CN110103772B - 一种电动汽车储能装置的能源监控管理系统及其管理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电动汽车储能装置的能源监控管理系统及其管理方法，该电动汽车储能装置的能源监控管理系统及其管理方法是用于控制双电池供电模式下，两个不同电池相互之间的工作模式的执行和切换，该管理系统和管理方法通过获取第一电池模块和第二电池模块各自的供电参数与电池荷电状态分布，来确定该第一电池模块和第二电池模块之间的供电平衡关系，再根据该供电平衡关系来对该第一电池模块和第二电池模块各自的工作模式进行切换，从而保证该第一电池模块和第二电池模块能够连续地和高效地对电动汽车进行供电。

Description

一种电动汽车储能装置的能源监控管理系统及其管理方法
技术领域
本发明涉及电动汽车的技术领域，特别涉及一种电动汽车储能装置的能源监控管理系统及其管理方法。
背景技术
随着新能源技术的推广，电动汽车已经在汽车市场上占有一定的份额和优势。电动汽车是通过在汽车上设置电池作为动力源，并由该电池箱发动机提供电动，从而驱动发动机运转。由于电动汽车的行驶里程决定于其电池的续航时间和电动汽车的行驶状态，为了实现电动汽车行驶里程的最大化，需要在电动汽车行驶过程中，根据电动汽车的行驶速度和行驶路况状态，实时调整和控制该电池的供电过程，从而保证电池的电能得到最优化的转化。但是，在实际运行过程中，为了保证电动汽车行驶的可持续性，电动汽车可设置有两个不同的供电电池，该两个供电电池之间相辅相成来对电动汽车进行供电。
尽管电动汽车内设置有两个电池进行供电，但是在同一时刻中只能有一个电池运作并进行供电，否则，会导致电动汽车的供电系统工作发生紊乱。但是，目前的电动汽车供电系统只是将其中一个电池作为主供电源以及将另一个电池作为副供电源，即当作为主供电源的电池的剩余电能达到警戒值时，才启动作为副供电源的电池进行供电，从而延长电动汽车电池的续航时间以增长电动汽车的行驶里程。而上述这种双电池的供电模式只是简单地将两个电池的供电过程进行叠加，其无法实现电池供电电能的最大化利用。同时，这种双电池的供电模式并没有考虑电动汽车自身的实际行驶状态，从而无法根据电动汽车的实际运行过程来智能化了转换电池的工作模式。可见，现有电动汽车的双电池供电模式并不能提高电池的运作效率以及实现电动汽车行驶里程的最大化延长。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种电动汽车储能装置的能源监控管理系统及其管理方法，该电动汽车储能装置的能源监控管理系统及其管理方法是用于控制双电池供电模式下，两个不同电池相互之间的工作模式的执行和切换，该管理系统和管理方法通过获取第一电池模块和第二电池模块各自的供电参数与电池荷电状态分布，来确定该第一电池模块和第二电池模块之间的供电平衡关系，再根据该供电平衡关系来对该第一电池模块和第二电池模块各自的工作模式进行切换，从而保证该第一电池模块和第二电池模块能够连续地和高效地对电动汽车进行供电。该电动汽车储能装置的能源监控管理系统及其管理方法同时考虑两个电池模块各自的供电状态信息以及相互之间的供电平衡关系，这能够保证该两个电池模块能够在电动汽车处于不同行驶状态时，根据实际的行驶条件选择合适的供电模式来对电动汽车进行供电，此外，该两个电池模块各自具有不同的供电性能，通过电池模块之间工作模式的切换能够保证不同电池模块能够适应性地在电动汽车的不同行驶阶段进行供电，从而实现电池模块供电效率的最大化。
本发明提供一种电动汽车储能装置的能源监控管理系统及其管理方法，其特征在于：
所述电动汽车储能装置的能源监控管理系统包括电能供应模式确定模块、供电参数获取模块、电池荷电状态计算模块、供电平衡关系确定模块和电池工作模式切换模块；其中，
所述电能供应模式确定模块用于确定所述电动汽车当前的电能供应模式；
所述供电参数获取模块用于根据所述电能供应模式，获取第一电池模块和第二电池模块各自的第一供电参数和第二供电参数；
所述电池荷电状态计算模块用于计算所述第一电池模块和所述第二电池模块各自的第一电池荷电状态分布和第二电池荷电状态分布；
所述供电平衡关系确定模块用于根据所述第一电池荷电状态分布和所述第二电池荷电状态分布，确定所述第一电池模块和所述第二电池模块之间的供电平衡关系；
所述电池工作模式切换模块用于根据所述供电平衡关系，对所述第一电池模块和所述第二电池模块各自的工作模式进行切换；
进一步，所述能源监控管理系统还包括行驶模式确定模块；其中，
所述行驶模式确定模块用于根据所述电动汽车的行驶速度，确定所述电动汽车当前处于低速行驶模式还是高速行驶模式；
所述电能供应模式确定模块还根据所述行驶模式确定模块的确定结果，确定所述电动汽车处于第一电能供电模式或者第二电能供电模式；
所述供电参数获取模块还用于根据所述第一电池模块和所述第二电池模块各自对应的干第一供电特征信息和若干第二供电特征信息，转换得到所述第一供电参数和所述第二供电参数；
进一步，所述电池荷电状态计算模块包括供电模型构建子模块、供电参数有效性判断子模块和电池荷电状态估算子模块；其中，
所述供电模型构建子模块用于根据所述第一电池模块和所述第二电池模块各自的第一历史供电状态信息和第二历史供电状态信息，构建关于所述第一电池模块和所述第二电池模块各自的第一供电模型和第二供电模型；
所述供电参数有效性判断子模块用于根据预设电动汽车正常运行条件，判断所述第一供电参数和所述第二供电参数各自的有效性；
所述电池荷电状态估算子模块用于根据所述第一供电模型与具有有效性的第一供电参数、或者根据所述第二供电模型与具有有效性的第二供电参数，分别计算得到所述第一电池荷电状态分布和所述第二电池荷电状态分布；
进一步，所述供电平衡关系确定模块还用于将所述第一电池荷电状态分布与所述第二电池荷电状态分布进行匹配处理，并根据所述匹配处理的结果，确定所述供电平衡关系信息；
进一步，所述能源监控管理系统还包括电池工作温度获取模块；其中，
所述电池工作温度获取模块用于获取所述第一电池模块和所述第二电池模块当前对应的第一工作温度和第二工作温度；
所述电池工作模式切换模块还用于根据所述第一工作温度、所述第二工作温度拟合所述供电平衡关系，确定所述第一电池模块和所述第二电池模块是否处于供电极限状态，并以此对所述第一电池模块和所述第二电池模块各自的工作模式进行切换。
本发明还提供一种电动汽车储能装置的能源监控管理方法，其特征在于，
所述电动汽车储能装置的能源监控管理方法包括看如下步骤：
步骤(1)，确定所述电动汽车当前的电能供应模式，以此获取第一电池模块和第二电池模块各自的第一供电参数和第二供电参数，并计算所述第一电池模块和所述第二电池模块各自的第一电池荷电状态分布和第二电池荷电状态分布；
步骤(2)，根据所述第一电池荷电状态分布和所述第二电池荷电状态分布，确定所述第一电池模块和所述第二电池模块之间的供电平衡关系；
步骤(3)，根据所述供电平衡关系，对所述第一电池模块和所述第二电池模块各自的工作模式进行切换；
进一步，在所述步骤(1)中，确定所述电动汽车当前的电能供应模式，以此获取第一电池模块和第二电池模块各自的第一供电参数和第二供电参数具体包括，
步骤(A11)，获取所述电动汽车当前行驶过程中的行驶速度，若所述行驶速度满足第一行驶速度范围，则确定所述电动汽车当前处于低速行驶模式，若所述行驶速度满足第二行驶速度范围，则确定所述电动汽车当前处于高速行驶模式，其中，所述第一行驶速度范围与所述第二行驶速度范围相互不重叠；
步骤(A12)，若所述电动汽车当前处于低速行驶模式，则确定所述电动汽车当前处于第一电能供电模式，若所述电动汽车当前处于高速行驶模式，则确定所述电动汽车当前处于第二电能供电模式；
步骤(A13)，获取所述第一电池模块和所述第二电池模块在所述第一电能供电模式和所述电能供电模式下，各自的若干第一供电特征信息和若干第二供电特征信息，以此转换成所述第一供电参数和所述第二供电参数，其中，所述第一供电参数和所述第二供电参数分别包括关于所述第一电池模块和所述第二电池模块各自对应的额定电压、额定电流、内电阻、电容和电能转换效率中的至少一者；
进一步，在所述步骤(1)中，计算所述第一电池模块和所述第二电池模块各自的第一电池荷电状态分布和第二电池荷电状态分布具体包括，
步骤(B11)，获取所述第一电池模块和所述第二电池模块各自的第一历史供电状态信息和第二历史供电状态信息，以此构建关于所述第一电池模块和所述第二电池模块各自的第一供电模型和第二供电模型；
步骤(B12)，根据预设电动汽车正常运行条件，判断所述第一供电参数和所述第二供电参数各自的有效性，以此确定具有有效性的第一供电参数和第二供电参数；
步骤(B13)，根据所述第一供电模型与具有有效性的第一供电参数，根据所述第二供电模型与具有有效性的第二供电参数，分别计算得到所述第一电池荷电状态分布和所述第二电池荷电状态分布，
其中，所述第一电池荷电状态分布至少包括所述第一电池模块对应的第一剩余电量和第一电量消耗速度，
所述第二电池荷电状态分布至少包括所述第二电池模块对应的第二剩余电量和第二电量消耗速度；
进一步，在所述步骤(2)中，根据所述第一电池荷电状态分布和所述第二电池荷电状态分布，计算所述第一电池模块和所述第二电池模块之间的供电平和关系信息具体包括，
步骤(21)，将所述第一电池荷电状态分布与所述第二电池荷电状态分布进行匹配处理，并根据所述匹配处理的结果，确定所述供电平衡关系信息；
步骤(22)，若所述第一剩余电量超过所述第二剩余电量且所述第一电量消耗速度超过所述第二电量消耗速度，则确定所述第一电池模块与所述第二电池模块之间处于第一供电平衡关系状态；
步骤(23)，若所述第一剩余电量超过所述第二剩余电量且所述第一电量消耗速度不超过所述第二电量消耗速度，则确定所述第一电池模块与所述第二电池模块之间处于第二供电平衡关系状态；
步骤(24)，若所述第一剩余电量不超过所述第二剩余电量且所述第一电量消耗速度超过所述第二电量消耗速度，则确定所述第一电池模块与所述第二电池模块之间处于第三供电平衡关系状态；
步骤(25)，若所述第一剩余电量不超过所述第二剩余电量且所述第一电量消耗速度不超过所述第二电量消耗速度，则确定所述第一电池模块与所述第二电池模块之间处于第四供电平衡关系状态；
进一步，在所述步骤(3)中，根据所述供电平衡关系，对所述第一电池模块和所述第二电池模块各自的工作模式进行切换具体包括，
步骤(31)，获取所述第一电池模块和所述第二电池模块当前对应的第一工作温度和第二工作温度；
步骤(32)，根据所述第一工作温度、所述第二工作温度拟合所述供电平衡关系，确定所述第一电池模块和所述第二电池模块是否处于供电极限状态；
步骤(33)，若所述第一电池模块处于供电极限状态且所述第二电池模块处于非供电极限状态，则指示所述第一电池模块中止供电且所述第二电池模块维持供电，
若所述第一电池模块处于非供电极限状态且所述第二电池模块处于供电极限状态，则指示所述第一电池模块维持供电且所述第二电池模块中止供电，
若所述第一电池模块与所述第二电池模块均处于供电极限状态，则指示所述第一电池模块和所述第二电池模块同时维持供电，
若所述第一电池模块与所述第二电池模块均处于非供电极限状态，则维持当前的供电状态不变；
或者，
在所述步骤(3)中，根据所述供电平衡关系，对所述第一电池模块和所述第二电池模块各自的工作模式进行切换具体包括，
构建一个供电平衡数据库，所述供电平衡数据库包括P条数据，每条数据包括N个参数，所述N个参数至少包括电池供电参数、电动汽车行驶速度和电池电荷状态，所述P条数据和每条数据中的N个参数共同组成矩阵B，同时根据所述P条数据对应的P个电池的供电状的对应值组成向量Y，其中，当电池的供电状态为供电极限状态，则其对应值为-1，当电池的供电状态为非供电极限状态，则其对应值为1，
构建下面公式(1)所表示的最优距离限制方程
Figure BDA0002060089850000071
在上述公式(1)中，W为待求解的限制系数向量，S.T.表示其后面的内容为限制条件，max为求解最大值运算，yi为向量Y的第i个元素值，WT为限制系数向量W的转置向量，Bi为矩阵B的第i行元素值、即所述供电平衡数据库中第i条数据对应包含的各个参数的值，b为待求解的限制，i＝1、2、…、P，
为求解所述限制系数向量W和所述限制b，引入变量因子向量
Figure BDA0002060089850000078
以形成下面公式(2)
Figure BDA0002060089850000072
在上述公式(2)中，
Figure BDA0002060089850000073
为由L表示并包含三个未知量w,b,
Figure BDA0002060089850000074
Figure BDA0002060089850000075
为向量
Figure BDA0002060089850000077
的第i个元素值，
对上述公式(2)中的W和b进行求导运算，同时令导数的值为0，从而得到下面公式(3)
Figure BDA0002060089850000081
在上述公式(3)中，
Figure BDA0002060089850000082
为L对W求偏导，
Figure BDA0002060089850000083
为L对b求偏导，ai和xi为中间参数，i＝1、2、…、P，将上述公式(3)的值代入到上述公式(2)中，形成下面公式(4)
Figure BDA0002060089850000084
对上述公式(4)进行拉格朗日变换求解出所述变量因子向量
Figure BDA0002060089850000089
并将所述变量因子向量
Figure BDA0002060089850000087
代入到上述公式(3)中求解出所述限制系数向量W，再将所述限制系数向量W和所述变量因子向量
Figure BDA0002060089850000088
代入到下面公式(5)中并利用拉格朗日变换求解出所述限制b，
Figure BDA0002060089850000085
通过求解得到的所述限制系数向量W和所述限制b，构建下面公式(6)所表示的限制方程
rt＝WTX+b (6)
在上述公式(6)中，X为所述N个参数的值，rt为求解得到的所述N个参数中每一个参数对应的电池的供电状态，其中，当rt大于或者等于0，则表示电池的供电状态为非极限状态，当rt小于0，则表示电池的供电状态为极限状态，
将第一电池模块对应的所有参数值代入到上述公式(6)中，确定所述第一电池模块的供电状态是供电极限状态还是非供电极限状态，
将第二电池模块对应的所有参数值代入到上述公式(6)中，确定所述第二电池模块的供电状态是供电极限状态还是非供电极限状态，
若所述第一电池模块处于非供电极限状态且所述第二电池模块处于供电极限状态，则指示所述第一电池模块维持供电且所述第二电池模块中止供电，
若所述第一电池模块与所述第二电池模块均处于供电极限状态，则指示所述第一电池模块和所述第二电池模块同时维持供电，
若所述第一电池模块与所述第二电池模块均处于非供电极限状态，则维持当前的供电状态不变。
相比于现有技术，该电动汽车储能装置的能源监控管理系统及其管理方法是用于控制双电池供电模式下，两个不同电池相互之间的工作模式的执行和切换，该管理系统和管理方法通过获取第一电池模块和第二电池模块各自的供电参数与电池荷电状态分布，来确定该第一电池模块和第二电池模块之间的供电平衡关系，再根据该供电平衡关系来对该第一电池模块和第二电池模块各自的工作模式进行切换，从而保证该第一电池模块和第二电池模块能够连续地和高效地对电动汽车进行供电。该电动汽车储能装置的能源监控管理系统及其管理方法同时考虑两个电池模块各自的供电状态信息以及相互之间的供电平衡关系，这能够保证该两个电池模块能够在电动汽车处于不同行驶状态时，根据实际的行驶条件选择合适的供电模式来对电动汽车进行供电，此外，该两个电池模块各自具有不同的供电性能，通过电池模块之间工作模式的切换能够保证不同电池模块能够适应性地在电动汽车的不同行驶阶段进行供电，从而实现电池模块供电效率的最大化。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种电动汽车储能装置的能源监控管理系统的结构示意图。
图2为本发明提供的一种电动汽车储能装置的能源监控管理方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参阅图1，为本发明实施例提供的一种电动汽车储能装置的能源监控管理系统的结构示意图。该电动汽车储能装置的能源监控管理系统包括电能供应模式确定模块、供电参数获取模块、电池荷电状态计算模块、供电平衡关系确定模块和电池工作模式切换模块。
优选地，该电能供应模式确定模块用于确定该电动汽车当前的电能供应模式；
优选地，该供电参数获取模块用于根据该电能供应模式，获取第一电池模块和第二电池模块各自的第一供电参数和第二供电参数；
优选地，该电池荷电状态计算模块用于计算该第一电池模块和该第二电池模块各自的第一电池荷电状态分布和第二电池荷电状态分布；
优选地，该供电平衡关系确定模块用于根据该第一电池荷电状态分布和该第二电池荷电状态分布，确定该第一电池模块和该第二电池模块之间的供电平衡关系；
优选地，该电池工作模式切换模块用于根据该供电平衡关系，对该第一电池模块和该第二电池模块各自的工作模式进行切换。
优选地，该能源监控管理系统还包括行驶模式确定模块；
优选地，该行驶模式确定模块用于根据该电动汽车的行驶速度，确定该电动汽车当前处于低速行驶模式还是高速行驶模式；
优选地，该电能供应模式确定模块还根据该行驶模式确定模块的确定结果，确定该电动汽车处于第一电能供电模式或者第二电能供电模式；
优选地，该供电参数获取模块还用于根据该第一电池模块和该第二电池模块各自对应的干第一供电特征信息和若干第二供电特征信息，转换得到该第一供电参数和该第二供电参数。
优选地，该电池荷电状态计算模块包括供电模型构建子模块、供电参数有效性判断子模块和电池荷电状态估算子模块；
优选地，该供电模型构建子模块用于根据该第一电池模块和该第二电池模块各自的第一历史供电状态信息和第二历史供电状态信息，构建关于该第一电池模块和该第二电池模块各自的第一供电模型和第二供电模型；
优选地，该供电参数有效性判断子模块用于根据预设电动汽车正常运行条件，判断该第一供电参数和该第二供电参数各自的有效性；
优选地，该电池荷电状态估算子模块用于根据该第一供电模型与具有有效性的第一供电参数、或者根据该第二供电模型与具有有效性的第二供电参数，分别计算得到该第一电池荷电状态分布和该第二电池荷电状态分布。
优选地，该供电平衡关系确定模块还用于将该第一电池荷电状态分布与该第二电池荷电状态分布进行匹配处理，并根据该匹配处理的结果，确定该供电平衡关系信息。
优选地，该能源监控管理系统还包括电池工作温度获取模块；
优选地，该电池工作温度获取模块用于获取该第一电池模块和该第二电池模块当前对应的第一工作温度和第二工作温度；
优选地，该电池工作模式切换模块还用于根据该第一工作温度、该第二工作温度拟合该供电平衡关系，确定该第一电池模块和该第二电池模块是否处于供电极限状态，并以此对该第一电池模块和该第二电池模块各自的工作模式进行切换。
参阅图2，为本发明实施例提供的一种电动汽车储能装置的能源监控管理方法的流程示意图。该电动汽车储能装置的能源监控管理方法包括看如下步骤：
步骤(1)，确定该电动汽车当前的电能供应模式，以此获取第一电池模块和第二电池模块各自的第一供电参数和第二供电参数，并计算该第一电池模块和该第二电池模块各自的第一电池荷电状态分布和第二电池荷电状态分布。
优选地，在该步骤(1)中，确定该电动汽车当前的电能供应模式，以此获取第一电池模块和第二电池模块各自的第一供电参数和第二供电参数具体包括，
步骤(A11)，获取该电动汽车当前行驶过程中的行驶速度，若该行驶速度满足第一行驶速度范围，则确定该电动汽车当前处于低速行驶模式，若该行驶速度满足第二行驶速度范围，则确定该电动汽车当前处于高速行驶模式，其中，该第一行驶速度范围与该第二行驶速度范围相互不重叠；
步骤(A12)，若该电动汽车当前处于低速行驶模式，则确定该电动汽车当前处于第一电能供电模式，若该电动汽车当前处于高速行驶模式，则确定该电动汽车当前处于第二电能供电模式；
步骤(A13)，获取该第一电池模块和该第二电池模块在该第一电能供电模式和该电能供电模式下，各自的若干第一供电特征信息和若干第二供电特征信息，以此转换成该第一供电参数和该第二供电参数，其中，该第一供电参数和该第二供电参数分别包括关于该第一电池模块和该第二电池模块各自对应的额定电压、额定电流、内电阻、电容和电能转换效率中的至少一者。
优选地，在该步骤(1)中，计算该第一电池模块和该第二电池模块各自的第一电池荷电状态分布和第二电池荷电状态分布具体包括，
步骤(B11)，获取该第一电池模块和该第二电池模块各自的第一历史供电状态信息和第二历史供电状态信息，以此构建关于该第一电池模块和该第二电池模块各自的第一供电模型和第二供电模型；
步骤(B12)，根据预设电动汽车正常运行条件，判断该第一供电参数和该第二供电参数各自的有效性，以此确定具有有效性的第一供电参数和第二供电参数；
步骤(B13)，根据该第一供电模型与具有有效性的第一供电参数，根据该第二供电模型与具有有效性的第二供电参数，分别计算得到该第一电池荷电状态分布和该第二电池荷电状态分布，
其中，该第一电池荷电状态分布至少包括该第一电池模块对应的第一剩余电量和第一电量消耗速度，
该第二电池荷电状态分布至少包括该第二电池模块对应的第二剩余电量和第二电量消耗速度。
步骤(2)，根据该第一电池荷电状态分布和该第二电池荷电状态分布，确定该第一电池模块和该第二电池模块之间的供电平衡关系。
优选地，在该步骤(2)中，根据该第一电池荷电状态分布和该第二电池荷电状态分布，计算该第一电池模块和该第二电池模块之间的供电平和关系信息具体包括，
步骤(21)，将该第一电池荷电状态分布与该第二电池荷电状态分布进行匹配处理，并根据该匹配处理的结果，确定该供电平衡关系信息；
步骤(22)，若该第一剩余电量超过该第二剩余电量且该第一电量消耗速度超过该第二电量消耗速度，则确定该第一电池模块与该第二电池模块之间处于第一供电平衡关系状态；
步骤(23)，若该第一剩余电量超过该第二剩余电量且该第一电量消耗速度不超过该第二电量消耗速度，则确定该第一电池模块与该第二电池模块之间处于第二供电平衡关系状态；
步骤(24)，若该第一剩余电量不超过该第二剩余电量且该第一电量消耗速度超过该第二电量消耗速度，则确定该第一电池模块与该第二电池模块之间处于第三供电平衡关系状态；
步骤(25)，若该第一剩余电量不超过该第二剩余电量且该第一电量消耗速度不超过该第二电量消耗速度，则确定该第一电池模块与该第二电池模块之间处于第四供电平衡关系状态。
步骤(3)，根据该供电平衡关系，对该第一电池模块和该第二电池模块各自的工作模式进行切换。
优选地，在该步骤(3)中，根据该供电平衡关系，对该第一电池模块和该第二电池模块各自的工作模式进行切换具体包括，
步骤(31)，获取该第一电池模块和该第二电池模块当前对应的第一工作温度和第二工作温度；
步骤(32)，根据该第一工作温度、该第二工作温度拟合该供电平衡关系，确定该第一电池模块和该第二电池模块是否处于供电极限状态；
步骤(33)，若该第一电池模块处于供电极限状态且该第二电池模块处于非供电极限状态，则指示该第一电池模块中止供电且该第二电池模块维持供电，
若该第一电池模块处于非供电极限状态且该第二电池模块处于供电极限状态，则指示该第一电池模块维持供电且该第二电池模块中止供电，
若该第一电池模块与该第二电池模块均处于供电极限状态，则指示该第一电池模块和该第二电池模块同时维持供电，
若该第一电池模块与该第二电池模块均处于非供电极限状态，则维持当前的供电状态不变。
优选地，在该步骤(3)中，根据该供电平衡关系，对该第一电池模块和该第二电池模块各自的工作模式进行切换具体包括，
构建一个供电平衡数据库，该供电平衡数据库包括P条数据，每条数据包括N个参数，该N个参数至少包括电池供电参数、电动汽车行驶速度和电池电荷状态，该P条数据和每条数据中的N个参数共同组成矩阵B，同时根据该P条数据对应的P个电池的供电状的对应值组成向量Y，其中，当电池的供电状态为供电极限状态，则其对应值为-1，当电池的供电状态为非供电极限状态，则其对应值为1，
构建下面公式(1)所表示的最优距离限制方程
Figure BDA0002060089850000151
在上述公式(1)中，W为待求解的限制系数向量，S.T.表示其后面的内容为限制条件，max为求解最大值运算，yi为向量Y的第i个元素值，WT为限制系数向量W的转置向量，Bi为矩阵B的第i行元素值、即该供电平衡数据库中第i条数据对应包含的各个参数的值，b为待求解的限制，i＝1、2、…、P，
为求解该限制系数向量W和该限制b，引入变量因子向量
Figure BDA0002060089850000152
以形成下面公式(2)
Figure BDA0002060089850000153
在上述公式(2)中，
Figure BDA0002060089850000154
为由L表示并包含三个未知量w,b,
Figure BDA0002060089850000155
Figure BDA0002060089850000156
为向量
Figure BDA0002060089850000157
的第i个元素值，
对上述公式(2)中的W和b进行求导运算，同时令导数的值为0，从而得到下面公式(3)
Figure BDA0002060089850000161
在上述公式(3)中，
Figure BDA0002060089850000162
为L对W求偏导，
Figure BDA0002060089850000163
为L对b求偏导，ai和xi为中间参数，i＝1、2、…、P，将上述公式(3)的值代入到上述公式(2)中，形成下面公式(4)
Figure BDA0002060089850000164
对上述公式(4)进行拉格朗日变换求解出该变量因子向量
Figure BDA0002060089850000169
并将该变量因子向量
Figure BDA0002060089850000167
代入到上述公式(3)中求解出该限制系数向量W，再将该限制系数向量W和该变量因子向量
Figure BDA0002060089850000168
代入到下面公式(5)中并利用拉格朗日变换求解出该限制b，
Figure BDA0002060089850000165
通过求解得到的该限制系数向量W和该限制b，构建下面公式(6)所表示的限制方程
rt＝WTX+b (6)
在上述公式(6)中，X为该N个参数的值，rt为求解得到的该N个参数中每一个参数对应的电池的供电状态，其中，当rt大于或者等于0，则表示电池的供电状态为非极限状态，当rt小于0，则表示电池的供电状态为极限状态，
将第一电池模块对应的所有参数值代入到上述公式(6)中，确定该第一电池模块的供电状态是供电极限状态还是非供电极限状态，
将第二电池模块对应的所有参数值代入到上述公式(6)中，确定该第二电池模块的供电状态是供电极限状态还是非供电极限状态，
若该第一电池模块处于非供电极限状态且该第二电池模块处于供电极限状态，则指示该第一电池模块维持供电且该第二电池模块中止供电，
若该第一电池模块与该第二电池模块均处于供电极限状态，则指示该第一电池模块和该第二电池模块同时维持供电，
若该第一电池模块与该第二电池模块均处于非供电极限状态，则维持当前的供电状态不变，
通过上述步骤，能够方便、快捷、高效的确定在任意情况下的第一电池模块和第二电池模块是否达到了供电极限状态，从而达到智能切换的效果，且在所述判断时，采用结构风险最小化准则，使得结果更靠谱，且在数据库若是小样本的情况下也能进行样本学习，使得适用条件更广泛，在确定最小化准则时，算法最终转化为线性约束条件下的凸二次规划问题，从而能得到全局最优的解，从而使得得到的结论最优。
从上述实施例可以看出，该电动汽车储能装置的能源监控管理系统及其管理方法是用于控制双电池供电模式下，两个不同电池相互之间的工作模式的执行和切换，该管理系统和管理方法通过获取第一电池模块和第二电池模块各自的供电参数与电池荷电状态分布，来确定该第一电池模块和第二电池模块之间的供电平衡关系，再根据该供电平衡关系来对该第一电池模块和第二电池模块各自的工作模式进行切换，从而保证该第一电池模块和第二电池模块能够连续地和高效地对电动汽车进行供电。该电动汽车储能装置的能源监控管理系统及其管理方法同时考虑两个电池模块各自的供电状态信息以及相互之间的供电平衡关系，这能够保证该两个电池模块能够在电动汽车处于不同行驶状态时，根据实际的行驶条件选择合适的供电模式来对电动汽车进行供电，此外，该两个电池模块各自具有不同的供电性能，通过电池模块之间工作模式的切换能够保证不同电池模块能够适应性地在电动汽车的不同行驶阶段进行供电，从而实现电池模块供电效率的最大化。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种电动汽车储能装置的能源监控管理系统，其特征在于：
所述电动汽车储能装置的能源监控管理系统包括电能供应模式确定模块、供电参数获取模块、电池荷电状态计算模块、供电平衡关系确定模块和电池工作模式切换模块；其中，
所述电能供应模式确定模块用于确定所述电动汽车当前的电能供应模式；
所述供电参数获取模块用于根据所述电能供应模式，获取第一电池模块和第二电池模块各自的第一供电参数和第二供电参数；
所述电池荷电状态计算模块用于计算所述第一电池模块和所述第二电池模块各自的第一电池荷电状态分布和第二电池荷电状态分布；
所述供电平衡关系确定模块用于根据所述第一电池荷电状态分布和所述第二电池荷电状态分布，确定所述第一电池模块和所述第二电池模块之间的供电平衡关系；
所述电池工作模式切换模块用于根据所述供电平衡关系，对所述第一电池模块和所述第二电池模块各自的工作模式进行切换。
2.如权利要求1所述的电动汽车储能装置的能源监控管理系统，其特征在于：
所述能源监控管理系统还包括行驶模式确定模块；其中，
所述行驶模式确定模块用于根据所述电动汽车的行驶速度，确定所述电动汽车当前处于低速行驶模式还是高速行驶模式；
所述电能供应模式确定模块还根据所述行驶模式确定模块的确定结果，确定所述电动汽车处于第一电能供电模式或者第二电能供电模式；
所述供电参数获取模块还用于根据所述第一电池模块和所述第二电池模块各自对应的干第一供电特征信息和若干第二供电特征信息，转换得到所述第一供电参数和所述第二供电参数。
3.如权利要求1所述的电动汽车储能装置的能源监控管理系统，其特征在于：
所述电池荷电状态计算模块包括供电模型构建子模块、供电参数有效性判断子模块和电池荷电状态估算子模块；其中，
所述供电模型构建子模块用于根据所述第一电池模块和所述第二电池模块各自的第一历史供电状态信息和第二历史供电状态信息，构建关于所述第一电池模块和所述第二电池模块各自的第一供电模型和第二供电模型；
所述供电参数有效性判断子模块用于根据预设电动汽车正常运行条件，判断所述第一供电参数和所述第二供电参数各自的有效性；
所述电池荷电状态估算子模块用于根据所述第一供电模型与具有有效性的第一供电参数、根据所述第二供电模型与具有有效性的第二供电参数，分别计算得到所述第一电池荷电状态分布和所述第二电池荷电状态分布。
4.如权利要求1所述的电动汽车储能装置的能源监控管理系统，其特征在于：
所述供电平衡关系确定模块还用于将所述第一电池荷电状态分布与所述第二电池荷电状态分布进行匹配处理，并根据所述匹配处理的结果，确定所述供电平衡关系信息。
5.如权利要求1所述的电动汽车储能装置的能源监控管理系统，其特征在于：
所述能源监控管理系统还包括电池工作温度获取模块；其中，
所述电池工作温度获取模块用于获取所述第一电池模块和所述第二电池模块当前对应的第一工作温度和第二工作温度；
所述电池工作模式切换模块还用于根据所述第一工作温度、所述第二工作温度拟合所述供电平衡关系，确定所述第一电池模块和所述第二电池模块是否处于供电极限状态，并以此对所述第一电池模块和所述第二电池模块各自的工作模式进行切换。
6.一种电动汽车储能装置的能源监控管理方法，其特征在于，
所述电动汽车储能装置的能源监控管理方法包括如下步骤：
步骤（1），确定所述电动汽车当前的电能供应模式，以此获取第一电池模块和第二电池模块各自的第一供电参数和第二供电参数，并计算所述第一电池模块和所述第二电池模块各自的第一电池荷电状态分布和第二电池荷电状态分布；
步骤（2），根据所述第一电池荷电状态分布和所述第二电池荷电状态分布，确定所述第一电池模块和所述第二电池模块之间的供电平衡关系；
步骤（3），根据所述供电平衡关系，对所述第一电池模块和所述第二电池模块各自的工作模式进行切换。
7.如权利要求6所述的电动汽车储能装置的能源监控管理方法，其特征在于：
在所述步骤（1）中，确定所述电动汽车当前的电能供应模式，以此获取第一电池模块和第二电池模块各自的第一供电参数和第二供电参数具体包括，
步骤（A11），获取所述电动汽车当前行驶过程中的行驶速度，若所述行驶速度满足第一行驶速度范围，则确定所述电动汽车当前处于低速行驶模式，若所述行驶速度满足第二行驶速度范围，则确定所述电动汽车当前处于高速行驶模式，其中，所述第一行驶速度范围与所述第二行驶速度范围相互不重叠；
步骤（A12），若所述电动汽车当前处于低速行驶模式，则确定所述电动汽车当前处于第一电能供电模式，若所述电动汽车当前处于高速行驶模式，则确定所述电动汽车当前处于第二电能供电模式；
步骤（A13），获取所述第一电池模块和所述第二电池模块在所述第一电能供电模式和所述电能供电模式下，各自的若干第一供电特征信息和若干第二供电特征信息，以此转换成所述第一供电参数和所述第二供电参数，其中，所述第一供电参数和所述第二供电参数分别包括关于所述第一电池模块和所述第二电池模块各自对应的额定电压、额定电流、内电阻、电容和电能转换效率中的至少一者。
8.如权利要求6所述的电动汽车储能装置的能源监控管理方法，其特征在于：
在所述步骤（1）中，计算所述第一电池模块和所述第二电池模块各自的第一电池荷电状态分布和第二电池荷电状态分布具体包括，
步骤（B11），获取所述第一电池模块和所述第二电池模块各自的第一历史供电状态信息和第二历史供电状态信息，以此构建关于所述第一电池模块和所述第二电池模块各自的第一供电模型和第二供电模型；
步骤（B12），根据预设电动汽车正常运行条件，判断所述第一供电参数和所述第二供电参数各自的有效性，以此确定具有有效性的第一供电参数和第二供电参数；
步骤（B13），根据所述第一供电模型与具有有效性的第一供电参数，根据所述第二供电模型与具有有效性的第二供电参数，分别计算得到所述第一电池荷电状态分布和所述第二电池荷电状态分布，
其中，所述第一电池荷电状态分布至少包括所述第一电池模块对应的第一剩余电量和第一电量消耗速度，
所述第二电池荷电状态分布至少包括所述第二电池模块对应的第二剩余电量和第二电量消耗速度。
9.如权利要求8所述的电动汽车储能装置的能源监控管理方法，其特征在于：
在所述步骤（2）中，根据所述第一电池荷电状态分布和所述第二电池荷电状态分布，计算所述第一电池模块和所述第二电池模块之间的供电平和关系信息具体包括，
步骤（21），将所述第一电池荷电状态分布与所述第二电池荷电状态分布进行匹配处理，并根据所述匹配处理的结果，确定所述供电平衡关系信息；
步骤（22），若所述第一剩余电量超过所述第二剩余电量且所述第一电量消耗速度超过所述第二电量消耗速度，则确定所述第一电池模块与所述第二电池模块之间处于第一供电平衡关系状态；
步骤（23），若所述第一剩余电量超过所述第二剩余电量且所述第一电量消耗速度不超过所述第二电量消耗速度，则确定所述第一电池模块与所述第二电池模块之间处于第二供电平衡关系状态；
步骤（24），若所述第一剩余电量不超过所述第二剩余电量且所述第一电量消耗速度超过所述第二电量消耗速度，则确定所述第一电池模块与所述第二电池模块之间处于第三供电平衡关系状态；
步骤（25），若所述第一剩余电量不超过所述第二剩余电量且所述第一电量消耗速度不超过所述第二电量消耗速度，则确定所述第一电池模块与所述第二电池模块之间处于第四供电平衡关系状态。
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