CN113808296A - 低速锂电池实时监控方法及大数据平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低速锂电池实时监控方法及大数据平台，所述方法包括：分别与锂电池和换电柜建立通讯连接；获取对锂电池实时监测的锂电池数据；获取对换电柜实时监测的换电柜数据；处理分析锂电池数据和换电柜数据，并向用户反馈分析结果。本发明提供的低速锂电池实时监控方法及大数据平台，对锂电池的整个使用过程进行实时监控，实现锂电池全方位的监控管理，提高锂电池使用的安全性。

Description

低速锂电池实时监控方法及大数据平台

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，具体地说，涉及一种低速锂电池实时监控方法及大数据平台。

背景技术

锂电池是现在使用较广泛的电池类型，而锂电池使用过程中最重要的便是其安全性。在电动车中使用的锂电池，通常会增加保护板对锂电池进行保护，但是保护板并不能起到监控的作用，即使锂电池存在安全隐患，使用者也不知道。因此，锂电池只有放入换电柜后，然后通过485通讯模块才能将电池信息通过柜子上报，而离开换电柜后，使用者和电池运营商便无法得知锂电池的信息，这样导致锂电池的整个使用流程存在安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低速锂电池实时监控方法及大数据平台，对锂电池的整个使用过程进行实时监控，实现锂电池全方位的监控管理，提高锂电池使用的安全性。

本发明公开的低速锂电池实时监控方法及大数据平台所采用的技术方案是:

一种低速锂电池实时监控方法，所述方法包括：分别与锂电池和换电柜建立通讯连接；获取对锂电池实时监测的锂电池数据；获取对换电柜实时监测的换电柜数据；处理分析锂电池数据和换电柜数据，并向用户反馈分析结果。

作为优选方案，所述分别与锂电池和换电柜建立通讯连接的步骤之前，所述方法还包括：对需要与终端服务器建立通讯连接的锂电池和换电柜进行鉴权判断。

作为优选方案，所述获取对锂电池实时监测的锂电池数据的步骤具体包括：分别获取锂电池在工作状态、存储状态和休眠状态下的锂电池数据，且获取锂电池数据的频率按照工作状态、存储状态和休眠状态依次降低。

作为优选方案，所述工作状态包括移动状态和静止状态，所述获取锂电池在工作状态下的锂电池数据的步骤具体包括：以第一频率获取锂电池在移动状态下的锂电池数据，以第二频率获取锂电池在静止状态下的锂电池数据，所述第一频率大于第二频率。

作为优选方案，所述获取锂电池在工作状态下的锂电池数据的步骤具体还包括：本次获取的锂电池数据较上次获取的锂电池数据，包括至少一项发生变化的数据。

作为优选方案，所述获取对换电柜实时监测的换电柜数据的步骤具体包括：以第三频率获取换电柜数据的部分数据，以第四频率获取换电柜数据的全部数据，所述第三频率大于第四频率。

作为优选方案，所述以第三频率获取换电柜数据的部分数据的步骤具体包括：本次获取的换电柜数据较上次获取的换电柜数据，包括至少一项发生变化的数据。

作为优选方案，所述获取对换电柜实时监测的换电柜数据的步骤具体包括：在换电柜收到控制信息并执行后，获取换电柜对应产生的增量信息。

本方案还提供了一种大数据平台，包括终端服务器、换电柜和锂电池单元，所述换电柜和锂电池单元分别与终端服务器通讯连接，所述换电柜用于将实时监测的换电柜数据传输至终端服务器，所述锂电池单元用于将实时监测的锂电池数据传输至终端服务器，所述终端服务器用于处理分析锂电池数据和换电柜数据，并向用户反馈分析结果。

作为优选方案，所述锂电池单元包括锂电池、保护板、控制模块和通信模块，所述锂电池、保护板、控制模块和通信模块依次电连接，所述保护板用于实时监测锂电池的锂电池数据，所述保护板将锂电池数据输出至控制模块，所述控制模块通过通信模块将锂电池数据传输至终端服务器。

本发明公开的低速锂电池实时监控方法及大数据平台的有益效果是：分别与锂电池和换电柜建立通讯连接，从而构建一个用于锂电池整个使用过程的监控系统。然后获取对锂电池实时监测的锂电池数据，获取对换电柜实时监测的换电柜数据，从而得到锂电池整个使用过程的全部数据。最后处理分析锂电池数据和换电柜数据，得到分析结果并向用户进行反馈，实现对锂电池的整个使用过程进行实时监控，实现锂电池全方位的监控管理，提高锂电池使用的安全性。

附图说明

图1是本发明低速锂电池实时监控方法的流程示意图。

图2是本发明低速锂电池实时监控方法的另一实施例流程示意图。

图3是本发明低速锂电池实时监控方法的另一实施例流程示意图。

图4是本发明低速锂电池实时监控方法的另一实施例流程示意图。

图5是本发明大数据平台的结构示意图。

图6是本发明大数据平台的锂电池单元的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和说明书附图对本发明做进一步阐述和说明:

请参考图1，低速锂电池实时监控方法包括：

步骤S100：分别与锂电池和换电柜建立通讯连接；

本实施例中所指的低速锂电池，通常是指应用于低速行驶的电动设备，例如电动车。锂电池的使用过程中，通常是放置于电动车上，而锂电池在电量将要耗尽时，可以将锂电池通过换电柜进行换电操作，此时锂电池便放置于换电柜中。而锂电池在换电柜中充满电后，可以再次通过换电柜进行换电操作后，重新放置于电动车上使用。因此，锂电池的整个使用过程中，可以分为放置于电动车上和放置于换电柜中两部分。而本实施例中的监测方法，就是通过分别与放置于电动车上的锂电池和换电柜建立通讯连接，从而构建用于锂电池整个使用过程的监控系统。

步骤S200：获取对锂电池实时监测的锂电池数据；

锂电池在使用的过程中，会使用保护板对其进行保护，而保护板能够对锂电池的信息进行采集，但是保护板所采集的信息通常是用于锂电池的充放电保护，而用这些信息去判断锂电池的安全性，是不全面的，并且使用者基本上也无法了解到保护板所采集的信息。因此，本实施例中，通过保护板对锂电池进行实时监测，并且将监测到的锂电池数据进行上传。其中，锂电池数据包括但不限于：电量信息、电流信息、温度信息、运动速度信息、定位信息和锂电池单芯电压信息。

步骤S300：获取对换电柜实时监测的换电柜数据；

换电柜用于锂电池进行换电操作，当锂电池放入换电柜后，通过通讯模块将锂电池的信息输出至换电柜，然后通过换电柜的柜控程序实现锂电池的换电业务，在完成换电操作后，换电柜对换进来的锂电池进行存储并充电。换电柜相当于锂电池的存储柜和充电柜，本实施例中，对换电柜进行实时监测，并且将监测到的换电柜数据进行上传。其中，换电柜数据包括但不限于：总电流信息、锂电池信息和柜门信息。

步骤S400：处理分析锂电池数据和换电柜数据，并向用户反馈分析结果。

由步骤S200和S300可知，锂电池数据包括了锂电池在使用过程中的各种数据，而换电柜数据则包括了锂电池在存储和充电中的各种数据。本实施例中，实时的获取锂电池数据和换电柜数据，可以对锂电池有一个完整的和全面的监控。并通过对锂电池数据和换电柜数据进行分析，从而判断锂电池是否处于安全状态，或者是否存在安全风险，然后将分析结果反馈至锂电池使用者或者换电柜运营商。具体的，分析结果至少包括以下：1、实时查看电池的电压、电流等数据，实现电池健康数据实时在线化。2、实时上报定位数据，提供行踪路线，方便及时追回被盗电池，行程记录在线可视化。3、具备故障查询、可以对电芯做均衡、过充、过放、过流、过压、过温等电池异常提醒功能，保证电池安全。4、当发现锂电池被盗时，可通过终端服务器远程把电池充电和放电功能禁止，这样电池将不能正常使用。当锂电池找回后，远程把电池充电和放电功能允许，电池将恢复正常，充电放电更安全。5、用户支付、流水、租赁、换电订单信息在线化。

本实施例通过上述方法，分别与锂电池和换电柜建立通讯连接，从而构建一个用于锂电池整个使用过程的监控系统。然后获取对锂电池实时监测的锂电池数据，获取对换电柜实时监测的换电柜数据，从而得到锂电池整个使用过程的全部数据。最后处理分析锂电池数据和换电柜数据，得到分析结果并向用户进行反馈，实现对锂电池的整个使用过程进行实时监控，实现锂电池全方位的监控管理，提高锂电池使用的安全性。

请参考图2，在另一实施方式中，在步骤S100之前，所述方法还包括：

步骤S110：对需要与终端服务器建立通讯连接的锂电池和换电柜进行鉴权判断。

本实施例是对锂电池的使用过程中进行全面的监控，因此需要保证锂电池数据和换电柜数据的来源是已知的，也就是说能够与终端服务器建立通讯连接的锂电池和换电柜都是经过认证的，这样一来，无论锂电池放置于任何一辆电动车或任何一台换电柜中，都能实现对锂电池的实时监控，从而保证锂电池的安全性。因此，任何的锂电池和换电柜与终端服务器建立通讯连接前，需要进行鉴权判断，通过认证的锂电池和换电柜才可以将锂电池数据和换电柜数据上传至终端服务器。具体的，可每个锂电池内部安装一个GPS远程模块，不可拆卸调换，隐蔽性强。而每个GPS远程模块都有唯一的编号与终端服务器建立连接，因此能实现锂电池放在任何一辆电动车或任何一台换电柜中，都能实现对锂电池的实时监控，从而保证锂电池的安全性。

步骤S100具体包括：

步骤S120：锂电池和换电柜分别与终端服务器通过TCP/IP协议建立无线通信连接。

具体的，锂电池和换电柜需要与终端服务器建立通讯连接时，锂电池和换电柜分别进行链路请求，在鉴权通过后允许接入终端服务器。锂电池和换电柜在连接建立后分别进行定时数据上报，或者故障/告警即时上报。如果锂电池和换电柜连续10个包发送失败或者连续10分钟无法与终端服务器建立连接，则锂电池或换电柜判断为请求连接失败，然后重新发起连接。

步骤S200具体包括：

步骤S210：分别获取锂电池在工作状态、存储状态和休眠状态下的锂电池数据，且获取锂电池数据的频率按照工作状态、存储状态和休眠状态依次降低。

锂电池放置于电动车上时，至少包括工作状态、存储状态和休眠状态三种状态。通常来说工作状态指的是锂电池正在充电或者放电；存储状态指的是锂电池在静止或移动状态下，持续一段时间内未有充电或放电行为，例如一个小时内，锂电池未有充电或放电行为，则进入存储状态；休眠状态指的是锂电池电压已低至休眠电压，电池处于保护。可以理解的是，锂电池工作状态下的产生的监测数据大于其存储状态下产生的监测数据，而存储状态下产生的监测数据又大于休眠状态下产生的监测数据。因此，锂电池在上传锂电池数据的时候，其上传的频率按照工作状态、存储状态和休眠状态依次降低，不仅可以减少传输的数据量，还可以节省监测所用的耗电量。

具体的，本实施例中，锂电池在工作状态下与终端服务器保持长连接，实时对锂电池数据进行上报。锂电池在存储状态下与终端服务器进行定期连接，定期重新与终端服务器建立连接。锂电池在休眠状态下与终端服务器断开连接，停止上报数据。

请参考图3，所述工作状态包括移动状态和静止状态，步骤S210具体包括：

步骤S220：以第一频率获取锂电池在移动状态下的锂电池数据，以第二频率获取锂电池在静止状态下的锂电池数据，所述第一频率大于第二频率。

锂电池移动状态下的产生的监测数据大于其静止状态下产生的监测数据，因此锂电池在上传锂电池数据的时候，第一频率大于第二频率，不仅可以减少传输的数据量，还可以节省监测所用的耗电量。具体的，本实施例中，锂电池在移动状态下，锂电池按照一定间隔周期进行锂电池数据上报，上传的间隔周期可配置，默认为30秒。锂电池在静止状态下，锂电池按照一定间隔周期进行锂电池数据上报，上传的间隔周期可配置，默认为2分钟。

步骤S220之后还包括：

步骤S230：本次获取的锂电池数据较上次获取的锂电池数据，包括至少一项发生变化的数据。

本实施例中，锂电池数据包括但不限于：电量信息、电流信息、温度信息、运动速度信息、定位信息和锂电池单芯电压信息。也就是说锂电池数据其实是包括了多项数据。而在一个锂电池数据上传的间隔周期内，锂电池数据中的部分数据将会发生变化，例如温度信息，锂电池数据中的部分数据将不会发生变化，例如定位信息。因此，本实施例中，本次获取的锂电池数据相比上次获取的锂电池数据，必须包含发生改变的数据，例如，上次上传的锂电池数据包括电量信息、电流信息和温度信息，在一个间隔周期内，电量信息发生了明显改变，例如电量有所增加，而电流信息和温度信息基本维持不变。那么，本次上传的锂电池数据必须包括电量信息，至于电流信息和温度信息可以选择上传，也可以选择不上传，具体的，可以是根据该项数据的重要程度进行选择，也可以是在多个间隔周期内只上传一次。锂电池在进行数据上传时，必须上传发生改变的数据，而选择性的上传基本不变的数据，可以减少数据量和降低耗电量，同时更精确有效的获取锂电池数据。

步骤S300具体包括：

步骤S310：以第三频率获取换电柜数据的部分数据，以第四频率获取换电柜数据的全部数据，所述第三频率大于第四频率。

换电柜是用于锂电池的存储和充电，因此换电柜数据包括锂电池管理和锂电池充电两部分的数据，而换电柜并不需要每次都将全部的换电柜数据进行上传。所以换电柜数据的部分数据主要是与锂电池充电的相关数据，例如总电流，而换电柜数据的全部数据则是包括了锂电池管理和锂电池充电两部分的数据。第三频率大于第四频率，不仅可以减少传输的数据量，还可以节省监测所用的耗电量，且在传输换电柜数据的全部数据时，并不会同时传输换电柜数据的部分数据。具体的，本实施例中，换电柜在上电后一直与终端服务器保持长连接，并按照一定间隔周期进行换电柜数据上报，上传的间隔周期可配置，换电柜数据的部分数据上传的频率默认为30秒，换电柜数据的全部数据上传的频率默认为20分钟。

步骤S310之后还包括：

步骤S320：本次获取的换电柜数据较上次获取的换电柜数据，包括至少一项发生变化的数据。

本实施例中，换电柜数据包括但不限于：总电流信息、锂电池信息和柜门信息。同样的，换电柜数据也是包括了多项数据。而在一个换电柜数据上传的间隔周期内，换电柜数据中的部分数据将会发生变化，例如总电流信息，换电柜数据中的部分数据将不会发生变化，例如柜门信息。因此，本实施例中，本次获取的换电柜数据相比上次获取的换电柜数据，必须包含发生改变的数据，例如，上次上传的锂电池数据包括总电流信息和柜门信息，在一个间隔周期内，总电流信息发生了明显改变，例如总电流信息有所增加，而柜门信息不变。那么，本次上传的换电柜数据必须包括总电流信息，至于柜门信息可以选择上传，也可以选择不上传，具体的，可以是根据该项数据的重要程度进行选择，也可以是在多个间隔周期内只上传一次。换电柜在进行数据上传时，必须上传发生改变的数据，而选择性的上传基本不变的数据，可以减少数据量和降低耗电量，同时更精确有效的获取锂电池数据。

请参考图4，步骤S300具体还包括：

步骤S330：在换电柜收到控制信息并执行后，获取换电柜对应产生的增量信息。

换电柜用于锂电池进行换电，因此需要有对应的一些操作从而完成锂电池的换电。在换电的过程中，换电柜可以是收到来自终端服务器或客户端APP发出的远程控制信息，也可以是使用者在换电柜上直接操作产生的控制信息，而换电柜在执行远程控制信息或控制信息后完成对应的换电操作，从而完成锂电池换电。换电柜在换电过程中一定会有新数据产生，而新数据则为增量信息，例如换电柜收到并执行完打开3号柜门的命令后，则必须马上上传3号柜门的开闭状态。换电柜在上传增量信息后，可以得到控制信息的执行状态，从而完成对锂电池进行有效的管理。

请参考图5，本发明还提供一种大数据平台，大数据平台包括终端服务器、换电柜和锂电池单元，所述换电柜和锂电池单元分别与终端服务器通讯连接，所述换电柜用于将实时监测的换电柜数据传输至终端服务器，所述锂电池单元用于将实时监测的锂电池数据传输至终端服务器，所述终端服务器用于处理分析锂电池数据和换电柜数据，并向用户反馈分析结果。大数据平台用于上述低速锂电池实时监控方法的实施。

请参考图6，锂电池单元包括锂电池、保护板、控制模块和通信模块，所述锂电池、保护板、控制模块和通信模块依次电连接，所述保护板用于监测锂电池的锂电池数据，所述保护板将锂电池数据输出至控制模块，所述控制模块通过通信模块将锂电池数据传输至终端服务器。具体的，可每个锂电池内部安装一个GPS远程模块，不可拆卸调换，隐蔽性强。也可以将实时监测所需要用到的功能模块集成到保护板上。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种低速锂电池实时监控方法，其特征在于，所述方法包括：

分别与锂电池和换电柜建立通讯连接；

获取对锂电池实时监测的锂电池数据；

获取对换电柜实时监测的换电柜数据；

处理分析锂电池数据和换电柜数据，并向用户反馈分析结果。

2.如权利要求1所述的低速锂电池实时监控方法，其特征在于，所述分别与锂电池和换电柜建立通讯连接的步骤之前，所述方法还包括：

对需要与终端服务器建立通讯连接的锂电池和换电柜进行鉴权判断。

3.如权利要求1所述的低速锂电池实时监控方法，其特征在于，所述获取对锂电池实时监测的锂电池数据的步骤具体包括：

分别获取锂电池在工作状态、存储状态和休眠状态下的锂电池数据，且获取锂电池数据的频率按照工作状态、存储状态和休眠状态依次降低。

4.如权利要求3所述的低速锂电池实时监控方法，其特征在于，所述工作状态包括移动状态和静止状态，所述获取锂电池在工作状态下的锂电池数据的步骤具体包括：

以第一频率获取锂电池在移动状态下的锂电池数据，以第二频率获取锂电池在静止状态下的锂电池数据，所述第一频率大于第二频率。

5.如权利要求4所述的低速锂电池实时监控方法，其特征在于，所述获取锂电池在工作状态下的锂电池数据的步骤具体还包括：

本次获取的锂电池数据较上次获取的锂电池数据，包括至少一项发生变化的数据。

6.如权利要求1所述的低速锂电池实时监控方法，其特征在于，所述获取对换电柜实时监测的换电柜数据的步骤具体包括：

以第三频率获取换电柜数据的部分数据，以第四频率获取换电柜数据的全部数据，所述第三频率大于第四频率。

7.如权利要求6所述的低速锂电池实时监控方法，其特征在于，所述以第三频率获取换电柜数据的部分数据的步骤具体包括：

本次获取的换电柜数据较上次获取的换电柜数据，包括至少一项发生变化的数据。

8.如权利要求1所述的低速锂电池实时监控方法，其特征在于，所述获取对换电柜实时监测的换电柜数据的步骤具体包括：

在换电柜收到控制信息并执行后，获取换电柜对应产生的增量信息。

9.一种大数据平台，其特征在于，包括终端服务器、换电柜和锂电池单元，所述换电柜和锂电池单元分别与终端服务器通讯连接，所述换电柜用于将实时监测的换电柜数据传输至终端服务器，所述锂电池单元用于将实时监测的锂电池数据传输至终端服务器，所述终端服务器用于处理分析锂电池数据和换电柜数据，并向用户反馈分析结果。

10.如权利要求9所述的大数据平台，其特征在于，所述锂电池单元包括锂电池、保护板、控制模块和通信模块，所述锂电池、保护板、控制模块和通信模块依次电连接，所述保护板用于实时监测锂电池的锂电池数据，所述保护板将锂电池数据输出至控制模块，所述控制模块通过通信模块将锂电池数据传输至终端服务器。

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