CN111746287A - 新能源汽车动力电池检测及养护系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种新能源汽车动力电池检测及养护系统，通过设置云服务器，并对接维修4S店客户端，在智能检测充电桩对电池充电过程中检测车辆故障，进而根据故障诊断表筛选出故障类型，并匹配维修4S店，便于车主快速找到针对性强的维修4S店，无需找原车厂4S店返修，节省养护时间，更加便利；将电池性能参数反馈给对应车厂和电池厂商，便于车厂和电池厂商及时了解本厂电池性能，激发车厂和电池厂商维护平台数据的积极性；物理执行层采用双因子认证，网络交互层采用点对点加密机制平台应用层分用户角色进行权限配置，保证信息传输的安全性。

Description

新能源汽车动力电池检测及养护系统
技术领域
本发明涉及新能源汽车动力电池技术领域，尤其涉及一种新能源汽车动力电池检测及养护系统。
背景技术
电动汽车以电代油，能够实现零排放、噪音低，是解决能源和环境问题的重要手段。随着石油资源的紧张和电池技术的发展，电动汽车将成为当下社会实现交通能源转型和社会产业升级的根本出路，近年来多个国家正在逐步普及新能源电动汽车，为更好的支持电动汽车的发展，在城市各地不断普及电动汽车充电配套服务。截至目前，我国累计建成充电桩呈现爆发式增长，充电APP已经不止50个，充电运营商总共超过300个。但是，目前的充电APP问题很多：充电桩信息错误、实际不存在、地址错漏、充电位置被占用或停车费过高以及充电桩不匹配车辆(充电接口兼容)等问题让广大电动车主苦不堪言。
而且，电动汽车不光有充电的问题，养护也是其需要面临的主要问题。在用电动汽车的技术状况随着使用年限和营运里程的增长会发生变化，新出厂的车辆是符合车辆出厂标准的，但是使用一段时间后许多技术指标已不符合使用要求。例如，电池包作为电动汽车上的主要储能元件，是电动汽车的关键部件，直接影响到电动汽车的性能。随着使用时间的增长，各电池模块、单体电芯内阻和容量不一致性会加剧恶化，如果长时间积累，会造成部分电芯过充电和过放电，进而影响整体电池的寿命与性能，并产生安全隐患。但是，目前市面上专门的电动汽车4S店极少，即使有，由于缺乏统一的养护APP，广大电动车主也难以获悉其位置所在，以及是否能够与自己的车辆相匹配，这反过来限制了电动汽车4S店的增长。目前的动力电池养护，主要依靠电池厂商来进行，往往还需要经过整车厂居中协调，距离远、时效性差，给电动车主观感极差。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种智能推荐电动汽车电池包检修方案的新能源汽车动力电池检测及养护系统。
本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种新能源汽车动力电池检测及养护系统，其包括智能检测充电桩(1)、云服务器(2)、车主客户端(3)和维修4S店客户端(4)，其中，
智能检测充电桩(1)，一方面，对电池包充电；第二方面，从云服务器(2)获取不同车型和不同型号电池包的故障诊断表，提取充电车辆的车型、电池包型号和电池包参数信息，并根据车型、电池包型号查找对应的故障诊断表，并根据获取的电池包参数信息对照故障诊断表筛选出故障类型，并将所述车型、电池包型号和故障类型发送给云服务器(2)；
维修4S店客户端(4)，与云服务器(2)信号连接，供输入可处理的车型、电池包型号以及对应的故障类型并发送给云服务器(2)；
云服务器(2)，存储不同车型和不同型号电池包的故障诊断表；根据车型、电池包型号和对应的故障类型，筛选对应的维修4S店，并将其位置信息或联系方式连带故障类型推送给车主客户端(3)。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述维修4S店客户端(4)供输入故障处理记录，并上传至云服务器(2)，云服务器(2)统计维修4S店客户端(4)对于不同车型和电池包型号的故障处理次数；故障处理车主通过车主客户端(3)对故障处理服务进行评级，并上传至云服务器(2)；云服务器(2)根据车型、电池包型号和对应的故障类型，筛选出对应的维修4S店，分别根据故障处理次数、故障处理服务评级和维修4S店与智能检测充电桩(1)所在位置距离的远近，对维修4S店进行排序，并根据排序结果将维修4S店，并将其位置信息或联系方式连带故障类型推送给车主客户端(3)。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述智能检测充电桩(1)分充电握手、充电参数配置、充电、充电结束4个阶段采集其与电池BMS之间交互的报文以及测试数据，数据格式为JSON格式。
优选的，在充电握手阶段，采集车辆识别码、电池生产厂商名称、电池型号、整车动力蓄电池系统额定容量、整车动力蓄电池系统额定电压、电池生产日期、电池组充电次数；在充电参数配置阶段，采集单体动力蓄电池最高允许充电电压、最高允许充电电流、动力蓄电池标称总能量、最高允许充电总电压、最高允许温度、整车动力蓄电池荷电状态SOC和整车动力蓄电池当前电池电压；在充电阶段，采集电压需求、电流需求、充电模式、充电电压测量值、充电电流测量值、最高单体动力蓄电池电压及编号、当前荷电状态SOC、累计充电时间、最高动力蓄电池温度、最高温度检测点编号、最低动力蓄电池温度、最低温度检测点编号、单体蓄电池电压过高/过低、整车动力蓄电池荷电状态SOC过高/过低、动力蓄电池充电过电流、动力蓄电池温度过高、动力蓄电池绝缘状态、动力蓄电池输出连接器连接状态、单体电压和动力蓄电池温度；在充电结束阶段，采集BMS中止充电原因、BMS中止充电故障原因、BMS中止充电错误原因、中止荷电状态SOC、动力蓄电池单体最低电压、动力蓄电池单体最高电压、动力蓄电池最低温度、动力蓄电池最高温度，并根据以上信息对照故障诊断表筛选出故障类型。
优选的，还包括车厂客户端(5)和电池厂商客户端(6)，所述故障诊断表由车厂客户端(5)或电池厂商客户端(6)上传至云服务器(2)。
进一步优选的，所述智能检测充电桩(1)将不同车型、电池厂商和电池型号的电池的循环次数、SOC和SOH数据上传至云服务器(2)，车厂客户端(5)通过访问云服务器(2)获取对应车厂车型的不同电池厂商和电池型号的电池的循环次数、SOC和SOH数据，所述电池厂商客户端(6)通过访问云服务器(2)获取对应电池厂商的不同车型、电池型号的电池循环次数、SOC和SOH数据。
进一步优选的，云服务器(2)存储有不同车型、电池包型号及故障类型的养护方案，维修4S店客户端(4)通过访问云服务器(2)获取所述养护方案，所述养护方案由车厂客户端(5)或电池厂商客户端(6)上传至云服务器(2)。
进一步优选的，智能检测充电桩(1)和待充电电池组成物理执行层，物理执行层采用双因子认证，对节点增加认证和访问控制，只有授权的用户才能访问相应供应节点的数据，未被授权的用户访问无法访问节点的数据。
进一步优选的，智能检测充电桩(1)和云服务器(2)之前通过物联网传输模块以及互联网网络进行数据交互，物联网传输模块以及互联网网络组成网络交互层，网络交互层采用点对点加密机制，对每个节点的数据进行加密，加密后再进行传输。
进一步优选的，所述云服务器(2)与车主客户端(3)、维修4S店客户端(4)、车厂客户端(5)和电池厂商客户端(6)之间组成平台应用层，平台应用层分用户角色进行权限配置，不同角色配备不同的访问权限，采用人脸识别登入系统。
本发明的新能源汽车动力电池检测及养护系统相对于现有技术具有以下有益效果：
(1)通过设置云服务器，并对接维修4S店客户端，在智能检测充电桩对电池充电过程中检测车辆故障，进而根据故障诊断表筛选出故障类型，并匹配维修4S店，便于车主快速找到针对性强的维修4S店，无需找原车厂4S店返修，节省养护时间，更加便利；
(2)根据维修4S店故障处理次数、车主服务评级和距离远近推荐维修4S店，保证维修4S店所提供信息的真实性，例如维修4S店定位错误、能处理的故障类型与实际故障类型不匹配等；
(3)由车厂客户端和电池厂商客户端上传和更新故障诊断表，保证故障诊断准确性，减少人为参与诊断，更加高效便捷；
(4)将电池性能参数反馈给对应车厂和电池厂商，便于车厂和电池厂商及时了解本厂电池性能，激发车厂和电池厂商维护平台数据的积极性；
(5)物理执行层采用双因子认证，网络交互层采用点对点加密机制平台应用层分用户角色进行权限配置，保证信息传输的安全性。
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为本发明的新能源汽车动力电池检测及养护系统的基本架构图；
图2为本发明的智能检测充电桩的基本架构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明的新能源汽车动力电池检测及养护系统，包括智能检测充电桩1、云服务器2、车主客户端3、维修4S店客户端4、车厂客户端5和电池厂商客户端6。
其中，智能检测充电桩1，对电池包充电。如图2所示，所述智能检测充电桩1包括MCU、充电单元和电池通信管理单元，其中，MCU与外部物联网传输模块进行网络信号传输；充电单元与电池正负极连接，对其进行充电；电池通信管理单元与电池BMS通过CAN总线进行通信。
具体的，所述智能检测充电桩1分充电握手、充电参数配置、充电、充电结束4个阶段采集其与电池BMS之间交互的报文以及测试数据，数据格式为JSON格式。
具体的，在充电握手阶段，采集车辆识别码、电池生产厂商名称、电池型号、整车动力蓄电池系统额定容量、整车动力蓄电池系统额定电压、电池生产日期、电池组充电次数；
在充电参数配置阶段，采集单体动力蓄电池最高允许充电电压、最高允许充电电流、动力蓄电池标称总能量、最高允许充电总电压、最高允许温度、整车动力蓄电池荷电状态SOC和整车动力蓄电池当前电池电压；
在充电阶段，采集电压需求、电流需求、充电模式、充电电压测量值、充电电流测量值、最高单体动力蓄电池电压及编号、当前荷电状态SOC、累计充电时间、最高动力蓄电池温度、最高温度检测点编号、最低动力蓄电池温度、最低温度检测点编号、单体蓄电池电压过高/过低、整车动力蓄电池荷电状态SOC过高/过低、动力蓄电池充电过电流、动力蓄电池温度过高、动力蓄电池绝缘状态、动力蓄电池输出连接器连接状态、单体电压和动力蓄电池温度；
在充电结束阶段，采集BMS中止充电原因、BMS中止充电故障原因、BMS中止充电错误原因、中止荷电状态SOC、动力蓄电池单体最低电压、动力蓄电池单体最高电压、动力蓄电池最低温度、动力蓄电池最高温度，并根据以上信息对照故障诊断表筛选出故障类型。
智能检测充电桩1，第二方面，从云服务器2获取不同车型和不同型号电池包的故障诊断表，提取充电车辆的车型、电池包型号和电池包参数信息，并根据车型、电池包型号查找对应的故障诊断表，并根据获取的电池包参数信息对照故障诊断表筛选出故障类型，并将所述车型、电池包型号和故障类型发送给云服务器2。
具体的，所述故障诊断表由车厂客户端5或电池厂商客户端6上传至云服务器2。由车厂客户端5或电池厂商客户端6上传并更新所述故障诊断表，可保证其准确性。所述故障诊断表可记录不同的电池参数的正常阈值区间以及不同参数异常所对应的故障类型，如果当前电池参数超过正常阈值区间时，判定该电池参数异常，进一步通过诊断出当前参数异常所对应的故障类型。具体的，所述故障类型包括电池充电过电流、电池温度过高、电池绝缘失效、电池输出连接器连接故障和单体电芯一致性故障等。
云服务器2，存储不同车型和不同型号电池包的故障诊断表；根据车型、电池包型号和对应的故障类型，筛选对应的维修4S店，并将其位置信息或联系方式连带故障类型推送给车主客户端3。
具体的，对于诊断出的故障，通过以下方式匹配对应的维修4S店：一种是通过维修4S店客户端4实现输入可处理的车型、电池包型号以及对应的故障类型，并存储在云服务器2。当然，如果完全依靠维修4S店自己选择输入，难免存在信息不准的问题。因此，最好是以维修4S店处理相同故障的经验，以及用户评价作为筛选依据。具体的，所述维修4S店客户端4供输入故障处理记录，并上传至云服务器2，云服务器2统计维修4S店客户端4对于不同车型和电池包型号的故障处理次数；故障处理车主通过车主客户端3对故障处理服务进行评级，并上传至云服务器2；云服务器2根据车型、电池包型号和对应的故障类型，筛选出对应的维修4S店，分别根据故障处理次数、故障处理服务评级和维修4S店与智能检测充电桩1所在位置距离的远近，对维修4S店进行排序，并根据排序结果将维修4S店，并将其位置信息或联系方式连带故障类型推送给车主客户端3。具体的，例如对于某型号电池的单体电芯一致性故障问题，可由维修4S店上传处理该型号电池的单体电芯一致性故障记录，由云服务器2进行计数，同时，车主可通过车主客户端3对具体的每次故障处理服务进行评级，并对不同维修4S店对该类故障的评级进行加权排序，作为维修4S店的筛选依据。如此，可防止维修4S店提供的信息作假，导致车主找不到对应的维修4S店，或者找到后无法处理，以及处理后车主体验差的问题。
对于采集的电池参数和故障信息，可作为车厂和电池厂商改进自身产品的重要依据，因此，本发明进一步通过智能检测充电桩1将不同车型、电池厂商和电池型号的电池的循环次数、SOC和SOH数据上传至云服务器2，车厂客户端5通过访问云服务器2获取对应车厂车型的不同电池厂商和电池型号的电池的循环次数、SOC和SOH数据，所述电池厂商客户端6通过访问云服务器2获取对应电池厂商的不同车型、电池型号的电池循环次数、SOC和SOH数据。如此，车厂可针对本厂电池的常见问题和电池性能，采取针对性的开发措施，并对电池供应商进行考评。电池厂商也能对本厂电池的常见问题和电池性能，进行针对性的研究开发。
进一步的，云服务器2存储有不同车型、电池包型号及故障类型的养护方案，维修4S店客户端4通过访问云服务器2获取所述养护方案，所述养护方案由车厂客户端5或电池厂商客户端6上传至云服务器2。如此，维修4S店可通过学习不同车型和不同型号电池的养护方案，快速学习不同电池的养护。同时，车厂或电池厂商也能将电池养护服务转移至就近的维修4S店处理，提高了响应速度，节省人力物力和时间成本，可极大激发维修4S店、车厂和电池厂商的参与积极性。
本发明的新能源汽车动力电池检测及养护系统，需要车主、充电提供商、维修4S店、车厂和电池厂商共同参与，信息的传输和访问带来的安全问题必须要提前考虑到。
具体的，如图1，智能检测充电桩1和待充电电池组成物理执行层，物理执行层采用双因子认证，对节点增加认证和访问控制，只有授权的用户才能访问相应供应节点的数据，未被授权的用户访问无法访问节点的数据。通过对节点的身份进行严格的管理和保护，对节点增加认证和访问控制，有效地保障了感知网络层的数据安全。
智能检测充电桩1和云服务器2之前通过物联网传输模块以及互联网网络进行数据交互，物联网传输模块以及互联网网络组成网络交互层，网络交互层采用点对点加密机制，对每个节点的数据进行加密，加密后再进行传输。在数据传输层中为保障数据的完整性、数据在传输过程中不被恶意篡改，采用点对点加密机制，对每个节点的数据进行加密，加密后再进行传输，有效的降低数据被攻击者解析出来的概率，保障数据在跳转过程中的完整性、安全性。
所述云服务器2与车主客户端3、维修4S店客户端4、车厂客户端5和电池厂商客户端6之间组成平台应用层，平台应用层分用户角色进行权限配置，不同角色配备不同的访问权限，采用人脸识别登入系统。应用控制层是信息物理系统决策的核心部分，所有的数据都是传到应用控制层处理的，因此，必须要对应用控制层的数据的安全性和隐私性进行保护。针对应用控制层的安全措施，主要是加强不同应用场景的身份认证，在应用控制层中，有系统管理员，高级管理员，对于系统，他们的管理权限不同，为了防止攻击者欺骗系统进而对系统采取不法的操作，采用人脸识别登入系统，不同应用场景的身份认证有效地保护系统使其不受攻击者侵害，保障应用控制层的安全。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新能源汽车动力电池检测及养护系统，其特征在于：其包括智能检测充电桩(1)、云服务器(2)、车主客户端(3)和维修4S店客户端(4)，其中，
智能检测充电桩(1)，一方面，对电池包充电；第二方面，从云服务器(2)获取不同车型和不同型号电池包的故障诊断表，提取充电车辆的车型、电池包型号和电池包参数信息，并根据车型、电池包型号查找对应的故障诊断表，并根据获取的电池包参数信息对照故障诊断表筛选出故障类型，并将所述车型、电池包型号和故障类型发送给云服务器(2)；
维修4S店客户端(4)，与云服务器(2)信号连接，供输入可处理的车型、电池包型号以及对应的故障类型并发送给云服务器(2)；
云服务器(2)，存储不同车型和不同型号电池包的故障诊断表；根据车型、电池包型号和对应的故障类型，筛选对应的维修4S店，并将其位置信息或联系方式连带故障类型推送给车主客户端(3)。
2.如权利要求1所述的新能源汽车动力电池检测及养护系统，其特征在于：所述维修4S店客户端(4)供输入故障处理记录，并上传至云服务器(2)，云服务器(2)统计维修4S店客户端(4)对于不同车型和电池包型号的故障处理次数；故障处理车主通过车主客户端(3)对故障处理服务进行评级，并上传至云服务器(2)；云服务器(2)根据车型、电池包型号和对应的故障类型，筛选出对应的维修4S店，分别根据故障处理次数、故障处理服务评级和维修4S店与智能检测充电桩(1)所在位置距离的远近，对维修4S店进行排序，并根据排序结果将维修4S店，并将其位置信息或联系方式连带故障类型推送给车主客户端(3)。
3.如权利要求1所述的新能源汽车动力电池检测及养护系统，其特征在于：所述智能检测充电桩(1)分充电握手、充电参数配置、充电、充电结束4个阶段采集其与电池BMS之间交互的报文以及测试数据，数据格式为JSON格式。
4.如权利要求3所述的新能源汽车动力电池检测及养护系统，其特征在于：在充电握手阶段，采集车辆识别码、电池生产厂商名称、电池型号、整车动力蓄电池系统额定容量、整车动力蓄电池系统额定电压、电池生产日期、电池组充电次数；在充电参数配置阶段，采集单体动力蓄电池最高允许充电电压、最高允许充电电流、动力蓄电池标称总能量、最高允许充电总电压、最高允许温度、整车动力蓄电池荷电状态SOC和整车动力蓄电池当前电池电压；在充电阶段，采集电压需求、电流需求、充电模式、充电电压测量值、充电电流测量值、最高单体动力蓄电池电压及编号、当前荷电状态SOC、累计充电时间、最高动力蓄电池温度、最高温度检测点编号、最低动力蓄电池温度、最低温度检测点编号、单体蓄电池电压过高/过低、整车动力蓄电池荷电状态SOC过高/过低、动力蓄电池充电过电流、动力蓄电池温度过高、动力蓄电池绝缘状态、动力蓄电池输出连接器连接状态、单体电压和动力蓄电池温度；在充电结束阶段，采集BMS中止充电原因、BMS中止充电故障原因、BMS中止充电错误原因、中止荷电状态SOC、动力蓄电池单体最低电压、动力蓄电池单体最高电压、动力蓄电池最低温度、动力蓄电池最高温度，并根据以上信息对照故障诊断表筛选出故障类型。
5.如权利要求3所述的新能源汽车动力电池检测及养护系统，其特征在于：还包括车厂客户端(5)和电池厂商客户端(6)，所述故障诊断表由车厂客户端(5)或电池厂商客户端(6)上传至云服务器(2)。
6.如权利要求5所述的新能源汽车动力电池检测及养护系统，其特征在于：所述智能检测充电桩(1)将不同车型、电池厂商和电池型号的电池的循环次数、SOC和SOH数据上传至云服务器(2)，车厂客户端(5)通过访问云服务器(2)获取对应车厂车型的不同电池厂商和电池型号的电池的循环次数、SOC和SOH数据，所述电池厂商客户端(6)通过访问云服务器(2)获取对应电池厂商的不同车型、电池型号的电池循环次数、SOC和SOH数据。
7.如权利要求5所述的新能源汽车动力电池检测及养护系统，其特征在于：云服务器(2)存储有不同车型、电池包型号及故障类型的养护方案，维修4S店客户端(4)通过访问云服务器(2)获取所述养护方案，所述养护方案由车厂客户端(5)或电池厂商客户端(6)上传至云服务器(2)。
8.如权利要求5所述的新能源汽车动力电池检测及养护系统，其特征在于：智能检测充电桩(1)和待充电电池组成物理执行层，物理执行层采用双因子认证，对节点增加认证和访问控制，只有授权的用户才能访问相应供应节点的数据，未被授权的用户访问无法访问节点的数据。
9.如权利要求5所述的新能源汽车动力电池检测及养护系统，其特征在于：智能检测充电桩(1)和云服务器(2)之前通过物联网传输模块以及互联网网络进行数据交互，物联网传输模块以及互联网网络组成网络交互层，网络交互层采用点对点加密机制，对每个节点的数据进行加密，加密后再进行传输。
10.如权利要求5所述的新能源汽车动力电池检测及养护系统，其特征在于：所述云服务器(2)与车主客户端(3)、维修4S店客户端(4)、车厂客户端(5)和电池厂商客户端(6)之间组成平台应用层，平台应用层分用户角色进行权限配置，不同角色配备不同的访问权限，采用人脸识别登入系统。
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