CN110962610A - 一种新能源客车电量分析系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新能源客车电量分析系统及方法，包括微处理器MCU、电量采集模块、信号调理单元、USB接口、数据记录存储单元和远程网络通讯单元；本发明是以现场记录车辆电量消耗为基础，通过读取电度表的读数或实时采集车辆电压、电流变化值，计算出当前电量消耗累计，定期进行数据保存，每日定时上传一次电量消耗数据，或在接收到远程网络信息时，自动上传通过电度表记录或系统计算的各阶段电量消耗值,便于车辆管理部门通过分析电量消耗数据分析，提高节能效果，掌握车辆运行状态，更好的进行车辆管理，发现车辆异常以便及时维护，为车辆安全运营提供保障。
Description
技术领域
本发明属于电量分析领域，涉及电量分析技术，具体是一种新能源客车电量分析系统及方法。
背景技术
随着城市公交电动动化的实施，大部分城市公交车均替换为电动公交车，在节能减排方面效果明显，电动公交车的智能化、网联化给城市公交的运营管理带来极大的方便，在公交车的日常管理工作过程中，对每辆车的日常能耗管理显得极为重要，公交公司需要及时了解每台车的行驶能耗，形成运营数据，以便更好的管理和调试车辆，
为了统计车辆运行数据，部分公交公司在车辆上安装了直流电能表，定期安排人员逐辆记录，统计上报，费时费力，还容易漏记错计，造成统计数据不准确。为了解决这一问题，本方案借助车辆现有的车联网络平台，通过技术手段，自动读取车辆直流电能表的记录数据或自行通过传感器采样，生成记录数据，定期上传到公交管理平台，便于车辆管理部门通过分析电量消耗数据分析，提高节能效果，掌握车辆运行状态，更好的进行车辆管理，发现车辆异常以便及时维护，为车辆安全运营提供保障。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新能源客车电量分析系统及方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种新能源客车电量分析系统，包括微处理器MCU、电量采集模块、信号调理单元、USB接口、数据记录存储单元和远程网络通讯单元；
其中，微处理器MCU分别与数据记录存储单元、远程网络通讯单元、USB接口交互式信号连接；
其中，所述电量采集模块用于采集新能源客车单位时间内的电量消耗数据；所述电量采集模块包括电流采样单元、电压采样单元和信号调理单元；电流采样单元、电压采样单元均与信号调理单元电性连接，信号调理单元与微处理器MCU通信连接；
所述电流采样单元用于实时采集电动汽车输出端的电流变化信息，并将电流变化信息传输到信号调理单元；所述电压采样单元用于实时采集电动汽车输出端的电压变化信息，并将电压变化信息传输到信号调理单元；
所述信号调理单元接收到电流采样单元传输的电流变化信息和电压采样单元传输的电压变化信息，并将电流变化信息和电压变化信息传输到微处理器MCU进行实时计算，得到单位时间内的电量消耗值累计，得到电量消耗数据；所述微处理器MCU用于将电量消耗数据传输到数据记录存储单元进行存储，并定期对电量消耗数据进行刷新，并通过远程网络通讯单元自动上传或远程读取该车的单位时间内的电量消耗数据。
进一步地，所述电量采集模块为电度表接口，该电度表接口为电动汽车直流电度表接口；电度表接口与微处理器MCU电性连接，且电度表接口上连接有直流电度表；通过电动汽车直流电度表接口与微处理器MCU相连接,由微处理器MCU通过该接口读取电度表的计量值。
进一步地，所述电度表接口为485接口或红外接口；直流电度表通过485接口或红外接口与微处理器MCU相连接，通过DL/T 645-1997多功能电能表通信规约读取电量消耗数据。
进一步地，电流变化信息即为随时间变化的实时电流信息；电压变化信息即为随时间变化的实时电压信息；
所述微处理器MCU还用于在实时电流信息和实时电压信息任一项超过预设范围时产生异常信息，异常信息为电流异常信号和对应电流异常产生时间，或电压异常信号和对应电压异常产生时间。
进一步地，所述数据记录存储单元为数据存储器或存储卡；微处理器MCU还定时通过远程网络通讯单元读取互联网时间，使记录的时间与互联网时间保持同步。
一种新能源客车电量分析方法，该方法包括下述步骤：
步骤一：电压采样单元由电压采样传感器连接到电动汽车动力电池组的总电压输出端，电流采样单元通过电流采样传感器串联到动力电池的输出电流回路中，当电动汽车工作时，其电压、电流变化值分别被电压、电流传感器采集；
步骤二：将其通过信号调理单元变换成0-5V的电压信号，由微处理器MCU分别进行采集，换算成单位内的电量消耗值,并进行累计，得到最新的电量消耗值，定期的写入到数据记录存储单元；
步骤三：对上一次写入的数据进行刷新；同时在检测到有超过预设范围的电压、电流值时，采集电压、电流值超过异常范围的发生时间，形成异常信息，并将异常信息一并写入数据记录存储单元，该信息包括当前的信息类型、采样值、发生时间和持续时间；
步骤四：微处理器MCU每日定时上传一次电量消耗数据，或在接收到远程网络信息时，自动上传通过外部数据存储保存的电量消耗信息或车辆异常运行信息。
本发明的有益效果：
本发明是以现场记录车辆电量消耗为基础，通过读取电度表的读数或实时采集车辆电压、电流变化值，计算出当前电量消耗累计，定期进行数据保存，每日定时上传一次电量消耗数据，或在接收到远程网络信息时，自动上传通过电度表记录或系统计算的各阶段电量消耗值,便于车辆管理部门通过分析电量消耗数据分析，提高节能效果，掌握车辆运行状态，更好的进行车辆管理，发现车辆异常以便及时维护，为车辆安全运营提供保障。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的系统框图。
具体实施方式
如图1所示，包括微处理器MCU、电量采集模块、信号调理单元、USB接口、数据记录存储单元和远程网络通讯单元；
其中，微处理器MCU分别与数据记录存储单元、远程网络通讯单元、USB接口交互式信号连接；
其中，所述电量采集模块用于采集新能源客车单位时间内的电量消耗数据；在进行具体选择时，所述电量采集模块的具体组成可以采用如下部分，举例为包括电流采样单元、电压采样单元和信号调理单元；电流采样单元、电压采样单元均与信号调理单元电性连接，信号调理单元与微处理器MCU通信连接；
所述电流采样单元用于实时采集电动汽车输出端的电流变化信息，并将电流变化信息传输到信号调理单元；所述电压采样单元用于实时采集电动汽车输出端的电压变化信息，并将电压变化信息传输到信号调理单元；
所述信号调理单元接收到电流采样单元传输的电流变化信息和电压采样单元传输的电压变化信息，并将电流变化信息和电压变化信息传输到微处理器MCU进行实时计算，得到单位时间内的电量消耗值累计，得到电量消耗数据，此处计算方式为现有技术中公知常识，故此处不做具体的赘述；所述微处理器MCU用于将电量消耗数据传输到数据记录存储单元进行存储，并定期对电量消耗数据进行刷新，并通过远程网络通讯单元自动上传或远程读取该车的单位时间内的电量消耗数据。
当然，在针对没有电流采样单元、电压采样单元和信号调理单元的汽车时，本申请中提到的电量采集模块可用电度表接口替代，具体可举例为所述电量采集模块为电度表接口，该电度表接口为电动汽车直流电度表接口；电度表接口与微处理器MCU电性连接，且电度表接口上连接有直流电度表；通过电动汽车直流电度表接口与微处理器MCU相连接,由微处理器MCU通过该接口读取电度表的计量值。从而实现与电流采样单元、电压采样单元和信号调理单元相同功能，二者任选其一即可。
所述电度表接口为485接口或红外接口；直流电度表通过485接口或红外接口与微处理器MCU相连接，通过DL/T 645-1997多功能电能表通信规约读取电量消耗数据。
电流变化信息即为随时间变化的实时电流信息；电压变化信息即为随时间变化的实时电压信息；
所述微处理器MCU还用于在实时电流信息和实时电压信息任一项超过预设范围时产生异常信息，异常信息为电流异常信号和对应电流异常产生时间，或电压异常信号和对应电压异常产生时间。
所述数据记录存储单元为数据存储器或存储卡；微处理器MCU还定时通过远程网络通讯单元读取互联网时间，使记录的时间与互联网时间保持同步。
一种新能源客车电量分析方法，该方法包括下述步骤：
步骤一：电压采样单元由电压采样传感器连接到电动汽车动力电池组的总电压输出端，电流采样单元通过电流采样传感器串联到动力电池的输出电流回路中，当电动汽车工作时，其电压、电流变化值分别被电压、电流传感器采集；
步骤二：将其通过信号调理单元变换成0-5V的电压信号，由微处理器MCU分别进行采集，换算成单位内的电量消耗值,并进行累计，得到最新的电量消耗值，定期的写入到数据记录存储单元；
步骤三：对上一次写入的数据进行刷新；同时在检测到有超过预设范围的电压、电流值时，采集电压、电流值超过异常范围的发生时间，形成异常信息，并将异常信息一并写入数据记录存储单元，该信息包括当前的信息类型、采样值、发生时间和持续时间；
步骤四：微处理器MCU每日定时上传一次电量消耗数据，或在接收到远程网络信息时，自动上传通过外部数据存储保存的电量消耗信息或车辆异常运行信息。
本发明的工作原理：
电压采样单元由电压采样传感器连接到电动汽车动力电池组的总电压输出端，电流采样单元通过电流采样传感器串联到动力电池的输出电流回路中，当电动汽车工作时，其电压、电流变化值分别被电压、电流传感器采集；
将其通过信号调理单元变换成0-5V的电压信号，由微处理器MCU分别进行采集，换算成单位内的电量消耗值,并进行累计，得到最新的电量消耗值，定期的写入到数据记录存储单元，对上一次写入的数据进行刷新，为了进一步了解车辆运行状态，或便于分析车辆异常运行信息，对超过正常值的电压、电流值及其发生的时间等相关参数，一并写入数据记录存储单元，该信息包括当前的信息类型，采样值，发生时间，持续时间等参数。
所述数据记录存储单元为大容量数据存储器或存储卡。为了准确的记录该事件发后的时间，微处理器MCU定时通过远程网络通讯单元读取互联网时间，使记录的时间与互联网时间保持同步。
微处理器MCU每日定时上传一次电量消耗数据，或在接收到远程网络信息时，自动上传通过外部数据存储保存的电量消耗信息或车辆异常运行信息。
为了适应不同的信息接入，在安装了电能计量表的车辆上，本系统还预留了电度表接口，还可以通过电动汽车的直流电度表接口与微处理器MCU相连接，电度表通过电流、电压采样电路实时采集车辆电量消耗数据，并生成电量消耗值，该数据由直流电度表通过485接口或红外接口与微处理器MCU相连接，通过DL/T 645-1997多功能电能表通信规约或其它类似通讯协议读取电能消耗值。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种新能源客车电量分析系统，其特征在于，包括微处理器MCU、电量采集模块、信号调理单元、USB接口、数据记录存储单元和远程网络通讯单元；
其中，微处理器MCU分别与数据记录存储单元、远程网络通讯单元、USB接口交互式信号连接；
其中，所述电量采集模块用于采集新能源客车单位时间内的电量消耗数据；所述电量采集模块包括电流采样单元、电压采样单元和信号调理单元；电流采样单元、电压采样单元均与信号调理单元电性连接，信号调理单元与微处理器MCU通信连接；
所述电流采样单元用于实时采集电动汽车输出端的电流变化信息，并将电流变化信息传输到信号调理单元；所述电压采样单元用于实时采集电动汽车输出端的电压变化信息，并将电压变化信息传输到信号调理单元；
所述信号调理单元接收到电流采样单元传输的电流变化信息和电压采样单元传输的电压变化信息，并将电流变化信息和电压变化信息传输到微处理器MCU进行实时计算，得到单位时间内的电量消耗值累计，得到电量消耗数据；所述微处理器MCU用于将电量消耗数据传输到数据记录存储单元进行存储，并定期对电量消耗数据进行刷新，并通过远程网络通讯单元自动上传或远程读取该车的单位时间内的电量消耗数据。
2.根据权利要求1所述的一种新能源客车电量分析系统，其特征在于，所述电量采集模块为电度表接口，该电度表接口为电动汽车直流电度表接口；电度表接口与微处理器MCU电性连接，且电度表接口上连接有直流电度表；通过电动汽车直流电度表接口与微处理器MCU相连接,由微处理器MCU通过该接口读取电度表的计量值。
3.根据权利要求2所述的一种新能源客车电量分析系统，其特征在于，所述电度表接口为485接口或红外接口；直流电度表通过485接口或红外接口与微处理器MCU相连接，通过DL/T 645-1997多功能电能表通信规约读取电量消耗数据。
4.根据权利要求1所述的一种新能源客车电量分析系统，其特征在于，电流变化信息即为随时间变化的实时电流信息；电压变化信息即为随时间变化的实时电压信息；
所述微处理器MCU还用于在实时电流信息和实时电压信息任一项超过预设范围时产生异常信息，异常信息为电流异常信号和对应电流异常产生时间，或电压异常信号和对应电压异常产生时间。
5.根据权利要求1所述的一种新能源客车电量分析系统，其特征在于，所述数据记录存储单元为数据存储器或存储卡；微处理器MCU还定时通过远程网络通讯单元读取互联网时间，使记录的时间与互联网时间保持同步。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种新能源客车电量分析方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：
步骤一：电压采样单元由电压采样传感器连接到电动汽车动力电池组的总电压输出端，电流采样单元通过电流采样传感器串联到动力电池的输出电流回路中，当电动汽车工作时，其电压、电流变化值分别被电压、电流传感器采集；
步骤二：将其通过信号调理单元变换成0-5V的电压信号，由微处理器MCU分别进行采集，换算成单位内的电量消耗值,并进行累计，得到最新的电量消耗值，定期的写入到数据记录存储单元；
步骤三：对上一次写入的数据进行刷新；同时在检测到有超过预设范围的电压、电流值时，采集电压、电流值超过异常范围的发生时间，形成异常信息，并将异常信息一并写入数据记录存储单元，该信息包括当前的信息类型、采样值、发生时间和持续时间；
步骤四：微处理器MCU每日定时上传一次电量消耗数据，或在接收到远程网络信息时，自动上传通过外部数据存储保存的电量消耗信息或车辆异常运行信息。
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