CN107284423A - 基于大数据处理的纯电动汽车电池的更换方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于大数据处理的纯电动汽车电池的更换方法及系统，该方法包括如下步骤：建立多个换电站，用于为电动汽车更换充满电的电池；获取每一换电站的位置信息；实时获取电动汽车的位置信息和电池的电量信息；以及根据实时获取的所述电池的电量信息实时判断所述电动汽车是否需要更换电池，在判断得出需要更换电池时，找出距离所述电动汽车位置最近的换电站的位置信息并发送给汽车终端，以使得所述电动汽车到对应的换电站进行电池的更换。本发明利用换电站为电动汽车更换充满电的电池，仅用3到5分钟的时间换上充满的电的电池，让车主获取与汽油车同样的用户体验，解决了充电桩充电需要数小时的体验不方便的问题。

Description

基于大数据处理的纯电动汽车电池的更换方法及系统

技术领域

本发明涉及电动汽车的能源领域，特指一种基于大数据处理的纯电动汽车电池的更换方法及系统。

背景技术

近年来，随着环境保护、能源安全方面需求的日益增长，政府政策的大力扶持，电动汽车续航能力的提高，百公里能耗的下降，电动汽车的发展得到了各方面的高度关注。

到目前为止，电动汽车所采用的充电方式仍以充电桩为主。但是，充电桩的充电时间以小时计，目前较快的也需要2-3小时，用户体验不方便；根据能量守恒定律，要实现快速充电，就必须研发大电流的充电桩，这在技术上也是一个瓶颈。

而且，大电流的多次快速充电，对电池寿命会造成重大影响。正常慢充电方式下电池的循环寿命原本可以达到2000-3000次，而大电流快速充电会使电池的循环寿命大大缩短。目前电池成本约占电动汽车整车成本的一半，电池寿命的缩短成了消费者选购电动汽车时不得不考量的因素(汽油车寿命约为15年，而目前电池寿命约为3-5年)。

因此，充电桩充电方式在一定程度上影响了电动汽车的用户体验，制约了电动汽车的推广和普及。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种基于大数据处理的纯电动汽车电池的更换方法及系统，解决现有的充电桩充电方式在一定程度上影响了电动汽车的用户体检和制约电动汽车的推广和普及的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供了一种基于大数据处理的纯电动汽车电池的更换方法，包括如下步骤：

建立多个换电站，用于为电动汽车更换充满电的电池；

与所述换电站通信连接并获取每一换电站的位置信息并上传至云端数据库进行存储；

与多个电动汽车的汽车终端通信连接，并实时获取所述电动汽车的位置信息和电池的电量信息，将所获取的电动汽车的位置信息和电池的电量信息上传至所述云端数据库进行存储；以及

根据实时获取的所述电池的电量信息实时判断所述电动汽车是否需要更换电池，在判断得出需要更换电池时，于所述云端数据库中存储的所有换电站中找出距离所述电动汽车位置最近的换电站的位置信息并发送给汽车终端，以使得所述电动汽车到对应的换电站进行电池的更换。

本发明提供了一种为电动汽车更换电池的方法，利用换电站为电动汽车更换充满电的电池，仅用3到5分钟的时间换上充满的电的电池，让车主获取与汽油车同样的用户体验，解决了充电桩充电需要数小时的体验不方便的问题。本发明的更换电池的方法及系统可以大大缩短电动汽车补充能源的时间，减轻电池损耗，降低购车成本，方便电池的回收和再利用，有助于改善电动汽车的用户体验，极大地推动电动汽车的普及和发展。

本发明基于大数据处理的纯电动汽车电池的更换方法的进一步改进在于，还包括：

于每一电池上设有一通信模块；

当将所述电池安装于对应的电动汽车上时，所述电池与对应的电动汽车的汽车终端通过所述通信模块建立通信连接，进而通过所述通信模块实时发送电池的电量信息至对应的汽车终端上。

本发明基于大数据处理的纯电动汽车电池的更换方法的进一步改进在于，还包括：

获取每一换电站为每一辆电动汽车更换电池的更换记录数据，所述更换记录数据包括更换电池时间、更换电池地点、电池编号、电动汽车的车牌信息、以及更换电池的电量；

将所获取的更换记录数据上传至所述云端数据库进行存储。

本发明基于大数据处理的纯电动汽车电池的更换方法的进一步改进在于，还包括：

针对所述云端数据库中存储的电动汽车的位置信息、电池的电量信息和更换记录数据，依据位置维度、时间维度、电池维度、电动汽车维度以及电量维度进行多维度动态数据监控，从而得到每一电池的全生命周期数据和每一辆电动汽车的全生命周期数据。

本发明基于大数据处理的纯电动汽车电池的更换方法的进一步改进在于，还包括于所述电动汽车上设置电池安装结构，所述电池安装结构包括固设于电动汽车的底盘之上的安装盒体、支撑弹簧以及侧盖板；

所述安装盒体内形成有并排设置的多个电池安装空间，所述安装盒体上对应所述底盘的一侧留设有与所述电池安装空间对应连通的侧部开口；

所述支撑弹簧装设于所述安装盒体上与所述侧部开口对应的侧壁上、并位于对应的所述电池安装空间内，所述支撑弹簧的端部固设有第一导电片；

所述侧盖板可转动地安装于所述底盘上并供封闭对应的所述侧部开口，所述侧盖板的内侧设有第二导电片，通过所述侧盖板控制所述侧部开口的开合。

本发明还提供了一种基于大数据处理的纯电动汽车电池的更换系统，包括：

多个换电站，用于为电动汽车更换充满电的电池，每一换电站处建立有换电站管理系统，所述换电站管理系统内存储有换电站的位置信息；

设于电动汽车处的汽车终端，所述汽车终端实时获取电动汽车的位置信息和电池的电量信息；以及

数据管理系统，与所述换电站管理系统和所述汽车终端通信连接，用于获取所述换电站管理系统内的换电站的位置信息并上传至云端数据库进行存储；还用于实时获取汽车终端内的电动汽车的位置信息和电池的电量信息，并将所获取的电动汽车的位置信息和电池的电量信息上传至所述云端数据库进行存储；所述数据管理系统还用于根据实时获取的所述电池的电量信息实时判断所述电动汽车是否需要更换电池，在判断得出需要更换电池时，于所述云端数据库中存储的所有换电站中找出距离所述电动汽车位置最近的换电站的位置信息并发送给汽车终端，以使得所述电动汽车到对应的换电站进行电池的更换。

本发明基于大数据处理的纯电动汽车电池的更换系统的进一步改进在于，每一电池上设有一通信模块，每一电动汽车上安装的电池通过所述通信模块与电动汽车上的汽车终端建立通信连接，并通过通信模块实时发送电池的电量信息至对应的汽车终端。

本发明基于大数据处理的纯电动汽车电池的更换系统的进一步改进在于，所述换电站管理系统内还存储有所述换电站为每一辆电动汽车更换电池的更换记录数据，所述更换记录数据包括更换电池时间、更换电池地点、电池编号、电动汽车的车牌信息、以及更换电池的电量；所述换电站管理系统将所述更换记录数据发送给所述数据管理系统并通过所述数据管理系统将所述更换记录数据上传至所述云端数据库进行存储。

本发明基于大数据处理的纯电动汽车电池的更换系统的进一步改进在于，所述数据管理系统内设置有数据监控模块，用于针对所述云端数据中存储的电动汽车的位置信息、电池的电量信息和更换记录数据，依据位置维度、时间维度、电池维度、电动汽车维度以及电量维度进行多维度动态数据监控，从而得到每一电池的全生命周期数据和每一辆电动汽车的全生命周期数据。

本发明基于大数据处理的纯电动汽车电池的更换系统的进一步改进在于，还包括安装于于所述电动汽车上的电池安装结构，所述电池安装结构包括固设于电动汽车的底盘之上的安装盒体、支撑弹簧以及侧盖板；

所述安装盒体内形成有并排设置的多个电池安装空间，所述安装盒体上对应所述底盘的一侧留设有与所述电池安装空间对应连通的侧部开口；

所述支撑弹簧装设于所述安装盒体上与所述侧部开口对应的侧壁上、并位于对应的所述电池安装空间内，所述支撑弹簧的端部固设有第一导电片；

所述侧盖板可转动地安装于所述底盘上并供封闭对应的所述侧部开口，所述侧盖板的内侧设有第二导电片，通过所述侧盖板控制所述侧部开口的开合。

附图说明

图1为本发明基于大数据处理的纯电动汽车电池的更换系统的系统图。

图2为本发明更换系统中的安装于电动汽车的电池安装结构与底盘的俯视图。

图3为本发明中的电池安装结构中省略部分顶板的结构示意图。

图4为本发明中的电池安装结构与底盘的侧视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参阅图1，本发明提供了一种基于大数据处理的纯电动汽车电池的更换方法及系统，用于解决现有电动汽车利用充电桩充电时间以小时计算，用户体验不方便的问题，及在快速充电时对电池的寿命产生重大影响的问题，另外电池成本较高还影响了电动汽车的普及。本发明的电池更换方法及系统采用设置换电站的方式，为电动汽车更换充满电的电池，换电池时间仅用3到5分钟，解决了充电时间长的问题，用户体验大大地得到了改善；电池采用租赁方式，仅需支付少额的租赁费，能够减少电动车的价格，极大地促进电动汽车的普及。换下的电池由换电站使用匀速、长时间的充电方式完成充电，解决快速充电影响电池寿命的问题。下面结合附图对本发明基于大数据处理的纯电动汽车电池的更换方法及系统进行说明。

如图1所示，本发明提供的基于大数据处理的纯电动汽车电池的更换系统包括多个换电站(A1～An)、汽车终端、数据管理系统30以及云端数据库20，换电站用于为电动汽车(B1～Bn)更换充满电的电池，在每一换电站处建立有换电站管理系统，用于对换电站进行统一的管理，换电站管理系统内存储有换电站的位置信息。汽车终端设于电动汽车处，汽车终端用于实时获取电动汽车的位置信息和电池的电量信息。数据管理系统30与换电站管理系统和汽车终端通信连接，用于获取换电站管理系统内的换电站的位置信息并上传至云端数据库20进行存储，从而可基于此形成对应的换电站的电子地图；还用于实时获取汽车终端内的电动汽车的位置信息和电池的电量信息，并将所获取的实时数据即汽车终端内的电动汽车的位置信息和电池电动电量信息上传至云端数据库20进行存储；数据管理系统30还用于根据实时获取的电池的电量信息实时判断该电动汽车是否需要更换电池，在判断得到需要更换电池时，于云端数据库20中存储的所有换电站中找出距离该电动汽车位置最近的换电站的位置信息并发送给汽车终端，以使得电动汽车到对应的换电站进行电池的更换。

本发明的数据管理系统30能够对电动汽车上使用的电池进行实时监控及追踪，监控电池的电量信息，一方面在电池的电量较低时告知电动汽车用户附近的换电站的位置并提醒更换电池，另一方面还能够获取电池放电全过程的电量使用情况，也即每次电池放电全程的实时的电量使用情况。监控电池所获得的电池的电量信息能够提供给电池供应商，作为改善电池的参考数据。

设于电动汽车上的汽车终端可以为安装在用户手机上的APP，也可以是安装在电动汽车的中控系统内的应用程序，还可以是手机和中控系统中同步安装的控制程序。较佳地，汽车终端的应用程序和/或APP的安装文件预先存储于云端数据库20内，电动汽车的用户可以通过访问云端数据库20进行自行下载安装。在汽车终端内还设有换电站电子地图，用于显示及搜索所有换电站的位置，该换电站电子地图用于方便用户查询附近的换电站。在用户购买电动汽车时，须将电动汽车的车牌信息及电池编号登记入网，这样就获取了在各个换电站(A1～An)更换电池服务的资格。汽车终端与对应的电动汽车相匹配，将汽车终端的账号与电动汽车的车牌信息绑定在一起，这样可通过检测车牌信息是否登记入网，即可判断该电动汽车是否拥有获得电池更换服务的资格。且在汽车终端进行通信时，能够根据汽车终端的账号获知与其对应的电动汽车的车牌信息，便于系统通信识别。

电动汽车的汽车终端用于实时获取电动汽车的位置信息和电池的电量信息。较佳地，每一电池上设有一通信模块，在每一电动汽车上安装的电池通过其自身的通信模块与电动汽车上的汽车终端建立通信连接，并通过通信模块实时发送电池的电量信息至对应的汽车终端。汽车终端可通过车载自带的定位系统获取电动汽车的实时的位置信息，也即行车路径。该汽车终端还可以自带GPS定位系统，实时获取自身的位置信息作为电动汽车的位置信息。电池上设置的通信模块较佳为蓝牙模块，为汽车终端提供电量信息和内部相关信息，其中的内部相关信息包括电压信息、电流信息以及温度信息，该些电量信息和内部相关信息可用于分析电池的使用及损耗情况。汽车终端所接收的实时的电动汽车的位置信息、电池的电量信息和电池内部相关信息一并发送给数据管理系统30，数据管理系统30根据该实时数据监控电池的状态并分析电池的使用情况。

设于换电站的换电站管理系统还存储有本地换电站内库存电池的状态，包括库存内所有电池的电池编号以及对应的电量情况。换电站管理系统与云端数据库30通信连接，将库存电池的状态上传至云端数据库进行存储，并在库存电池的状态发生变化时及时地对应更新云端数据库30内存储的库存电池的状态。换电站管理系统可定期或不定期地对本地换电站的库存电池的状态进行更新。在换电站处还设置有换电站终端(1～n)，换电站终端为多个，用于在对电动汽车进行更换电池之前对电动汽车进行身份验证，对更换前、后的电池进行记录，每一换电站终端均与换电站管理系统通信连接，每一换电站终端获取的数据均传送给换电站管理系统进行记录保存。换电站终端为安装于终端设备内的换电站应用程序或APP，在电动汽车来更换电池时，换电站终端对电动汽车的车牌进行拍照并获取对应的车牌信息，换电站终端在获取到车牌信息后检验该车牌信息是否已经登记入网，电动车辆的登记入网信息可存储与云端数据库20内，换电站终端可通过读取云数据库20内的电动车辆的登记入网信息进行识别判断，若该电动车辆已经登记入网，则表明可以为该电动汽车提供更换电池的服务。换电站的工作人员将电动汽车上的已放完电的电池卸下，并利用换电站终端对已放完电的电池进行扫描获取电池编码，可以通过扫描电池上的二维码或条形码来实现获取电池编码；换电站终端与已放完电的电池内的通信模块进行通信连接，获取该已放完电的电池的电量信息；取来换电站内的已充满电的电池，并利用换电站终端对已充满电的电池进行扫描获取电池编码，再与该已充满电的电池的通信模块进行通信连接，获取该已充满电的电池的电量信息，并对该电量信息进行检测，符合要求则进行更换，而后将其安装于电动汽车上，就完成了对电动汽车的电池的更换。在电动汽车更换电池的过程中，换电站终端对更换过程中的车牌信息、换下的电池编码、换上的电池编码、更换电池时间、更换电池地点，更换人员等数据信息进行记录并发送给换电站管理系统进行存储。换电站管理系统将接收到的换电站终端发送的更换过程中的车牌信息、换下的电池编码、换上的电池编码、更换电池时间、更换电池地点等数据信息作为更换记录数据，该更换记录数据通过换电站为每一辆电动汽车更换电池时所产生，更换记录数据包括有更换电池的时间、更换电池地点、电池编号、电动汽车的车牌信息、更换人员以及更换电池的电量，换电站管理系统在存储好更换记录数据后对自身存储的库存电池的状态中的库存内所有电池的电池编号以及对应的电量情况进行更新；并将更换记录数据和更新的库存电池的状态一并发送给云端数据库20进行存储和更新存储。换电站管理系统对于库存电池的状态进行监控，对于在最大存储电量小于标准电量的80％的电池进行回收处理提示，实现了对电池的管理。

数据管理系统30内设置有数据监控模块，用于针对云端数据库20中存储的电动汽车的位置信息、电池的电量信息和更换记录数据，依据位置维度、时间维度、电池维度、电动汽车维度依据电量位置进行多维度动态数据监控，实现了数据的动态变化监控，通过多维度动态数据监控能够获得各个维度间的对应关系，从而能够得到每一电池的全生命周期数据和每一辆电动汽车的全生命周期数据。每一电池在其生命周期内服务于不同的车辆，其在每一电动车上的放电全过程所处的时间、位置以及相关参数均不同，且每一次放电全过程均有实时记录数据，通过电池的全生命周期数据能够分析电池的使用及损耗情况，便于对电池的改善。电池的全生命周期数据包括有电池编号，电池服务于各个电动汽车的编号，对应服务每一电动汽车时放电过程中的位置信息、电池的电量信息、电池内部的相关信息比如电压、电流以及温度信息等，电池的出厂时间，电池的回收时间，电池的充电次数，当前的电量信息，电池流转过程中的所处的换电站的信息，电池的寿命。电池的全生命周期数据可分享给电池供应商，以便于对电池进行改进设计。电动汽车的全生命周期内会使用不同的电池，电动汽车的全生命周期数据包括车辆耗电量，车辆行驶里程，换电池时的换电站的信息，更换电池的时间，更换电池的编号等，电动汽车的全生命周期可分享给汽车制造商，用于对车辆进行改进设计。其中电池在最大存储电量小于标准电量的80％时对电池进行回收处理。

数据管理系统30与云端数据库20控制连接，在初始时，通过数据管理系统30将初始的汽车终端的安装程序，换电站终端的安装程序，电动汽车登记入网信息，和电池的登记入网信息记录并存储在云端数据库20内。数据管理系统30定期或不定期地对云端数据库20内的数据进行大数据处理分析，包括分析每组电池的转移途径，每辆汽车的电池更换特点比如多少时间更换一次电池，经常在哪里更换电池等，每组电池的使用寿命分析。

如图2至图4所示，本发明的电池的更换系统还包括安装于电动汽车上的电池安装结构，通过电池安装结构来实现电动汽车上的电池的可拆卸，使得电池可更换。图2中的电池安装结构省略了部分顶板为便于显示其内安装的电池。该电池安装结构包括安装盒体41、支撑弹簧42、第一导电片43、侧盖板以及第二导电片(图中未示出)，安装盒体41固设在电动汽车的底盘51之上，安装盒体41内形成有并排设中的多个电池安装空间411，每一电池安装空间411用于安装一个电池52，安装盒体41上对应底盘51的一侧留设有与电池安装空间411对应连通的侧部开口412，侧部开口412用于安装和拆卸电池52。底盘51上在电动汽车长度方向具有相对的两侧，侧部开口412对应设置在该两侧中的任一侧，也即侧部开口412位于电动汽车长度方向的侧部处。支撑弹簧42装设在安装盒体41上与侧部开口412对应的侧壁上，并且支撑弹簧42位于对应的电池安装空间411内，支撑弹簧42的端部固设第一导电片43，支撑弹簧42可弹性变形。侧盖板可转动地安装在电动汽车的底盘51上并用于封闭对应的侧部开口

412，侧盖板的内侧设有第二导电片，通过侧盖板控制侧部开口412的开合。侧盖板封闭侧部开口412后使得电池安装空间411为密闭空间，以防止水入侵。

在安装电池52时，通过侧盖板将侧部开口412打开，将电池52从侧部开口412处插入到电池安装空间411内，电池52的端部抵靠第一导电片43并挤压支撑弹簧42，扣合侧盖板以封闭侧部开口412，侧盖板对电池52起到了限位的作用，该侧盖板在扣合后对电池52产生挤压力，使得电池52进一步挤压支撑弹簧42使得支撑弹簧42发生形变从而产生弹力，这样电池52的两端紧贴于对应的第一导电片43和第二导电片，该电池52通过第一导电片43和第二导电片与电动汽车供电连接，为电动汽车提供电源。在拆卸电池52时，通过侧盖板将侧部开口412打开，支撑弹簧42的弹力将电池52的一部分从侧部开口412处弹出，使得电池52的端部处有部分从侧部开口412处伸出，从而方便将电池52从电池容置空间411内抽出，实现了电池的拆卸。本发明的电池安装结构方便了电池的安装及拆卸，为电动汽车提供了电池可更换的可能，使得在电池电量用完后可直接为电动汽车换上充满电的电池，且更换的时间远远小于充电桩的充电时间，解决了充电桩充电需要数小时的体验不方便的问题。

作为本发明的一较佳实施方式，安装盒体41的顶部设有顶板414，底部设有底板，顶板414和底板相对设置，在顶板414和底板之间围设有三个侧板，且各个板间的连接为密封连接。安装盒体41的顶板414用于封闭安装盒体41的顶部，图2和图3所示的结构为省略了部分顶板414的示意图，以便于显示出安装盒体41内部的结构。

进一步地，每一电池安装空间411内设有两个支撑弹簧42，且两个支撑弹簧42平行设置，提高了电池安装及拆卸过程中的稳定性。

较佳地，安装盒体41为方形盒，电池安装空间411为方体空间。相应地，电池52也为方体形状。其中的方体可以是长方体也可以是正方体。

作为本发明的另一较佳实施方式，安装盒体41内设有固设于与侧部开口412对应的侧壁的多个隔板415，多个隔板415间间隔设置，且通过隔板415将安装盒体41内分隔形成多个电池安装空间411。

作为本发明的又一较佳实施方式，侧盖板的底部通过转轴可转动地安装于电动汽车的底盘51上，当侧盖板的顶部绕转轴向下转动时，以打开侧部开口412，当侧盖板的顶部绕转轴向上转动时，以封闭侧部开口412。进一步地，为提高侧盖板封闭侧部开口412的牢固性，在转轴上安装有锁紧弹簧，通过锁紧弹簧使得侧盖板扣合于侧部开口412处以封闭该侧部开口412。锁紧弹簧通过弹力支撑侧盖板呈扣合状态，即侧盖板封闭于侧部开口412处，在需要打开侧盖板时需要用力克服锁紧弹簧的弹力才可将侧盖板绕转轴向下转动。更进一步地，侧盖板位于电动汽车侧门的下方，且侧盖板的顶部和电动汽车的骨架上设有相互卡合的卡扣件，通过卡扣件的相互卡合来锁定侧盖板的顶部和电动汽车的骨架，在需要打开侧盖板时，解除卡扣件间的卡合即可。电动汽车的骨架安装在底盘51上，为电动汽车的安装支撑架体，在骨架外罩设有电动汽车的外壳。

下面对本发明提供的基于大数据处理的纯电动汽车电池的更换方法进行说明。

本发明提供的基于大数据处理的纯电动汽车电池的更换方法，包括如下步骤：

建立多个换电站，用于为电动汽车更换充满电的电池；

与换电站通信连接并获取每一换电站的位置信息并上传至云端数据库进行存储；

与多个电动汽车的汽车终端通信连接，并实时获取电动汽车的位置信息和电池的电量信息，将所获取的电动汽车的位置信息和电池的电量信息上传至云端数据库进行存储；以及

根据实时获取的电池的电量信息实时判断电动汽车是否需要更换电池，在判断得出需要更换电池时，于云端数据库中存储的所有换电站中找出距离电动汽车位置最近的换电站的位置信息并发送给汽车终端，以使得电动汽车到对应的换电站进行电池的更换。

本发明提供的电动汽车更换电池的方法，利用换电站为电动汽车更换充满电的电池，仅用3到5分钟的时间换上充满的电的电池，让车主获取与汽油车同样的用户体验，解决了充电桩充电需要数小时的体验不方便的问题。本发明的更换电池的方法及系统可以大大缩短电动汽车补充能源的时间，减轻电池损耗，降低购车成本，方便电池的回收和再利用，有助于改善电动汽车的用户体验，极大地推动电动汽车的普及和发展。

本发明的更换电池的方法能够对电动汽车上使用的电池进行实施监控以及追踪，监控电池的电量信息，一方面在电池的电量较低时告知电动汽车用户附近的换电站的位置并提醒更换电池，另一方面还能够获取电池放电全过程的电量使用情况，也即每次电池放电全程的实时的电量使用情况。监控电池所获得的电池的电量信息能够提供给电池供应商，作为改善电池的参考数据。

作为本发明的一较佳实施方式，每一换电站处均建立有换电站管理系统，结合图1所示，用于对换电站进行统一的管理，在换电站管理系统内存储有换电站的位置信息。在获取换电站的位置信息时，可通过与换电站管理系统通信连接来读取换电站管理系统内存储的换电站的位置信息，所有换电站的位置信息存储云端数据库20内后，可用于形成换电站的电子地图。进一步地，换电站管理系统还用于管理换电站的库存内的电池，在换电站管理系统内存储有本地换电站内库存电池的状态，包括库存内所有电池的电池编号以及对应的电量情况。读取换电站管理系统内的库存电池的状态并将其上传至云端数据库进行存储，并在库存电池的状态发生变化时及时地对应更新云端数据库30内存储的库存电池的状态。换电站管理系统可定期或不定期地对本地换电站的库存电池的状态进行更新。换电站管理系统对于库存电池的状态进行监控，对于在最大存储电量小于标准电量的80％的电池进行回收处理提示，实现了对电池的管理。

作为本发明的另一较佳实施方式，本发明的更换方法中实时获取电动汽车的位置信息和电池的电量信息通过如下方法实现，在每一电池上设置一通信模块，当将该电池安装于对应的电动汽车上时，电池与对应的电动汽车的汽车终端通过通信模块建立通信连接，进而通过通信模块实时发送电池的电量信息到对应的汽车终端上。这样通过与汽车终端建立通信连接，即可实现实时读取电动汽车的位置信息和电池的电量信息。汽车终端可通过车载自带的定位系统获取电动汽车的实时的位置信息，也即行车路径。该汽车终端还可以自带GPS定位系统，实时获取自身的位置信息作为电动汽车的位置信息。电池上设置的通信模块较佳为蓝牙模块，为汽车终端提供电量信息和内部相关信息，其中的内部相关信息包括电压信息、电流信息以及温度信息，该些电量信息和内部相关信息可用于分析电池的使用及损耗情况。

进一步地，设于电动汽车上的汽车终端可以为安装在用户手机上的APP，也可以是安装在电动汽车的中控系统内的应用程序，还可以是手机和中控系统中同步安装的控制程序。较佳地，汽车终端的应用程序和/或APP的安装文件预先存储于云端数据库20内，电动汽车的用户可以通过访问云端数据库20进行自行下载安装。在汽车终端内还设有换电站电子地图，用于显示及搜索所有换电站的位置，该换电站电子地图用于方便用户查询附近的换电站。在用户购买电动汽车时，须将电动汽车的车牌信息及电池编号登记入网，这样就获取了在各个换电站(A1～An)更换电池服务的资格。汽车终端与对应的电动汽车相匹配，将汽车终端的账号与电动汽车的车牌信息绑定在一起，这样可通过检测车牌信息是否登记入网，即可判断该电动汽车是否拥有获得电池更换服务的资格。且在汽车终端进行通信时，能够根据汽车终端的账号获知与其对应的电动汽车的车牌信息，便于系统通信识别。

作为本发明的又一较佳实施方式，本发明的电池的更换方法还包括：获取每一换电站为每一辆电动汽车更换电池的更换记录数据，更换记录数据包括更换电池时间、更换电池地点、电池编号、电动汽车的车牌信息、以及更换电池的电量；将所获取的更换记录数据上传至云端数据库进行存储。具体地，在换电站处设置有换电站终端(1～n)，换电站终端为多个，用于在对电动汽车进行更换电池之前对电动汽车进行身份验证，对更换前、后的电池进行记录，每一换电站终端均与换电站管理系统通信连接，每一换电站终端获取的数据均传送给换电站管理系统进行记录保存。换电站终端为安装于终端设备内的换电站应用程序或APP，在电动汽车来更换电池时，换电站终端对电动汽车的车牌进行拍照并获取对应的车牌信息，换电站终端在获取到车牌信息后检验该车牌信息是否已经登记入网，电动车辆的登记入网信息可存储与云端数据库20内，换电站终端可通过读取云数据库20内的电动车辆的登记入网信息进行识别判断，若该电动车辆已经登记入网，则表明可以为该电动汽车提供更换电池的服务。换电站的工作人员将电动汽车上的已放完电的电池卸下，并利用换电站终端对已放完电的电池进行扫描获取电池编码，可以通过扫描电池上的二维码或条形码来实现获取电池编码；换电站终端与已放完电的电池内的通信模块进行通信连接，获取该已放完电的电池的电量信息；取来换电站内的已充满电的电池，并利用换电站终端对已充满电的电池进行扫描获取电池编码，再与该已充满电的电池的通信模块进行通信连接，获取该已充满电的电池的电量信息，并对该电量信息进行检测，符合要求则进行更换，而后将其安装于电动汽车上，就完成了对电动汽车的电池的更换。在电动汽车更换电池的过程中，换电站终端对更换过程中的车牌信息、换下的电池编码、换上的电池编码、更换电池时间、更换电池地点、更换人员等数据信息进行记录并发送给换电站管理系统进行存储。换电站管理系统将接收到的换电站终端发送的更换过程中的车牌信息、换下的电池编码、换上的电池编码、更换电池时间、更换电池地点等数据信息作为更换记录数据，该更换记录数据通过换电站为每一辆电动汽车更换电池时所产生，更换记录数据包括有更换电池的时间、更换电池地点、电池编号、电动汽车的车牌信息、更换人员以及更换电池的电量，换电站管理系统在存储好更换记录数据后对自身存储的库存电池的状态中的库存内所有电池的电池编号以及对应的电量情况进行更新；并将更换记录数据和更新的库存电池的状态一并发送给云端数据库20进行存储和更新存储。在获取每一换电站为每一辆电动汽车更换电池的更换记录数据时，可通过与每一换电站的换电站管理系统建立通信连接，并从该换电站管理系统处读取更换记录数据即可。

本发明的电池的更换方法中与换电站的换电站管理系统通信连接并获取换电站的位置信息可通过建立一数据管理系统30来实现，该数据管理系统30与换电站管理系统通信连接并读取该换电站的位置信息。与汽车终端通信连接并获取电动汽车的位置信息和电池的电量信息同样可通过数据管理系统30来实现。在数据管理系统30内设置有数据监控模块，用于针对云端数据库20中存储的电动汽车的位置信息、电池的电量信息和更换记录数据，依据位置维度、时间维度、电池维度、电动汽车维度依据电量位置进行多维度动态数据监控，实现了数据的动态变化监控，通过多维度动态数据监控能够获得各个维度间的对应关系，从而能够得到每一电池的全生命周期数据和每一辆电动汽车的全生命周期数据。每一电池在其生命周期内服务于不同的车辆，其在每一电动车上的放电全过程所处的时间、位置以及相关参数均不同，且每一次放电全过程均有实时记录数据，通过电池的全生命周期数据能够分析电池的使用及损耗情况，便于对电池的改善。电池的全生命周期数据包括有电池编号，电池服务于各个电动汽车的编号，对应服务每一电动汽车时放电过程中的位置信息、电池的电量信息、电池内部的相关信息比如电压、电流以及温度信息等，电池的出厂时间，电池的回收时间，电池的充电次数，当前的电量信息，电池流转过程中的所处的换电站的信息，电池的寿命。电池的全生命周期数据可分享给电池供应商，以便于对电池进行改进设计。电动汽车的全生命周期内会使用不同的电池，电动汽车的全生命周期数据包括车辆耗电量，车辆行驶里程，换电池时的换电站的信息，更换电池的时间，更换电池的编号等，电动汽车的全生命周期可分享给汽车制造商，用于对车辆进行改进设计。其中电池在最大存储电量小于标准电量的80％时对电池进行回收处理。

数据管理系统30与云端数据库20控制连接，在初始时，通过数据管理系统30将初始的汽车终端的安装程序，换电站终端的安装程序，电动汽车登记入网信息，和电池的登记入网信息记录并存储在云端数据库20内。数据管理系统30定期或不定期地对云端数据库20内的数据进行大数据处理分析，包括分析每组电池的转移途径，每辆汽车的电池更换特点比如多少时间更换一次电池，经常在哪里更换电池等，每组电池的使用寿命分析。

如图2至图4所示，本发明的电池的更换方法还包括于电动汽车上设置电池安装结构，通过电池安装结构来实现电动汽车上的电池的可拆卸，使得电池可更换。该电池安装结构包括安装盒体41、支撑弹簧42、第一导电片43、侧盖板以及第二导电片(图中未示出)，安装盒体41固设在电动汽车的底盘51之上，安装盒体41内形成有并排设中的多个电池安装空间411，每一电池安装空间411用于安装一个电池52，安装盒体41上对应底盘51的一侧留设有与电池安装空间411对应连通的侧部开口412，侧部开口412用于安装和拆卸电池52。底盘51上在电动汽车长度方向具有相对的两侧，侧部开口412对应设置在该两侧中的任一侧，也即侧部开口412位于电动汽车长度方向的侧部处。支撑弹簧42装设在安装盒体41上与侧部开口412对应的侧壁上，并且支撑弹簧42位于对应的电池安装空间411内，支撑弹簧42的端部固设第一导电片43，支撑弹簧42可弹性变形。侧盖板可转动地安装在电动汽车的底盘51上并用于封闭对应的侧部开口412，侧盖板的内侧设有第二导电片，通过侧盖板控制侧部开口412的开合。侧盖板封闭侧部开口412后使得电池安装空间411为密闭空间，以防止水入侵。

在安装电池52时，通过侧盖板将侧部开口412打开，将电池52从侧部开口412处插入到电池安装空间411内，电池52的端部抵靠第一导电片43并挤压支撑弹簧42，扣合侧盖板以封闭侧部开口412，侧盖板对电池52起到了限位的作用，该侧盖板在扣合后对电池52产生挤压力，使得电池52进一步挤压支撑弹簧42使得支撑弹簧42发生形变从而产生弹力，这样电池52的两端紧贴于对应的第一导电片43和第二导电片，该电池52通过第一导电片43和第二导电片与电动汽车供电连接，为电动汽车提供电源。在拆卸电池52时，通过侧盖板将侧部开口412打开，支撑弹簧42的弹力将电池52的一部分从侧部开口412处弹出，使得电池52的端部处有部分从侧部开口412处伸出，从而方便将电池52从电池容置空间411内抽出，实现了电池的拆卸。本发明的电池安装结构方便了电池的安装及拆卸，为电动汽车提供了电池可更换的可能，使得在电池电量用完后可直接为电动汽车换上充满电的电池，且更换的时间远远小于充电桩的充电时间，解决了充电桩充电需要数小时的体验不方便的问题。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于大数据处理的纯电动汽车电池的更换方法，其特征在于，包括如下步骤：

建立多个换电站，用于为电动汽车更换充满电的电池；

与所述换电站通信连接并获取每一换电站的位置信息并上传至云端数据库进行存储；

与多个电动汽车的汽车终端通信连接，并实时获取所述电动汽车的位置信息和电池的电量信息，将所获取的电动汽车的位置信息和电池的电量信息上传至所述云端数据库进行存储；以及

根据实时获取的所述电池的电量信息实时判断所述电动汽车是否需要更换电池，在判断得出需要更换电池时，于所述云端数据库中存储的所有换电站中找出距离所述电动汽车位置最近的换电站的位置信息并发送给汽车终端，以使得所述电动汽车到对应的换电站进行电池的更换。

2.如权利要求1所述的基于大数据处理的纯电动汽车电池的更换方法，其特征在于，还包括：

于每一电池上设有一通信模块；

当将所述电池安装于对应的电动汽车上时，所述电池与对应的电动汽车的汽车终端通过所述通信模块建立通信连接，进而通过所述通信模块实时发送电池的电量信息至对应的汽车终端上。

3.如权利要求1或2所述的基于大数据处理的纯电动汽车电池的更换方法，其特征在于，还包括：

获取每一换电站为每一辆电动汽车更换电池的更换记录数据，所述更换记录数据包括更换电池时间、更换电池地点、电池编号、电动汽车的车牌信息、以及更换电池的电量；

将所获取的更换记录数据上传至所述云端数据库进行存储。

4.如权利要求3所述的基于大数据处理的纯电动汽车电池的更换方法，其特征在于，还包括：

针对所述云端数据库中存储的电动汽车的位置信息、电池的电量信息和更换记录数据，依据位置维度、时间维度、电池维度、电动汽车维度以及电量维度进行多维度动态数据监控，从而得到每一电池的全生命周期数据和每一辆电动汽车的全生命周期数据。

5.如权利要求1所述的基于大数据处理的纯电动汽车电池的更换方法，其特征在于，还包括于所述电动汽车上设置电池安装结构，所述电池安装结构包括固设于电动汽车的底盘之上的安装盒体、支撑弹簧以及侧盖板；

所述安装盒体内形成有并排设置的多个电池安装空间，所述安装盒体上对应所述底盘的一侧留设有与所述电池安装空间对应连通的侧部开口；

所述支撑弹簧装设于所述安装盒体上与所述侧部开口对应的侧壁上、并位于对应的所述电池安装空间内，所述支撑弹簧的端部固设有第一导电片；

所述侧盖板可转动地安装于所述底盘上并供封闭对应的所述侧部开口，所述侧盖板的内侧设有第二导电片，通过所述侧盖板控制所述侧部开口的开合。

6.一种基于大数据处理的纯电动汽车电池的更换系统，其特征在于，包括：

多个换电站，用于为电动汽车更换充满电的电池，每一换电站处建立有换电站管理系统，所述换电站管理系统内存储有换电站的位置信息；

设于电动汽车处的汽车终端，所述汽车终端实时获取电动汽车的位置信息和电池的电量信息；以及

数据管理系统，与所述换电站管理系统和所述汽车终端通信连接，用于获取所述换电站管理系统内的换电站的位置信息并上传至云端数据库进行存储；还用于实时获取汽车终端内的电动汽车的位置信息和电池的电量信息，并将所获取的电动汽车的位置信息和电池的电量信息上传至所述云端数据库进行存储；所述数据管理系统还用于根据实时获取的所述电池的电量信息实时判断所述电动汽车是否需要更换电池，在判断得出需要更换电池时，于所述云端数据库中存储的所有换电站中找出距离所述电动汽车位置最近的换电站的位置信息并发送给汽车终端，以使得所述电动汽车到对应的换电站进行电池的更换。

7.如权利要求6所述的基于大数据处理的纯电动汽车电池的更换系统，其特征在于，每一电池上设有一通信模块，每一电动汽车上安装的电池通过所述通信模块与电动汽车上的汽车终端建立通信连接，并通过通信模块实时发送电池的电量信息至对应的汽车终端。

8.如权利要求6或7所述的基于大数据处理的纯电动汽车电池的更换系统，其特征在于，所述换电站管理系统内还存储有所述换电站为每一辆电动汽车更换电池的更换记录数据，所述更换记录数据包括更换电池时间、更换电池地点、电池编号、电动汽车的车牌信息、以及更换电池的电量；所述换电站管理系统将所述更换记录数据发送给所述数据管理系统并通过所述数据管理系统将所述更换记录数据上传至所述云端数据库进行存储。

9.如权利要求8所述的基于大数据处理的纯电动汽车电池的更换系统，其特征在于，所述数据管理系统内设置有数据监控模块，用于针对所述云端数据中存储的电动汽车的位置信息、电池的电量信息和更换记录数据，依据位置维度、时间维度、电池维度、电动汽车维度以及电量维度进行多维度动态数据监控，从而得到每一电池的全生命周期数据和每一辆电动汽车的全生命周期数据。

10.如权利要求8所述的基于大数据处理的纯电动汽车电池的更换系统，其特征在于，还包括安装于于所述电动汽车上的电池安装结构，所述电池安装结构包括固设于电动汽车的底盘之上的安装盒体、支撑弹簧以及侧盖板；

所述安装盒体内形成有并排设置的多个电池安装空间，所述安装盒体上对应所述底盘的一侧留设有与所述电池安装空间对应连通的侧部开口；

所述支撑弹簧装设于所述安装盒体上与所述侧部开口对应的侧壁上、并位于对应的所述电池安装空间内，所述支撑弹簧的端部固设有第一导电片；

所述侧盖板可转动地安装于所述底盘上并供封闭对应的所述侧部开口，所述侧盖板的内侧设有第二导电片，通过所述侧盖板控制所述侧部开口的开合。