CN106960107A - 一种安全性高的电动汽车设计系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种安全性高的电动汽车设计系统，电动汽车上安装有蓄电池和太阳能电池板，所述电动汽车设计系统包括电动汽车寿命设计子系统和电动汽车防爆设计子系统，所述电动汽车寿命设计子系统对电动汽车的寿命进行设计，所述电动汽车防爆设计子系统在所述电动汽车的寿命范围内对电动汽车进行防火设计。本发明的有益效果为：实现了电动汽车最佳寿命设计和防火设计，提高了电动汽车性能。

Description

一种安全性高的电动汽车设计系统

技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，具体涉及一种安全性高的电动汽车设计系统。

背景技术

电动汽车是一种应用电能作为动力的汽车，由于其适应当代环保节能的潮流，其使用范围越来越大。

电动汽车的寿命设计在整个电动汽车设计过程中尤为重要。现有技术中，对于电动汽车设计寿命要求只简单地从技术需求层面进行设计和分配，未考虑经济因素。

汽车在行驶过程中，需要的动力一般较大，以电池为动力源的电动汽车，为了能够保证汽车的正常行驶，需要电池长时间提供较大的电流以保证汽车的行驶。在现实生活中使用电池可知，当电池长时间输出电能后，由于电池内长时间的化学反应会使得电池体发热。因此，对于使用电池提供能源的电动汽车而言，由于电池仓的发热特性，使得电池仓在使用过程中会具有较高的温度，从而发生起火危险。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种安全性高的电动汽车设计系统。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

提供了一种安全性高的电动汽车设计系统，电动汽车上安装有蓄电池和太阳能电池板，所述电动汽车设计系统包括电动汽车寿命设计子系统和电动汽车防爆设计子系统，所述电动汽车寿命设计子系统对电动汽车的寿命进行设计，所述电动汽车防爆设计子系统在所述电动汽车的寿命范围内对电动汽车进行防火设计。

本发明的有益效果为：实现了电动汽车最佳寿命设计和防火设计，提高了电动汽车性能。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本发明的结构连接示意图；

图2是本发明电动汽车寿命设计子系统的结构连接示意图；

图3是本发明电动汽车防爆设计子系统的结构连接示意图。

附图标记：

电动汽车寿命设计子系统1、电动汽车防爆设计子系统2、蓄电池寿命评估模块11、太阳能电池板寿命评估模块12、电动汽车寿命设计模块13、检测模块21、控制模块22、灭火模块23、报警模块24。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

参见图1、图2、图3，本实施例的一种安全性高的电动汽车设计系统，电动汽车上安装有蓄电池和太阳能电池板，所述电动汽车设计系统包括电动汽车寿命设计子系统1和电动汽车防爆设计子系统2，所述电动汽车寿命设计子系统1对电动汽车的寿命进行设计，所述电动汽车防爆设计子系统2在所述电动汽车的寿命范围内对电动汽车进行防火设计。

本实施例实现了电动汽车最佳寿命设计和防火设计，提高了电动汽车性能。

优选的，所述电动汽车寿命设计子系统1包括蓄电池寿命评估模块11、太阳能电池板寿命评估模块12和电动汽车寿命设计模块13，所述蓄电池寿命评估模块11用于对电动汽车的蓄电池寿命进行评估，所述太阳能电池板寿命评估模块12用于对电动汽车的太阳能电池板寿命进行评估，所述电动汽车寿命设计模块13用于根据蓄电池和太阳能电池板寿命对电动汽车寿命进行设计。

本优选实施例在电动汽车寿命设计过程中综合考虑了电动汽车蓄电池和太阳能电池板寿命。

优选的，所述蓄电池寿命评估模块11中的蓄电池寿命指蓄电池失效前可反复充放电的次数，所述蓄电池寿命表示采用如下方式确定：

式中，LX表示蓄电池寿命，d表示相对于蓄电池额定容量的放电深度，ε表示蓄电池容量损失率，ε∈[0.001,0.01]，σ₁表示环境影响因子,σ₁∈[0.8,1]。

本优选实施例电动汽车寿命设计子系统采用蓄电池寿命评估模块对蓄电池寿命进行评估，在对蓄电池寿命评估过程中，引入了环境影响因子，获取的蓄电池寿命更加符合空间运行实际情况。

优选的，所述太阳能电池板寿命评估模块12采用太阳能电池板输出功率的数据对其寿命进行评估，具体包括以下步骤：

步骤1：每天在某一固定时刻对太阳能电池板输出功率的数据进行采集；

步骤2：对异常数据进行处理，假设p表示输出功率序列{p_t}的均值，对于0.2p>p_t>3p的异常数据进行剔除；

步骤3：确定太阳能电池板寿命，将太阳能电池板正常输出功率的下限值设为p_min，所述太阳能电池板的寿命采用如下方式确定：

LS＝SUP{t：p_t≥p_min}

式中，LS表示太阳能电池板的寿命，SUP表示最小上界，即太阳能电池板的寿命可表示为满足正常功率输出下限的t的最大值。

本优选实施例在对太阳能电池板寿命进行评估过程中，首先对异常数据进行了剔除，避免了错误评估，提高了评估准确率，通过电池板输出功率确定电池板寿命，数据获取方便，克服了直接获取电池板数据困难的缺陷。

优选的，所述电动汽车寿命设计模块13包括第一寿命设计单元、第二寿命设计单元和第三寿命设计单元，所述第一寿命设计单元用于确定电动汽车寿命设计上限值，所述第二寿命设计单元用于确定电动汽车寿命设计下限值，所述第三寿命设计单元用于确定电动汽车最佳设计寿命；

所述确定电动汽车寿命设计上限值，具体为：

M_up＝min{LX，LS}

式中，M_up表示电动汽车寿命设计上限值，LX表示蓄电池寿命，LS表示太阳能电池板的寿命。

所述确定电动汽车寿命设计下限值，具体为：

步骤1：确定电动汽车净收益指数，

式中，J(M)表示电动汽车设计寿命为M时的净收益指数，v(t)表示电动汽车运行一天的效益，c(t)表示电动汽车运行一天的成本，s表示收益损耗率，V(M)表示电动汽车设计寿命为M时的设计成本；

步骤2：确定电动汽车寿命设计下限值，可表示为：

M_low＝NF{M：J(M)≥1}

式中，M_low表示电动汽车寿命设计下限值，INF表示最大下界，即电动汽车寿命设计下限值可表示为净收益指数大于等于1时M的最小值。

所述确定电动汽车最佳设计寿命采用作图法在所述寿命设计上限值和寿命设计下限值之间寻找净收益指数最大的值作为电动汽车最佳设计寿命。

本优选实施例电动汽车寿命设计模块通过对蓄电池和太阳能电池板寿命进行比较，确定了寿命设计上限值，通过建立电动汽车净收益指数，对电动汽车经济性进行控制，获取了寿命设计下限值，通过在寿命设计上限值和下限值之间进行作图拟合获取了电动汽车寿命最佳设计。

优选的，蓄电池和与太阳能电池板相连的太阳能电池安装于电动汽车电池仓内，所述电动汽车防爆设计子系统2包括用于检测电池仓着火并发送着火信号的检测模块21，所述检测模块21包括检测电池仓温度的温度检测器，所述温度检测器设置于所述电池仓中；

对电池仓进行灭火的灭火模块23，所述灭火模块23包括安装于所述电池仓中的灭火器；

接收着火信号并控制灭火模块23执行灭火作业的控制模块22，所述控制模块22与所述检测模块21和所述灭火模块23相连接。

所述电动汽车防爆设计子系统2还包括接受所述控制模块22控制进行报警的报警模块24，所述控制模块22与所述报警模块24相连接。

本优选实施例实现了电动汽车的防爆和报警。

采用本发明电动汽车设计系统对电动汽车寿命和防火进行模拟设计，并对σ₁取不同值下的模拟数据的设计成本和防火性能进行了统计，同未采用本发明相比，产生的有益效果如下表所示：

σ1	设计成本降低	防火性能提高
			0.82	20％	10％
0.85	25％	15％
			0.90	30％	20％
0.92	32％	24％
			0.95	36％	31％

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (9)

1.一种安全性高的电动汽车设计系统，电动汽车上安装有蓄电池和太阳能电池板，其特征是，所述电动汽车设计系统包括电动汽车寿命设计子系统和电动汽车防爆设计子系统，所述电动汽车寿命设计子系统对电动汽车的寿命进行设计，所述电动汽车防爆设计子系统在所述电动汽车的寿命范围内对电动汽车进行防火设计。

2.根据权利要求1所述的安全性高的电动汽车设计系统，其特征是，所述电动汽车寿命设计子系统包括蓄电池寿命评估模块、太阳能电池板寿命评估模块和电动汽车寿命设计模块，所述蓄电池寿命评估模块用于对电动汽车的蓄电池寿命进行评估，所述太阳能电池板寿命评估模块用于对电动汽车的太阳能电池板寿命进行评估，所述电动汽车寿命设计模块用于根据蓄电池和太阳能电池板寿命对电动汽车寿命进行设计。

3.根据权利要求2所述的安全性高的电动汽车设计系统，其特征是，所述蓄电池寿命评估模块中的蓄电池寿命指蓄电池失效前可反复充放电的次数，所述蓄电池寿命表示采用如下方式确定：

$LX={\mathrm{\σ}}_1(\frac{1}{2}{e}^{10+3d}+\frac{1-d}{2\mathrm{\ϵ}d})$

式中，LX表示蓄电池寿命，d表示相对于蓄电池额定容量的放电深度，ε表示蓄电池容量损失率，ε∈[0.001,0.01]，σ₁表示环境影响因子,σ₁∈[0.8,1]。

4.根据权利要求3所述的安全性高的电动汽车设计系统，其特征是，所述太阳能电池板寿命评估模块采用太阳能电池板输出功率的数据对其寿命进行评估，具体包括以下步骤：

步骤1：每天在某一固定时刻对太阳能电池板输出功率的数据进行采集；

步骤2：对异常数据进行处理，假设p表示输出功率序列{p_t}的均值，对于0.2p>p_t>3p的异常数据进行剔除；

步骤3：确定太阳能电池板寿命，将太阳能电池板正常输出功率的下限值设为p_min，所述太阳能电池板的寿命采用如下方式确定：

LS＝SUP{t：p_t≥p_min}

式中，LS表示太阳能电池板的寿命，SUP表示最小上界，即太阳能电池板的寿命可表示为满足正常功率输出下限的t的最大值。

5.根据权利要求4所述的安全性高的电动汽车设计系统，其特征是，所述电动汽车寿命设计模块包括第一寿命设计单元、第二寿命设计单元和第三寿命设计单元，所述第一寿命设计单元用于确定电动汽车寿命设计上限值，所述第二寿命设计单元用于确定电动汽车寿命设计下限值，所述第三寿命设计单元用于确定电动汽车最佳设计寿命；

所述确定电动汽车寿命设计上限值，具体为：

M_up＝min{LX，LS}

式中，M_up表示电动汽车寿命设计上限值，LX表示蓄电池寿命，LS表示太阳能电池板的寿命。

6.根据权利要求5所述的安全性高的电动汽车设计系统，其特征是，所述确定电动汽车寿命设计下限值，具体为：

步骤1：确定电动汽车净收益指数，

$J\left(M\right)=e^{\frac{{\∫}_0^M\[v\left(t\right)-c\left(t\right)\]\×e^{-st}dt-V\left(M\right)}{{\∫}_0^{M}c\left(t\right)dt+V\left(M\right)}}$

式中，J(M)表示电动汽车设计寿命为M时的净收益指数，v(t)表示电动汽车运行一天的效益，c(t)表示电动汽车运行一天的成本，s表示收益损耗率，V(M)表示电动汽车设计寿命为M时的设计成本；

步骤2：确定电动汽车寿命设计下限值，可表示为：

M_low＝INF{M：J(M)≥1}

式中，M_low表示电动汽车寿命设计下限值，INF表示最大下界，即电动汽车寿命设计下限值可表示为净收益指数大于等于1时M的最小值。

7.根据权利要求6所述的安全性高的电动汽车设计系统，其特征是，所述确定电动汽车最佳设计寿命采用作图法在所述寿命设计上限值和寿命设计下限值之间寻找净收益指数最大的值作为电动汽车最佳设计寿命。

8.根据权利要求7所述的安全性高的电动汽车设计系统，其特征是，蓄电池和与太阳能电池板相连的太阳能电池安装于电动汽车电池仓内，所述电动汽车防爆设计子系统包括用于检测电池仓着火并发送着火信号的检测模块，所述检测模块包括检测电池仓温度的温度检测器，所述温度检测器设置于所述电池仓中；

对电池仓进行灭火的灭火模块，所述灭火模块包括安装于所述电池仓中的灭火器；

接收着火信号并控制灭火模块执行灭火作业的控制模块，所述控制模块与所述检测模块和所述灭火模块相连接。

9.根据权利要求8所述的安全性高的电动汽车设计系统，其特征是，所述电动汽车防爆设计子系统还包括接受所述控制模块控制进行报警的报警模块，所述控制模块与所述报警模块相连接。