， 位置传感器， 导航传感器等等。 0029 电池更换装置 400 可装备至少一个机器人臂和 / 或抓持器以便于从各个车辆 200 中容易地移除已放电和/或异常的电池 ； 以及还将已充电的电池重新装入各个车辆200中。 0030 在一个实施例中， 电池更换装置 400 还能够在朝各个车辆 200 移动的同时对它所 容纳的至少一个电池进行充电。一种可能的方法可包括但不限于利用电池更换装置 400 的 动力源 （例如 ： 内燃机） 对电池充电。 0031 电池更换装置 400 的结构可包括。
27、其它特征和子系统而无任何限制。本领域技术人 员应认识到， 这里所述的电池更换装置 400 的结构仅是一种示例而不限制本发明的范围。 电池更换装置 400 的设计可被优化以便提供成本效益高、 重量轻、 容易操纵的自动车辆， 以 在工地更换电池组件。在一个实施例中， 在系统 100 中可存在多于一个的电池更换装置 400， 这样整个工地可被划分为供给定的电池更换装置 400 操作的不同区域。 0032 如图 1 所示， 系统 100 还包括中心站 500。电池更换装置 400 可将从各个车辆 200 更换的已耗尽 / 放电或异常的电池返回到中心站 500。中心站 500 可构造成对更换下来的 电池。
28、执行一个或多个操作。在一个实施例中， 中心站 500 可测试更换下来的电池的重复使 用性， 并且如果适于重复使用， 则将更换下来的电池安置在对重新用在车辆 200 中的电池 进行重新充电的充电系统中。 0033 不适合重新使用的电池被另外储存以用于维修或置换。在一个实施例中， 中心站 500 可构造成维修异常的电池。中心站 500 还可将从电池更换装置 400 接收的所有更换下 来的电池的性能记录保存在数据库中。所述性能记录可用于测试电池是否适于重复使用、 维修或置换。 0034 在一个实施例中， 由天然气管道供应燃料的内燃气体发动机可向充电系统供能。 这可使充电系统能快速地给更换下来的已耗尽。
29、 / 放电的电池充电。另外， 使用天然气作为 燃料确保了清洁燃烧且由此可将由给已耗尽 / 放电的电池充电引起的任何污染物影响减 到最小。或者， 所述充电系统可包括将天然气、 柴油、 汽油等中的任一种作为燃料的多个内 燃机。这可使得充电系统在高负荷因素的情况下也能够有效地向电池充电。另外， 在任何 时刻运行的内燃机的数量可取决于在给定时刻需要充电的电池数量和各个内燃机的能力。 在另一个实施例中， 所述充电系统还可与公用电网联接， 并且可从可再生能源接收所需的 能量以向电池充电， 所述可再生能源例如为但不限于太阳能电池板、 光伏阵列等。 这可确保 清洁能源而不具有任何污染物影响。本领域技术人员显然。
30、清楚， 向充电系统供能的上述方 法仅用于示例性目的， 所述充电系统可使用本领域已知的其它技术为向已耗尽 / 放电的电 池充电供能而不背离本发明的范围。 说 明 书 CN 102970322 A 7 5/7 页 8 0035 在一个实施例中， 中心站 500 包含充足的用于向车辆 200 供电的蓄电池或等同的 可更换或可再充电的模块化电能单元。中心站 500 也可提供可作为车辆 200 中的单元被移 除和更换的整装的可互换模块。中心站 500 可储存与工地中不同类型的车辆 200 对应的不 同类型的电池。在一个实施例中， 中心站 500 可与车辆 200 配置在同一工地。或者， 中心站 500 。
31、可配置在适当的不同位置。 0036 如图 2 和图 3 所示， 车辆 200 和电池管理模块 300 可包括计算机系统 700， 计算机 系统 700 具有用于执行一组指令的一个或多个处理器 710（例如 CPU） 。例如， 处理器 710 可使车辆 200 能够传送由电池管理模块 300 接收的车辆 200 的电池健康信息和 / 或位置坐 标。 处理器710还能使电池管理模块300分析车辆200的电池健康信息和/或位置坐标， 并 随后发出电池更换指令， 其中所述指令还可包括最优路线规划。 在一个实施例中， 电池更换 装置 400 也可包括与如图 2 中的车辆 200 和图 3 中的电池管理模。
32、块 300 所示的处理器 710 相似的一个或多个处理器。所述处理器可使电池更换装置 400 能够执行电池管理模块 300 发出的指令并相应地遵循所述最优路线并且更换各个车辆200的已耗尽/放电或异常的电 池。此外， 所述处理器还可使电池更换装置 400 能够将更换下来的电池返回到中心站 500。 0037 如图 2 和图 3 所示， 车辆 200 和电池管理模块 300 中的计算机系统 700 可典型地 包括一个或多个处理单元 710（CPU） ， 一个或多个网络或其它通信接口 720（例如， 天线、 I/ O 接口等） ， 存储器 730 以及车辆 200 的各个部件 （电池健康状态分析器。
33、 210， 通信模块 230， 定位系统 220） 和电池管理模块 300 的各个部件 （接收模块 310， 分析模块 320） ， 用于使这些 部件互连的一个或多个通信总线 740。通信总线 740 可包括使系统部件互连并控制它们之 间的通信的电路 （有时称为芯片组） 。 0038 存储器 730 包括高速随机存取存储器， 例如 DRAM， SRAM， DDR RAM 或其它随机存 取固态存储装置 ； 并且可包括非易失性存储器， 例如一个或多个磁盘存储装置， 光盘存储装 置， 闪存装置或其它非易失性固态存储装置。存储器 730 能可选地包括远离 CPU 设置的一 个或多个存储装置。存储器 7。
34、30 或者位于存储器 730 中的非易失性存储装置包括计算机 可读存储介质。在一些实施例中， 存储器 730 存储以下程序、 模块和数据结构或其子集 ： 操 作系统 750， 其包括用于处理各种基本系统服务和用于执行硬件依存任务的程序 ； 连接模 块760， 其用于将车辆200和电池管理模块300经一个或多个通信网络接口 （有线或无线的） 和一个或多个通信网络如因特网、 其它广域网、 局域网、 城市区域网等等连接到其它计算机 （例如 ： 控制电池更换装置 400 和中心站 500 的计算机） 。 0039 上述的模块或程序 （即， 指令集） 不需要作为单独的软件程序、 进程或模块来实现， 且由。
35、此在各个实施例中这些模块的各种子集可进行组合或以其它方式重新布置。 在一些实 施例中， 存储器可存储上述的模块和数据结构的子集。此外， 存储器 730 可存储上面未提及 的其它模块和数据结构。 0040 虽然图2和图3都示出各自的计算机系统， 但是图2和图3更意在作为可存在于一 组计算机系统中的各种特征的功能性描述， 而非作为这里所述的实施例的结构示意。实际 上， 且如本领域技术人员可认识到的， 分别示出的各要素可进行组合且一些要素可被分开。 例如， 在图2和图3中分别示出的一些要素可在单个计算机系统上实现， 且单个要素可由一 个或多个计算机系统实现。 0041 用于实现相应计算机系统 700。
36、 的计算机系统的实际数量和各特征如何在它们之 说 明 书 CN 102970322 A 8 6/7 页 9 间分配将在各种实施方式间彼此不同， 且可部分地取决于系统 100 在高峰使用期和平峰使 用期必须处理的数据流通量。 此外， 系统100的其它部件如电池更换装置400和中心站500 可具有各自的计算机系统， 或者这些部件的功能作用可通过用于系统所有部件的单个计算 机系统来控制。 0042 本领域技术人员应认识到， 上述系统 100 是示例性的。系统 100 还可包括在图 1 中未示出的管理、 监控和执行与车辆 200 有关的其它维修和服务功能的一定数量的其它子 站， 而不背离本发明的范围和。
37、精神。 0043 工业实用性 0044 车辆 200 例如但不限于采矿卡车、 越野卡车、 挖掘机、 建筑机械或任意其它机器可 配置在工地中用于执行各种操作。车辆 200 可以是可使用电池作为主要动力源或作为备选 动力源的电池供电车辆200。 在一种情况下， 车辆200的电池的尺寸可设定为适于一个班次 的工作 （for a shift-worth of work） 。但是， 至少由于电力需求和所导致的电池尺寸， 将 电池的尺寸设定为适于一个班次的工作可能是不切实际的。 这样， 在一个实施例中， 可采用 在操作班次中间可交换的更小的电池。 0045 图 4 示出用于配置在工地的车辆 200 的电池。
38、管理流程 800。在步骤 810， 电池管理 模块 300 可从车辆 200 接收电池健康信息和 / 或位置坐标。电池管理模块 300 可设置在系 统 100 中以评估安装在各个车辆 200 中的电池的状况。车辆 200 能够周期性地向电池管理 模块 300 提供电池健康信息和 / 或位置坐标。电池管理模块 300 和车辆 200 可通过数据网 络 600 通信， 并因此不需要任何人工干预。车辆 200 和电池管理模块 300 可配备具有处理 器 710 以执行诸如发送和接收信息的指令的一个或多个计算机系统 700。 0046 由于各个车辆 200（例如 ： 挖掘机） 具有较慢的移动速度且由此。
39、不能快速行驶到电 池充电 / 更换站， 因此需要为车辆 200 提供机动的电池更换方案。在步骤 820， 电池管理模 块 300 可基于车辆 200 的电池健康信息向电池更换装置 400 发出电池更换指令。电池更换 装置 400 可以是自主的车辆 （例如 ： 机器人车辆） 。电池更换装置 400 可构造成每次行程装 载多于一个的电池， 因为多于一个的车辆 200 可能具有已耗尽 / 放电或异常的电池。在一 个实施例中， 电池管理模块 300 还可向电池更换装置 400 提供最优路线。所述最优路线可 基于各种参数， 例如但不限于更换车辆 200 上的电池的迫切性和车辆 200 的相对位置。最 优。
40、路线可使电池更换装置 400 能够覆盖配置在工地的需要更换电池的全部车辆 200。 0047 在步骤830， 电池更换装置400用已充电的电池更换至少一个车辆200的至少一个 已耗尽 / 放电或异常的电池。电池更换装置 400 可以是机动车， 且由此能通过行驶到车辆 200 的位置而更换车辆 200 上的电池。车辆 200 可继续它们的操作而不需要行驶到任何更 换或充电站。这可有助于节省完成操作所需的时间和所涉及的成本。另外， 由于电池更换 装置 400 可顺循由电池管理模块 300 提供的最优路线， 所以电池更换装置 400 可如上所述 按照各个车辆 200 的重要性顺序来更换已耗尽 / 放。
41、电或异常的电池。 0048 在步骤 840， 电池更换装置 400 可将更换下来的已耗尽 / 放电和异常的电池返回 到中心站 500。中心站 500 可进行测试以确定更换下来的电池是否适合进一步使用。如果 电池适合使用， 则中心站 500 可配备成对已放电的电池进行重新充电和 / 或修正电池的异 常。由于充电系统可由从天然气管道供应燃料的内燃气体发动机供能或者可与公共电网 （例如 ： 太阳能阵列） 联接以给已耗尽 / 放电的电池重新充电， 所以对环境的污染物影响最 说 明 书 CN 102970322 A 9 7/7 页 10 小。 0049 或者， 中心站 500 可用新的电池更换不适用的电。
42、池。中心站 500 可具有可用在车 辆200中的电池的库房。 在一个实施例中， 中心站500可将车辆200上安装或更换的各个电 池的性能记录在数据库中。所述性能记录可在随后用于确定电池的效能和其它所需参数。 0050 虽然已参照上面的实施例具体地示出和描述了本发明的各方面， 但是本领域技术 人员应当理解， 通过修改所公开的机器、 系统和方法可得到各种其它实施例而不背离所公 开内容的精神和范围。 这些实施例应当理解为落在基于权利要求及其等同物确定的本发明 的范围内。 说 明 书 CN 102970322 A 10 1/4 页 11 图 1 说 明 书 附 图 CN 102970322 A 11 2/4 页 12 图 2 说 明 书 附 图 CN 102970322 A 12 3/4 页 13 图 3 说 明 书 附 图 CN 102970322 A 13 4/4 页 14 图 4 说 明 书 附 图 CN 102970322 A 14 。