CN109693577A - 电动车的预约换电方法及预约换电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动车的预约换电方法，包括：接收用户端的换电预约信息，所述换电预约信息包含电池组型号信息和预约时间信息；根据所述电池组型号信息，选择对应的电池组；根据所述预约时间信息，调节对选择的所述电池组进行充电的对应DC‑DC电源单元的输出功率，以使选择的所述电池组于大致预约时间充满电。本发明还公开了一种电动车的预约换电系统。本发明根据换电预约信息控制对选择的电池组进行充电的对应DC‑DC电源单元的输出功率，使得电池组大致在预约时间充满电，有效避免了用户等待换电，大大提高了用户体验，同时用户在取用电池组时，电池组还保留有余热，确保电池组的质量。
Description
技术领域
本发明涉及电动车充电换电技术领域，更具体的涉及一种电动车的预约换电方法及预约换电系统。
背景技术
共享单车等新的经济模式的兴起进一步拉动了电动车的发展，锂电池由于体积小、重量轻、寿命长等优点在电动车中得到了大规模的应用，但电池存在充电时间长，充电效率低下等问题，无法及时给电动车供电，大大降低了用户体验。为了给电动车及时供电，实现电动车的续航，充电桩和充电柜应运而生。
现阶段，通常是通过充电桩以恒定的充电电流对桩上的电动车充电或者通过充电柜置换电池充电的方式来更换新的电池为电动车供电；通过充电桩以恒定的充电电流对桩上的电动车充电时，无法实现快速充电，充电等待时间长；通过充电柜置换电池充电的方式时，其仅根据电池组电压进行充电电流调节，对电池的充电管理智能化程度和充电效率均较低，而且无法根据用电需要进行预约换电，用户体验较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电动车的预约换电方法，以实现预约换电，提高用户体验。
本发明的另一目的在于提供一种电动车的预约换电系统，以实现预约换电，提高用户体验。
为实现上述目的，本发明提供了一种电动车的预约换电方法，包括：接收用户端的换电预约信息，所述换电预约信息包含电池组型号信息和预约时间信息；根据所述电池组型号信息，选择对应的电池组；根据所述预约时间信息，调节对选择的所述电池组进行充电的对应DC-DC电源单元的输出功率，以使选择的所述电池组于大致预约时间充满电。
较佳地，当所述电池组的最低单体电池电压在第一电压阈值和第二电压阈值之间时，控制所述DC-DC电源单元采用第一电流阈值给所述电池组充电；当所述电池组的最低单体电池电压在所述第二电压阈值和第三电压阈值之间时，控制所述DC-DC电源单元采用第二电流阈值给所述电池组充电；当所述电池组的最低单体电池电压大于所述第三电压阈值时，控制所述DC-DC电源单元采用第三电流阈值给所述电池组充电；其中所述第三电压阈值大于所述第二电压阈值，所述第二电压阈值大于所述第一电压阈值，且所述第三电流阈值大于所述第二电流阈值，所述第二电流阈值大于所述第一电流阈值。
较佳地，当所述电池组的最低单体电池温度在第一温度阈值和第二温度阈值之间，且所述电池组的最低单体电池SOC大于电量阈值时，控制所述DC-DC电源单元采用第四电流阈值给所述电池组充电；当所述电池组的最低单体电池温度小于所述第一温度阈值或大于所述第二温度阈值时，控制所述DC-DC电源单元采用第五电流阈值给所述电池组充电；其中所述第二温度阈值大于所述第一温度阈值，所述第四电流阈值大于所述第五电流阈值。
为实现另一目的，本发明还提供了一种电动车的预约换电系统，包括控制模块，所述控制模块被配置为可执行如上所述的电动车的预约换电方法。
较佳地，所述电动车的预约换电系统还包括AC-DC电源模块、若干所述DC-DC电源单元及若干电池舱，所述AC-DC电源模块与若干所述DC-DC电源单元电性连接，若干所述DC-DC电源单元与若干所述电池舱对应电性连接。
较佳地，所述控制模块包括电池舱控制单元，所述电池舱控制单元用于控制若干所述电池舱解锁或关锁。
较佳地，所述控制模块包括显示单元，所述显示单元用于显示所述AC-DC电源模块、若干所述DC-DC电源单元及若干所述电池舱的状态信息。
较佳地，所述电动车的预约换电系统还包括后台服务中心，所述控制模块与所述后台服务中心通信连接以通过所述后台服务中心接收所述换电预约信息。
较佳地，所述电动车的预约换电系统还包括对应放置在所述电池舱的所述电池组，所述电池组包括电池模块和电池管理模块，所述电池模块与所述电池管理模块连接，所述电池模块通过充放电接口连接所述DC-DC电源单元；所述电池管理模块包括无线通信单元，所述无线通信单元用于将所述电池组的状态信息传送至后台服务中心和/或已绑定的用户端。
较佳地，所述电池管理模块还包括定位单元，所述定位单元通过所述无线通信单元将所述电池组的位置信息发送至所述后台服务中心和/或已绑定的用户端。
与现有技术相比，本发明根据用户端的换电预约时间信息调节对选择的电池组进行充电的对应DC-DC电源单元的输出功率，使得选择的电池组于大致预约时间充满电；即当预约时间大于按照常规充电功率充满选择的电池组所需要的充电时间时，减小与选择的电池组对应的DC-DC电源单元的输出功率，使得选择的电池组延迟充满电，从而使得用户取用电池组时，电池组还保留有余热，确保电池组的质量；当预约时间小于按照常规充电功率充满选择的电池组所需要的充电时间时，增大与选择的电池组对应的DC-DC电源单元的输出功率，使得选择的电池组加速充满电，以此来使得选择的电池组大致在预约时间充满电，从而避免用户等待换电，大大提高了用户体验。
附图说明
图1为本发明实施例电动车的预约换电方法的流程图。
图2为本发明实施例电动车的预约换电系统的结构框图。
图3为本发明实施例电动车的预约换电系统的电池组的结构框图。
具体实施方式
为了详细说明本发明的技术内容、构造特征，以下结合实施方式并配合附图作进一步说明。
请参阅图1及图2，本发明的电动车的预约换电方法，包括以下步骤：
S101，接收用户端的换电预约信息，换电预约信息包含电池组型号信息和预约时间信息；
S102，根据电池组型号信息，选择对应的电池组7；
S103，根据预约时间信息，调节对选择的电池组7进行充电的对应DC-DC电源单元3的输出功率，以使选择的电池组7于大致预约时间充满电。
具体而言，当用户端的预约时间大于按照常规充电功率充满选择的电池组7所需要的充电时间时，减小与选择的电池组7对应的DC-DC电源单元3的输出功率，使得选择的电池组7延迟充满电；当用户端的预约时间小于按照常规充电功率充满选择的电池组7所需要的充电时间时，增大与选择的电池组7对应的DC-DC电源单元3的输出功率，而减小其他DC-DC电源单元3的输出功率，使得选择的电池组7加速充满电。
作为本发明的一个优选实施例，当电池组7的最低单体电池电压在第一电压阈值和第二电压阈值之间时，控制DC-DC电源单元3采用第一电流阈值给电池组7充电；当电池组7的最低单体电池电压在第二电压阈值和第三电压阈值之间时，控制DC-DC电源单元3采用第二电流阈值给电池组7充电；当电池组7的最低单体电池电压大于第三电压阈值时，控制DC-DC电源单元3采用第三电流阈值给电池组7充电；其中第三电压阈值大于第二电压阈值，第二电压阈值大于第一电压阈值，且第三电流阈值大于第二电流阈值，第二电流阈值大于第一电流阈值。
本发明根据电池组7的最低单体电池的电压，对充电电流进行实时调整，提高了充电的安全性，同时可以有效延长电池组7的使用寿命。优选的，第一电压阈值为2.5V，第二电压阈值为3V，第三电压阈值为3.4V，第一电流阈值为0.1C，第二电流阈值为0.3C，第三电流阈值大于0.3C而不超过0.8C，但不应以此为限。
作为本发明的一个优选实施例，当电池组7的最低单体电池温度在第一温度阈值和第二温度阈值之间，且电池组7的最低单体电池SOC大于电量阈值时，控制DC-DC电源单元3采用第四电流阈值给电池组7充电；当电池组7的最低单体电池温度小于第一温度阈值或大于第二温度阈值时，控制DC-DC电源单元3采用第五电流阈值给电池组7充电；其中第二温度阈值大于第一温度阈值，第四电流阈值大于第五电流阈值。
本发明根据电池组7的最低单体电池温度和最低单体电池SOC，对充电电流进行实时调整，进一步提高了充电的安全性，同时也可以有效延长电池组7的使用寿命。优选的，第一温度阈值为5℃，第二温度阈值为45℃，电量阈值为80％，第四电流阈值大于0.1C而不超过0.5C，第五电流阈值不超过0.1C，但不应以此为限。
请参阅图2及图3，本发明的电动车的预约换电系统100包括控制模块1，控制模块1被配置为可执行如上的电动车的预约换电方法。
作为优选实施例，电动车的预约换电系统100还包括AC-DC电源模块2、若干DC-DC电源单元3及若干电池舱4，AC-DC电源模块2与若干DC-DC电源单元3电性连接，若干DC-DC电源单元3与若干电池舱4对应电性连接。
具体而言，AC-DC电源模块2接通AC电源后，将自动调节输出相应的电压(如72V)和可输出最大功率(如8KW)；控制模块1检测电池舱4是否空闲，若电池舱4处于空闲状态，则控制对应的DC-DC电源单元3关闭输出，进入低功耗模式。DC-DC电源单元3周期(如500mS)向控制模块1上报其状态信息(包含但不限于充电电压、电流，当前最大充电功率，是否充电完成，是否有充电故障，是否空闲等)。
作为优选实施例，控制模块1包括电池舱控制单元11，电池舱控制单元11用于控制若干电池舱4解锁或关锁。
具体而言，当用户需要换电和对换电电池组7进行充电时，可通过APP预约或扫码等方式发送换电请求，控制模块1收到换电请求后，通过电池舱控制单元11解锁选择的电池组7所在的电池舱4，并弹出已充满电的电池组7；待需换电的电池组7放入弹出的电池舱4后，控制模块1通过电池舱控制单元11对新放入的换电电池组7所在的电池舱4进行关锁；然后，DC-DC电源单元3输出使能信号EN至电池组7以激活电池组7的电池管理模块72，而控制模块1控制AC-DC电源模块2及DC-DC电源单元3输出相应的充电功率至电池组7。
作为优选实施例，控制模块1包括显示单元12，显示单元12用于显示AC-DC电源模块2、若干DC-DC电源单元3及若干电池舱4的状态信息。
优选的，显示单元12为LCD显示单元，其可显示AC-DC电源模块2和DC-DC电源单元3有无异常以及电池舱4的利用率状态等，但不应以此为限。
作为优选实施例，电动车的预约换电系统100还包括AC-DC辅助电源模块5，AC-DC辅助电源模块5电性连接至控制模块1，AC-DC辅助电源模块5用于给控制模块1提供电源。借此，当电动车的预约换电系统100上电后，AC-DC辅助电源模块5输出辅助电源AUX至控制模块1以唤醒控制模块1。
作为优选实施例，电动车的预约换电系统100还包括后台服务中心6，控制模块1与后台服务中心6通信连接以通过后台服务中心6接收换电预约信息。具体的，后台服务中心6与用户端通信连接，后台服务中心6被配置为接收用户端的换电预约信息并将换电预约信息传送至控制模块1。
优选的，控制模块1通过4G通信单元13与后台服务中心6无线通信连接；控制模块1在通过显示单元12显示AC-DC电源模块2、DC-DC电源单元3及电池舱4的状态的同时，还通过4G通信单元13将AC-DC电源模块2、DC-DC电源单元3及电池舱4的状态信息上传至后台服务中心6。
作为优选实施例，后台服务中心6还可以配置成接收用户端的绑定请求以将用户端与特定的电池组7绑定。当用户需要频繁使用附近区域的某一型号的电池组7时，可以通过用户端APP将注册信息(例如电话号码、用户名)等与特定的电池组7绑定，用户便可以直接查询和监控与其绑定的电池组7，实现了对电池组7的实时监控，而且，当电池组7出现过压等异常情况时，电池组4可以直接给用户端发送报警提示，大大提高了电池组7使用的安全性。当然，在用户端未与电池组7绑定时，用户也可以通过后台服务中心6查询电池组7的信息，后台服务中心6再将电池组7的信息发送至用户端。
具体的，电动车的预约换电系统100还包括对应放置在电池舱4的电池组7，电池组7包括电池模块71和电池管理模块72，电池模块71与电池管理模块72连接，电池模块71通过充放电接口73连接DC-DC电源单元3；电池管理模块72包括无线通信单元721，无线通信单元721用于将电池组7的状态信息传送至后台服务中心6和/或已绑定的用户端。
作为优选实施例，电池管理模块72还包括信息采集单元722、处理单元723、CAN通信单元724，充放电保护单元725及电源管理单元726，处理单元723通过CAN通信单元724与DC-DC电源单元3通信连接，电源管理单元726与处理单元723电性连接，电源管理单元726电性连接至DC-DC电源单元3，充放电保护单元725连接在电池模块71与充放电接口73之间。信息采集单元722与处理单元723通信连接，信息采集单元722用于采集电池模块71的状态信息并将状态信息传送至处理单元723，处理单元723通过无线通信单元721将状态信息传送至后台服务中心6和/或已绑定的用户端。
具体而言，唤醒后的电池管理模块72进行自诊断无故障后，将通过CAN通信单元724与DC-DC电源单元3通信以请求充电功率，DC-DC电源单元3接收到电池管理模块72的充电请求后，通过CAN通信将电池管理模块72的充电请求上传至控制模块1，控制模块1将当前充电柜的功率负荷状态及新的充电请求通过4G通信单元13发送至后台服务中心6，后台服务中心6进行运算确认新换电电池组7的最大允许充电功率；如果请求的充电功率小于或等于剩余的可分配充电功率，则通过控制模块1控制DC-DC电源单元3以请求的充电功率给新换电电池组7充电，如果请求的充电功率大于剩余的可分配充电功率，则通过控制模块1控制DC-DC电源单元3按照剩余的可分配充电功率给新换电电池组7充电。
作为优选实施例，信息采集单元722与处理单元723通过I2C通信；无线通信单元721与处理单元723通过UART通信；优选的，无线通信单元721为4G通信单元。
电池模块71的状态信息包括电压信息、电流信息以及温度信息，信息采集单元722采集电池模块71的温度信息和电压信息，并通过其电流采集单元7221采集电池模块71的电流信息。其中，电流采集单元7221连接在电池模块71与充放电接口73之间。
作为优选实施例，电池管理模块72还包括定位单元727，定位单元727通过无线通信单元721将电池组7的位置信息发送至后台服务中心6和/或已绑定的用户端。借由定位单元727的设计，对电池组7进行追踪，可以起到防盗的作用，也便于用户查找电池组7。同时，后台服务中心6也可以利用定位单元727发送的位置信息进行数据收集和统计，例如，统计各个区域电动车的使用情况、收集外卖小哥的骑行路线、统计外卖集中区域等，以便于后期电动车的预约换电系统100的布局规划。优选的，定位单元727为GPS定位单元，定位单元727与无线通信单元721集成在一起，但不应以此为限。
与现有技术相比，本发明根据用户端的换电预约时间信息调节对选择的电池组7进行充电的对应DC-DC电源单元3的输出功率，使得选择的电池组7于大致预约时间充满电；即当预约时间大于按照常规充电功率充满选择的电池组7所需要的充电时间时，减小与选择的电池组7对应的DC-DC电源单元3的输出功率，使得选择的电池组7延迟充满电，从而使得用户取用电池组7时，电池组7还保留有余热，确保电池组7的质量；当预约时间小于按照常规充电功率充满选择的电池组7所需要的充电时间时，增大与选择的电池组7对应的DC-DC电源单元3的输出功率，使得选择的电池组7加速充满电，以此来使得选择的电池组7大致在预约时间充满电，从而避免用户等待换电，大大提高了用户体验。
以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。
Claims (10)
1.一种电动车的预约换电方法，其特征在于，包括：
接收用户端的换电预约信息，所述换电预约信息包含电池组型号信息和预约时间信息；
根据所述电池组型号信息，选择对应的电池组；
根据所述预约时间信息，调节对选择的所述电池组进行充电的对应DC-DC电源单元的输出功率，以使选择的所述电池组于大致预约时间充满电。
2.如权利要求1所述的电动车的预约换电方法，其特征在于，
当所述电池组的最低单体电池电压在第一电压阈值和第二电压阈值之间时，控制所述DC-DC电源单元采用第一电流阈值给所述电池组充电；
当所述电池组的最低单体电池电压在所述第二电压阈值和第三电压阈值之间时，控制所述DC-DC电源单元采用第二电流阈值给所述电池组充电；
当所述电池组的最低单体电池电压大于所述第三电压阈值时，控制所述DC-DC电源单元采用第三电流阈值给所述电池组充电；
其中所述第三电压阈值大于所述第二电压阈值，所述第二电压阈值大于所述第一电压阈值，且所述第三电流阈值大于所述第二电流阈值，所述第二电流阈值大于所述第一电流阈值。
3.如权利要求1所述的电动车的预约换电方法，其特征在于，
当所述电池组的最低单体电池温度在第一温度阈值和第二温度阈值之间，且所述电池组的最低单体电池SOC大于电量阈值时，控制所述DC-DC电源单元采用第四电流阈值给所述电池组充电；
当所述电池组的最低单体电池温度小于所述第一温度阈值或大于所述第二温度阈值时，控制所述DC-DC电源单元采用第五电流阈值给所述电池组充电；
其中所述第二温度阈值大于所述第一温度阈值，所述第四电流阈值大于所述第五电流阈值。
4.一种电动车的预约换电系统，其特征在于，包括：
控制模块，所述控制模块被配置为可执行如权利要求1至3任一项所述的电动车的预约换电方法。
5.如权利要求4所述的电动车的预约换电系统，其特征在于，还包括AC-DC电源模块、若干所述DC-DC电源单元及若干电池舱，所述AC-DC电源模块与若干所述DC-DC电源单元电性连接，若干所述DC-DC电源单元与若干所述电池舱对应电性连接。
6.如权利要求5所述的电动车的预约换电系统，其特征在于，所述控制模块包括电池舱控制单元，所述电池舱控制单元用于控制若干所述电池舱解锁或关锁。
7.如权利要求5所述的电动车的预约换电系统，其特征在于，所述控制模块包括显示单元，所述显示单元用于显示所述AC-DC电源模块、若干所述DC-DC电源单元及若干所述电池舱的状态信息。
8.如权利要求4所述的电动车的预约换电系统，其特征在于，还包括后台服务中心，所述控制模块与所述后台服务中心通信连接以通过所述后台服务中心接收所述换电预约信息。
9.如权利要求5所述的电动车的预约换电系统，其特征在于，还包括对应放置在所述电池舱的所述电池组，所述电池组包括电池模块和电池管理模块，所述电池模块与所述电池管理模块连接，所述电池模块通过充放电接口连接所述DC-DC电源单元；所述电池管理模块包括无线通信单元，所述无线通信单元用于将所述电池组的状态信息传送至后台服务中心和/或已绑定的用户端。
10.如权利要求9所述的电动车的预约换电系统，其特征在于，所述电池管理模块还包括定位单元，所述定位单元通过所述无线通信单元将所述电池组的位置信息发送至所述后台服务中心和/或已绑定的用户端。
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