CN108382208A - 一种电动汽车综合管控系统用电动汽车终端 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动汽车综合管控系统用电动汽车终端，所述电动汽车综合管控系统包括云服务器、电动汽车终端和客户终端，所述电动汽车终端和所述客户终端均与所述云服务器通信连接；所述电动汽车终端内部设置有用于监测所述电动汽车终端内部状态的状态监测模块和用于与所述云服务器通信连接的通信模块，所述通信模块每隔预设时间将监测到的状态数据发送至云服务器，以便于所述云服务器根据所述状态数据产生通知，并将所述通知推送至所述客户终端。本发明能够在电动汽车终端上采集各种管控用数据，以便于用户及时获知电动汽车状态，提升用户体验。

Description

一种电动汽车综合管控系统用电动汽车终端

技术领域

本发明涉及电动汽车管理领域，尤其涉及一种电动汽车综合管控系统用电动汽车终端。

背景技术

电动汽车(BEV)是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好。其工作原理可概述为：蓄电池——电流——电力调节器——电动机——动力传动系统——驱动汽车行驶(Road)。

现阶段电动汽车(BEV)已经日益普及，但是其综合管控却存在较大问题，比如何时提醒用户充电，用户到何地充电，充电费用如何，电动汽车何时维修，合适维护等等问题均严重影响了用户使用电动汽车的体验。

用户并不是电动汽车方面的专业人员，因此难以及时根据电动汽车的表现判断如何维护电动汽车，而且若为给电动汽车及时充电还会影响用户的出行，因此，设计一套电动汽车综合管控系统，从而全面为用户进行电动汽车的管理服务显得尤为必要。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种电动汽车综合管控系统用电动汽车终端。

本发明是以如下技术方案实现的：

一种电动汽车综合管控系统用电动汽车终端，所述电动汽车综合管控系统包括云服务器、电动汽车终端和客户终端，所述电动汽车终端和所述客户终端均与所述云服务器通信连接；所述电动汽车终端内部设置有用于监测所述电动汽车终端内部状态的状态监测模块和用于与所述云服务器通信连接的通信模块，所述通信模块每隔预设时间将监测到的状态数据发送至云服务器，以便于所述云服务器根据所述状态数据产生通知，并将所述通知推送至所述客户终端。

进一步地，所述状态监测模块的监测对象包括放电深度、电池循环寿命系数、充放电次数、电池容量、电机温度、平均故障间隔里程、最高车速、行驶里程、电池单体电压、电池单元总电压、电流和温度。

进一步地，所述电动汽车终端还包括驱动模块和电量控制模块，所述驱动模块与所述电量控制模块通信连接；所述驱动模块包括运动控制器和与所述运动控制器连接的功率转化器。

进一步地，所述电量控制模块包括电池单元和与所述电池单元连通的能源管理单元，在充电状态下，还包括与电池单元连通的充电器。

进一步地，所述电量控制模块中还包括电能状态监测单元，所述电能状态监测单元与状态监测模块通信连接以便于向云服务器传送状态数据，并且与所述运动控制器通信连接以便于当电池单元状态欠佳时，协调运动控制器相应调整控制参数。

进一步地，所述电能状态监测单元利用温度传感器热敏电阻的阻值随温度变化而变化的特性，设计分压电路使其输出电压信号正比于温度，并通过获取分压电路的电压计算电池单元的温度；在所述电能状态监测单元中存储有电压-温度转换表，并通过查表的方式直接得到温度数据，并将其送往状态监测模块。

本发明的有益效果是：

本发明提供的一种电动汽车综合管控系统用电动汽车终端，所述一种电动汽车综合管控系统具有如下有益效果：

(1)提供对于电动汽车终端的各种参数的全面管控，使得云服务器实时全面了解电动汽车终端各种参数，并进而通过预设算法判断电动汽车实时状态，并以通知的形式告知用户应该如何处理，从而提升用户体验；

(2)进一步提供了基于电动汽车终端参数判断电动汽车电量状态、电池状态以及电机状态的具体算法，从而提升了系统判断当前电动汽车状态的准确程度，避免误报；

(3)对于最常发生的充电提醒，考虑到用户节省经济成本的需要，进一步提供了充电通知的生成方法，通知信息的生成方法能够结合用户当前实际情况，适时的向用户推送通知，使得用户能够及时掌握最精准的充电信息，为电动汽车进行充电，从而保护电动汽车的电源。进一步地，在产生通知的过程中，智能化的将充点站的收费和地理位置纳入考量，提升了系统的智能化程度，也提升了用户体验，取得了用户节省成本和保护电池的平衡。

附图说明

图1是本发明实施例提供的电动汽车综合管控系统示意图；

图2是本发明实施例提供的电动汽车终端框图；

图3是本发明实施例提供的一种评定值获取算法流程图；

图4是本发明实施例提供的一种充电通知生成方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

本发明实施例提供一种电动汽车综合管控系统，如图1所示，所述电动汽车综合管控系统包括云服务器、电动汽车终端和客户终端，所述电动汽车终端和所述客户终端均与所述云服务器通信连接。

所述客户终端可以为移动设备或者固定设备，所述移动设备可以是手机、平板电脑、笔记本电脑或者PDA，所述固定设备可以为台式电脑。

所述电动汽车终端如图2所示，内部设置有用于监测所述电动汽车终端内部状态的状态监测模块和用于与所述云服务器通信连接的通信模块，所述通信模块每隔预设时间将监测到的状态数据发送至云服务器，以便于所述云服务器根据所述状态数据产生通知，并将所述通知推送至所述客户终端。

具体地，所述状态监测模块的监测对象包括放电深度、电池循环寿命系数、充放电次数、电池容量、电机温度、平均故障间隔里程、最高车速、行驶里程、电池单体电压、电池单元总电压、电流和温度。

所述电动汽车终端还包括驱动模块和电量控制模块，所述驱动模块与所述电量控制模块通信连接。

所述驱动模块包括用于感知踏板信号的运动控制器和与所述运动控制器连接的功率转化器，所述运动控制器用于根据从制动踏板和加速踏板输入的信号，发出相应的控制指令来控制功率转换器，从而调节电动机和电量控制模块之间的能量流。显然因此，所述功率转换器与电动机和电量控制模块均连通。具体地，所述功率转换器与所述电量控制模块中的电池单元连通。进一步地，电动机驱动机械传动装置，并通过与所述机械传动装置连接的车轮实现电动汽车的运动。

所述电量控制模块包括电池单元和与所述电池单元连通的能源管理单元，在充电状态下，还包括与电池单元连通的充电器。

具体地，本发明实施例中，当电动汽车制动时，再生制动的动能被电池单元吸收能够提升能量利用率，此时功率流的方向要反向。电量控制模块和运动控制器协调高效地控制能量在电池单元和功率转换器间相互传递。

在一个可行的实施方式中，电量控制模块中还包括电能状态监测单元，所述电能状态监测单元与状态监测模块通信连接以便于向云服务器传送状态数据，并且与所述运动控制器通信连接以便于当电池单元状态欠佳时，协调运动控制器相应调整控制参数，减小电池单元输出电流和功率，避免电池单元受到损害。具体地，所述电能状态监测单元的监测对象包括电池单元的电池单体电压、总电压、电流和温度。

进一步地，为了获取电池单元的温度数据，所述电能状态监测单元利用温度传感器热敏电阻的阻值随温度变化而变化的特性，设计分压电路使其输出电压信号正比于温度，并通过获取分压电路的电压计算电池单元的温度。在所述电能状态监测单元中存储有电压-温度转换表，并通过查表的方式直接得到温度数据，并将其送往状态监测模块。在一个可行的实施方式中，还可以将所述分压电路与预设的比较电路串联，并根据比较结果控制电池单元的散热风扇，达到额外的反馈降温目的。

所述云服务器具体可以为服务器集群，所述服务器集群包括数据服务器和管控服务器，所述数据服务器和管控服务器通信连接。

所述数据服务器用于存储电动汽车终端产生的状态数据和客户终端产生的用户数据。所述管控服务器用于根据所述状态数据产生通知，将所述通知推送至相应的客户终端，以及响应于客户终端的请求为所述客户终端提供相应的服务。

具体地，所述数据服务器用于维护客户终端登记表、电动汽车终端状态监测表以及电动汽车终端事件记录表。所述客户终端登记表以客户终端ID标识为主键，并记录有客户基本信息和与所述客户终端对应的电动汽车终端ID标识。所述电动汽车终端状态监测表以电动汽车终端ID标识为主键，并记录有电池组寿命评定值、电动汽车参数评定值和电池现状态评定值。所述电动汽车终端状态监测表还附连三张子表，所述三张子表与所述电动汽车终端状态监测表均具备相同主键。所述三张子表分别为电池组寿命参数记录表、电动汽车参数记录表和电池现状态参数记录表。

所述电池组寿命参数记录表中，记录有放电深度、电池循环寿命系数、充放电次数、电池容量四个字段。所述管控服务器间隔预设时间使用预设电池组寿命评定算法根据放电深度、电池循环寿命系数、充放电次数、电池容量四个字段计算电池组寿命参数评定值，并将最新获取的所述电池组寿命参数评定值更新在电动汽车终端状态监测表之中。

具体地，所述电池循环寿命系数通过充放电次数和充放电深度计算得到，其具体可以使用公式得到，其中，T(H_i)为充放电深度为H_i时刻的最大循环次数，N是经验常数。

所述电动汽车参数记录表中，记录有电机温度、平均故障间隔里程、最高车速、行驶里程四个字段。所述管控服务器间隔预设时间使用预设电动汽车参数评定算法根据电机温度、平均故障间隔里程、最高车速、行驶里程计算电动汽车参数评定值，并将最新获取的所述电动汽车参数评定值更新在电动汽车终端状态监测表之中。

所述电池现状态参数记录表中，记录有电池单体电压、电池单元总电压、电流和温度四个字段。所述管控服务器间隔预设时间使用预设电池现状态参数算法根据电池单体电压、电池单元总电压、电流和温度计算电池现状态参数评定值，并将最新获取的所述电池现状态参数评定值更新在电动汽车终端状态监测表之中。

在本发明实施例中，提供了根据预设电池组寿命评定算法、预设电动汽车参数评定算法和预设电池现状态参数算法对汽车终端状态监测表进行更新的内容。显而易见，其目的在于通过对于汽车终端状态监测表进行实时更新进而生成通知，并将通知推送至客户终端以达到客户能够及时采取较好措施保护电动汽车的目的。电池组寿命评定值、电动汽车参数评定值和电池现状态评定值分别用于提示用户电池寿命(是否需要更换电池)、电动汽车状态(是否需要进行维修、保养或者更换电机等硬件)以及电池状态(是否需要充电、如何充电)。

在本发明的实施例中，为了获取较为可靠的电池组寿命评定值、电动汽车参数评定值和电池现状态评定值，提出了一种评定值获取算法，如图3所示，包括：

S1.将各个数据标准化，使用预设的熵权法计算各个数据的权重。

具体地，预设电池组寿命评定算法、预设电动汽车参数评定算法和预设电池现状态参数算法可以均参考使用所述评定值获取算法，只是在步骤S1中的数据做适应性调整，当然预设的熵权法可以相同或不同。

比如，若评定电池组寿命，则S1中数据为放电深度、电池循环寿命系数、充放电次数、电池容量。若评定电动汽车参数，则S1中数据为电机温度、平均故障间隔里程、最高车速、行驶里程。若评定电池现状态，则S1中数据为电池单体电压、电池单元总电压、电流和温度。

S2.由左至右水平绘制一条单位长度线段L₀，以线段L₀左端点为圆心，绘制单位圆。

S3.将各个数据指标的权重转换为角度值，以线段L₀左端点为圆心，按照逆时针顺序依次旋转所述角度值，每一次旋转后绘制一条单位长度线段L_i，从而将单位圆分割为若干扇形。

具体的某个数据指标对应的角度值为其中，A_i为具体的某个数据指标的权重值，∑A_j为全部数据指标的总和值。

S4.以圆心为起点，作每个扇形的角平分线T_i，将各指标权重作为角平分线的长度。

S5.依次连接L_i和T_i的远离圆心的外围点得到一封闭多边形，计算所述封闭多边形的总面积S和周长C，并将作为评定值。

当电池组寿命评定值小于预设第一评定阈值时，所述管控服务器生成电池报警通知，并将所述通知发送至相应的客户终端，用以提示用户需要更换电池。

当电动汽车参数评定值小于预设第二评定阈值时，所述管控服务器生成电动汽车状态报警通知，并将所述电动汽车状态报警通知发送至相应的客户端。在所述电动汽车状态报警通知中，包括电机温度、平均故障间隔里程、最高车速、行驶里程的具体数据以及对异常数据进行了标注，以便于所述客户终端在显示电机温度、平均故障间隔里程、最高车速、行驶里程的具体数据时，对异常数据特别显示(高亮或者其他均可)，以便于用户根据异常数据选择合理的处理方法。

当电池状态小于第三评定阈值时，所述管控服务器生成充电通知，具体地，为了便于用户进行充电，所述充电通知中还包括推荐的充电站信息。

具体地，所述数据服务器还记录有充电站数据记录表，所述充电站数据记录表记录有充电站ID标识、充电站名称、充电站地理位置和充电站充电收费情况和收费等级。收费等级越高，充电费用也越高，一级充点站费用较低，二级充电站费用中等，三级充电站费用较高。

所述电动汽车终端还能够实时向云服务器发送其自身地理位置数据。

在电池状态小于第三评定阈值的情况下，本发明实施例提供一种充电通知生成方法，如图4所示，包括：

Q1.计算电动汽车荷电状态估计值。

具体地，本发明实施例提供一种较为准确的估计公式，其中S_oc为电动汽车荷电状态估计值，Q_b是电池标称在标称电流下所放出的电量，C_b是电池标称电流放电所具有的容量，I为当前及以后一段时间持续稳定的实际电流，K_w为温度影响因数，η为第一常数，γ为第二常数。第一常数和第二常数根据实验获得，并记录于数据服务器。

Q2.判断所述电动汽车荷电状态估计值是否小于预设强烈警告阈值S_h，若是，则向客户生成第一通知。

在所述电动汽车荷电状态估计值小于预设强烈警告阈值S_h的情况下，无论充电站的充电收费情况如何，电动汽车必须进行充电，因此，管控服务器根据当前电动汽车位置查询附近最近的N家充电站，并将查询到的充电站信息连同提示信息一同生成第一通知，并将其推送至客户终端。提示信息可以为“电动汽车荷电状态估计值小于强烈警告阈值，请客户立即充电”。

Q3.若否，判断所述电动汽车荷电状态估计值是否小于预设中度警告阈值S_m，若是，则向客户生成第二通知。

在所述电动汽车荷电状态估计值小于预设中度警告阈值S_m但是大于预设强烈警告阈值S_h的情况下，并不必须立刻充电，可以参考当前具体情况对用户发送通知。

比如，获取用户可接受的充电价格，判断所述充电价格是否低于三级充电站费用，若是，则搜索管控服务器根据当前电动汽车位置查询附近最近的N家收费等级为一级或二级的充电站，并将查询到的充电站信息连同提示信息一同生成第二通知。提示信息可以为“电动汽车荷电状态估计值小于中度警告阈值，建议客户充电”。若否，则不产生通知信息。

Q4.若否，判断所述电动汽车荷电状态估计值是否小于预设低度警告阈值S_l，若是，则向客户生成第三通知。

在所述电动汽车荷电状态估计值小于预设低度警告阈值S_m但是大于预设中度警告阈值S_m的情况下，并不必须立刻充电，可以参考当前具体情况对用户发送通知。

比如，获取用户可接受的充电价格，判断所述充电价格是否低于二级充电站费用，若是，则搜索管控服务器根据当前电动汽车位置查询附近最近的N家收费等级为一级的充电站，并将查询到的充电站信息连同提示信息一同生成第三通知。提示信息可以为“电动汽车荷电状态估计值小于低度警告阈值，建议客户充电”。若否，则不产生通知信息。

上述通知信息的生成方法能够结合用户当前实际情况，适时的向用户推送通知，使得用户能够及时掌握最精准的充电信息，为电动汽车进行充电，从而保护电动汽车的电源。进一步地，在产生通知的过程中，智能化的将充点站的收费和地理位置纳入考量，提升了系统的智能化程度，也提升了用户体验，取得了用户节省成本和保护电池的平衡。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如本发明的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在本发明的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者系统程序(如计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，也可以在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是，上述实施例是对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或者步骤等。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干系统的单元权利要求中，这些系统中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二以及第三等的使用不表示任何顺序，可将这些单词解释为名称。

Claims (6)

1.一种电动汽车综合管控系统用电动汽车终端，其特征在于，所述电动汽车综合管控系统包括云服务器、电动汽车终端和客户终端，所述电动汽车终端和所述客户终端均与所述云服务器通信连接；所述电动汽车终端内部设置有用于监测所述电动汽车终端内部状态的状态监测模块和用于与所述云服务器通信连接的通信模块，所述通信模块每隔预设时间将监测到的状态数据发送至云服务器，以便于所述云服务器根据所述状态数据产生通知，并将所述通知推送至所述客户终端。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车综合管控系统用电动汽车终端，其特征在于：

所述状态监测模块的监测对象包括放电深度、电池循环寿命系数、充放电次数、电池容量、电机温度、平均故障间隔里程、最高车速、行驶里程、电池单体电压、电池单元总电压、电流和温度。

3.根据权利要求2所述的一种电动汽车综合管控系统用电动汽车终端，其特征在于：

所述电动汽车终端还包括驱动模块和电量控制模块，所述驱动模块与所述电量控制模块通信连接；所述驱动模块包括运动控制器和与所述运动控制器连接的功率转化器。

4.根据权利要求3所述的一种电动汽车综合管控系统用电动汽车终端，其特征在于：

所述电量控制模块包括电池单元和与所述电池单元连通的能源管理单元，在充电状态下，还包括与电池单元连通的充电器。

5.根据权利要求4所述的一种电动汽车综合管控系统用电动汽车终端，其特征在于：

所述电量控制模块中还包括电能状态监测单元，所述电能状态监测单元与状态监测模块通信连接以便于向云服务器传送状态数据，并且与所述运动控制器通信连接以便于当电池单元状态欠佳时，协调运动控制器相应调整控制参数。

6.根据权利要求5所述的一种电动汽车综合管控系统用电动汽车终端，其特征在于：

所述电能状态监测单元利用温度传感器热敏电阻的阻值随温度变化而变化的特性，设计分压电路使其输出电压信号正比于温度，并通过获取分压电路的电压计算电池单元的温度；在所述电能状态监测单元中存储有电压-温度转换表，并通过查表的方式直接得到温度数据，并将其送往状态监测模块。