CN114872586A - 快换式电动汽车的电池包的全生命周期管理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快换式电动汽车的电池包的全生命周期管理方法及系统，快换式电动汽车的电池包的全生命周期管理方法包括以下步骤：接收站端发出的电池数据报文；解析电池数据报文从而获取对应的电池包的识别码和操作信息；基于识别码对接收到的所有的操作信息进行对应存储。本发明实现了对每个快换式电动汽车的电池包从进入换电网络到退出换电网络的全记录，具体实现了入网、换电、充电、维修、退役操作进行记录并存储，最终形成电池包的全生命周期记录。基于全生命周期记录能够实现对电池包来源可查、去向可追、节点可控的透明管理，从而有效延长电池包的使用寿命，为电池安全可控，数据可追奠定了坚实的基础。

Description

快换式电动汽车的电池包的全生命周期管理方法及系统

本发明是申请日为2019年12月31日、申请号为201911413797.7、名称为“快换式电动汽车的电池包的全生命周期管理方法及系统”的发明专利的分案申请。

技术领域

本发明涉及新能源汽车领域，特别涉及一种快换式电动汽车的电池包的全生命周期管理方法及系统。

背景技术

当前正在大力发展新能源汽车行业，快换式电动汽车的电池包作为新能源汽车三大重要组成部件之一，为整车提供动力，让用户像燃油车一样方便的使用电动车，像加油一样方便的补充能源。目前对电池包的生命周期的管控要求越来越高。如何做到电池包安全可靠、可实时追溯是所有新能源企业面临的也是必须要解决的难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中新能源企业对快换式电动汽车的电池包的生命周期缺乏有效管控，导致电池包的可追溯性及可靠性均不足的缺陷，提供一种能够实现对电池包来源可查、去向可追、节点可控的透明管理，从而有效延长电池包的使用寿命的快换式电动汽车的电池包的全生命周期管理方法及系统。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

本发明提供了一种快换式电动汽车的电池包的全生命周期管理方法，包括以下步骤：

接收站端发出的电池数据报文；

解析所述电池数据报文从而获取对应的所述电池包的识别码和操作信息；

基于所述识别码对接收到的所有的所述操作信息进行对应存储。

较佳地，所述操作信息包括：电池包注册信息、电池包换电信息、电池包充电信息、电池包维修信息以及电池包退役信息中的至少一种；

在所述电池包第一次进入换电网络时，至少基于所述电池包的识别码生成所述电池包注册信息；

在所述电池包在所述换电网络中进行换电操作时，记录对应的换电信息并生成所述电池包换电信息；

在所述电池包在所述换电网络中进行充电操作时，获取对应的充电信息并生成所述电池包充电信息；

基于所述换电信息及所述充电信息得出所述电池包的健康信息；基于所述健康信息对所述电池包的电池状态进行判断：当所述电池状态为电池故障且所述电池包进入维修流程时，生成所述电池包维修信息；当所述电池状态为待退役且所述电池包进入退役流程时，生成所述电池包退役信息。

较佳地，所述全生命周期管理方法还包括：

基于所述操作信息标识出每个所述电池包的状态信息，所述状态信息包含：正常使用状态、维修状态以及退役状态中的一种。

较佳地，所述电池包充电信息包含本次电量消耗数据和充电过程数据；

所述全生命周期管理方法还包括：

根据所述充电过程数据对所述本次电量消耗数据进行校验，从而在换电时基于所述本次电量消耗数据进行换电计费。

较佳地，所述全生命周期管理方法还包括：

基于获取到的所述电池包的所有的所述电池包换电信息得到所述电池包的流转路径信息。

较佳地，所述全生命周期管理方法还包括：

基于获取到的所述电池包的所有的所述电池包充电信息得到所述电池包的健康度信息。

较佳地，所述站端包括：用于对所述电动汽车进行电池包更换的换电站、用于对换下的电池包进行充电的充电站以及用于维修电池包的维修站。

本发明还提供了一种快换式电动汽车的电池包的全生命周期管理系统，包括：

接收模块，用于接收站端发出的电池数据报文；

解析模块，用于解析所述电池数据报文从而获取对应的所述电池包的识别码和操作信息；

存储模块，用于基于所述识别码对接收到的所有的所述操作信息进行对应存储。

较佳地，所述操作信息包括：电池包注册信息、电池包换电信息、电池包充电信息、电池包维修信息以及电池包退役信息中的至少一种；

所述全生命周期管理系统还包括：

注册信息生成模块，用于在所述电池包第一次进入换电网络时，至少基于所述电池包的识别码生成所述电池包注册信息；

换电信息生成模块，用于在所述电池包在所述换电网络中进行换电操作时，记录对应的换电信息并生成所述电池包换电信息；

充电信息生成模块，用于在所述电池包在所述换电网络中进行充电操作时，获取对应的充电信息并生成所述电池包充电信息；

健康信息生成模块，用于基于所述换电信息及所述充电信息得出所述电池包的健康信息；

判断模块，用于基于所述健康信息对所述电池包的电池状态进行判断：当所述电池状态为电池故障且所述电池包进入维修流程时，生成所述电池包维修信息；当所述电池状态为待退役且所述电池包进入退役流程时，生成所述电池包退役信息。

较佳地，所述全生命周期管理系统还包括：

状态信息生成模块，用于基于所述操作信息标识出每个所述电池包的状态信息，所述状态信息包含：正常使用状态、维修状态以及退役状态中的一种。

较佳地，所述电池包充电信息包含本次电量消耗数据和充电过程数据；

所述全生命周期管理系统还包括：

校验模块，用于根据所述充电过程数据对所述本次电量消耗数据进行校验，从而在换电时基于所述本次电量消耗数据进行换电计费。

较佳地，所述全生命周期管理系统还包括：

流转路径信息生成模块，用于基于获取到的所述电池包的所有的所述电池包换电信息得到所述电池包的流转路径信息。

较佳地，所述全生命周期管理系统还包括：

健康度信息生成模块，用于基于获取到的所述电池包的所有的所述电池包充电信息得到所述电池包的健康度信息。

较佳地，所述站端包括：用于对所述电动汽车进行电池包更换的换电站、用于对换下的电池包进行充电的充电站以及用于维修电池包的维修站。

本发明的积极进步效果在于：

本发明实现了对每个快换式电动汽车的电池包从进入换电网络到退出换电网络的全记录，具体实现了入网、换电、充电、维修、退役操作进行记录并存储，最终形成电池包的全生命周期记录。基于全生命周期记录能够实现对电池包来源可查、去向可追、节点可控的透明管理，从而有效延长电池包的使用寿命，为电池安全可控，数据可追奠定了坚实的基础。

附图说明

图1为本发明实施例1的快换式电动汽车的电池包的全生命周期管理方法的流程图。

图2为本发明实施例2的快换式电动汽车的电池包的全生命周期管理方法的流程图。

图3为本发明实施例3的快换式电动汽车的电池包的全生命周期管理方法的流程图。

图4为本发明实施例4的快换式电动汽车的电池包的全生命周期管理系统的模块示意图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

如图1所示，本实施例提供了一种快换式电动汽车的电池包的全生命周期管理方法，包括以下步骤：

步骤S101、接收站端发出的电池数据报文。

步骤S102、解析电池数据报文从而获取对应的电池包的识别码和操作信息。

其中，操作信息包括：电池包注册信息、电池包换电信息、电池包充电信息、电池包维修信息以及电池包退役信息中的至少一种；

在电池包第一次进入换电网络时，至少基于电池包的识别码生成电池包注册信息。其中，电池包第一次进入换电网络包括从电池供应商采购电池包进入换电网络和营运车辆携带电池包进入换电网络。

在电池包在换电网络中进行换电操作时，记录对应的换电信息并生成电池包换电信息。

在电池包在换电网络中进行充电操作时，获取对应的充电信息并生成电池包充电信息。

基于换电信息及充电信息得出电池包的健康信息；基于健康信息对电池包的电池状态进行判断：当电池状态为电池故障且电池包进入维修流程时，生成电池包维修信息；当电池状态为待退役且电池包进入退役流程时，生成电池包退役信息。

步骤S103、基于识别码对接收到的所有的操作信息进行对应存储。

步骤S104、基于操作信息标识出每个电池包的状态信息，状态信息包含：正常使用状态、维修状态以及退役状态中的一种。

步骤S105、基于获取到的电池包的所有的电池包充电信息得到电池包的健康度信息。在该步骤中，健康度信息的具体获取过程如下：

首先，根据历史充电数据中不同电池型号的电池在不同行驶里程段下的充电过程的SOC(State ofcharge，荷电状态)数据构建一个SOC表。这里，将充电周期平均划分为多个单位充电周期；具体的，可以将整个充电过程划分为250个小的周期，每个单位充电周期占据0.4个百分点；在充电过程中，基于积分电量算法分别计算得到与每个单位充电周期对应的单位SOC数据，也就是说，SOC数据为单个电池在单个充电周期下的SOC数据。

进一步，获取目标充电电池的电池型号信息、以及目标充电电池在一充电时间段内的当前充电数据，当前充电数据包括充电时间段内的当前充入电量和当前SOC数据。这里，当前SOC数据包括充电开始SOC和充电结束SOC。

进一步，根据电池型号信息从SOC表中获取与目标充电电池对应的目标SOC数据，并根据目标SOC数据对当前SOC数据进行修正。具体为：从目标SOC数据中提取与充电开始SOC对应的单位SOC数据和与充电结束SOC对应的单位SOC数据之间的目标单位SOC数据，然后根据目标单位SOC数据对充电开始SOC和充电结束SOC的差值进行修正。

最后，根据修正后的当前充电数据计算目标充电电池的当前SOH(State ofHealth，健康状态)。SOH的计算公式为：

(SOC_E-SOC_S)_X＝(SOC_E-SOC_n-1)+(SOC_n-1-SOC_n-2)+…+(SOC₁-SOC_S)；

其中，SOH_d为当前SOH，Q_充为当前充入电量，SOC_E为充电结束SOC，SOC_S为充电开始SOC，(SOC_E-SOC_S)_X为修正后的当前SOC数据，Q_额为一已知额定电量，n为充电时间段内包含的单位充电周期的个数，SOC_n-1为根据SOC表查询得到的目标充电电池在充电开始到充电结束的第n个单位充电周期对应的SOC。

本实施例中，站端包括：用于对电动汽车进行电池包更换的换电站、用于对换下的电池包进行充电的充电站以及用于维修电池包的维修站。

本实施例实现了对每个快换式电动汽车的电池包从进入换电网络到退出换电网络的全记录，具体实现了入网、换电、充电、维修、退役操作进行记录并存储，最终形成电池包的全生命周期记录。基于全生命周期记录能够实现对电池包来源可查、去向可追、节点可控的透明管理，从而有效延长电池包的使用寿命，为电池安全可控，数据可追奠定了坚实的基础。

实施例2

本实施例为在实施例1的基础上的进一步改进，电池包充电信息包含本次电量消耗数据和充电过程数据。如图2所示，全生命周期管理方法还包括：

步骤S201、根据充电过程数据对本次电量消耗数据进行校验，从而在换电时基于本次电量消耗数据进行换电计费。在该步骤中，进行电量消耗数据的校验过程如下：

首先，获取电池包整个充电过程中上报的多个充电过程数据，每个充电过程数据包括时间参数和电力参数。

进一步，根据相邻的两个充电过程数据计算每个中间充电总量，然后根据所有的中间充电总量计算出充电总量。每个中间充电量的计算过程为：根据相邻的充电过程数据中的时间参数获取中间充电时长，并根据相邻的充电过程数据中的直流输出电压获取平均直流输出电压，还根据相邻的充电过程数据中的直流输出电流获取平均直流输出电流；最后，根据中间充电时长、平均直流输出电压以及平均直流输出电流通过积分获取中间充电总量。

最后，根据计算出的充电总量对本次电量消耗数据进行校验。这里，本次电量消耗数据是指充电机上报的该电池包充电的总量。

本实施例对电池包的生命周期的管理进一步还包括了基于存储的充电过程数据对本次电量消耗数据进行校验，以本次电量消耗数据作为换电计费的依据。

实施例3

本实施例为在实施例2的基础上的进一步改进，如图3所示，全生命周期管理方法还包括：

步骤S301、基于获取到的电池包的所有的电池包换电信息得到电池包的流转路径信息。

本实施例对电池包的生命周期的管理进一步还包括了电池包在换电网络的多个换电站、充电站、维修站之间流转时的全记录，也就是流转路径信息。根据该流转路径信息能够进一步实现了对该电池包来源可查、去向可追、节点可控的透明管理，为电池安全可控，数据可追奠定了坚实的基础。

实施例4

如图4所示，本实施例提供了一种快换式电动汽车的电池包的全生命周期管理系统，包括：接收模块1、解析模块2、存储模块3、注册信息生成模块4、换电信息生成模块5、充电信息生成模块6、健康信息生成模块7、判断模块8、状态信息生成模块9、校验模块10、流转路径信息生成模块11和健康度信息生成模块12。

其中，接收模块1用于接收站端发出的电池数据报文。站端包括：用于对电动汽车进行电池包更换的换电站、用于对换下的电池包进行充电的充电站以及用于维修电池包的维修站。

解析模块2用于解析电池数据报文从而获取对应的电池包的识别码和操作信息；操作信息包括：电池包注册信息、电池包换电信息、电池包充电信息、电池包维修信息以及电池包退役信息中的至少一种。

存储模块3用于基于识别码对接收到的所有的操作信息进行对应存储。

注册信息生成模块4用于在电池包第一次进入换电网络时，至少基于电池包的识别码生成电池包注册信息。

换电信息生成模块5用于在电池包在换电网络中进行换电操作时，记录对应的换电信息并生成电池包换电信息。

充电信息生成模块6用于在电池包在换电网络中进行充电操作时，获取对应的充电信息并生成电池包充电信息。电池包充电信息包含本次电量消耗数据和充电过程数据。

健康信息生成模块7用于基于换电信息及充电信息得出电池包的健康信息。

判断模块8用于基于健康信息对电池包的电池状态进行判断：当电池状态为电池故障且电池包进入维修流程时，生成电池包维修信息；当电池状态为待退役且电池包进入退役流程时，生成电池包退役信息。

状态信息生成模块9用于基于操作信息标识出每个电池包的状态信息，状态信息包含：正常使用状态、维修状态以及退役状态中的一种。

校验模块10用于根据充电过程数据对本次电量消耗数据进行校验，从而在换电时基于本次电量消耗数据进行换电计费。这里，进行电量消耗数据的校验过程如下：

首先，获取电池包整个充电过程中上报的多个充电过程数据，每个充电过程数据包括时间参数和电力参数。

进一步，根据相邻的两个充电过程数据计算每个中间充电总量，然后根据所有的中间充电总量计算出充电总量。每个中间充电量的计算过程为：根据相邻的充电过程数据中的时间参数获取中间充电时长，并根据相邻的充电过程数据中的直流输出电压获取平均直流输出电压，还根据相邻的充电过程数据中的直流输出电流获取平均直流输出电流；最后，根据中间充电时长、平均直流输出电压以及平均直流输出电流通过积分获取中间充电总量。

最后，根据计算出的充电总量对本次电量消耗数据进行校验。这里，本次电量消耗数据是指充电机上报的该电池包充电的总量。

流转路径信息生成模块11用于基于获取到的电池包的所有的电池包换电信息得到电池包的流转路径信息。

健康度信息生成模块12用于基于获取到的电池包的所有的电池包充电信息得到电池包的健康度信息。这里，健康度信息的具体获取过程如下：

首先，根据历史充电数据中不同电池型号的电池在不同行驶里程段下的充电过程的SOC数据构建一个SOC表。这里，将充电周期平均划分为多个单位充电周期；具体的，可以将整个充电过程划分为250个小的周期，每个单位充电周期占据0.4个百分点；在充电过程中，基于积分电量算法分别计算得到与每个单位充电周期对应的单位SOC数据，也就是说，SOC数据为单个电池在单个充电周期下的SOC数据。

进一步，获取目标充电电池的电池型号信息、以及目标充电电池在一充电时间段内的当前充电数据，当前充电数据包括充电时间段内的当前充入电量和当前SOC数据。这里，当前SOC数据包括充电开始SOC和充电结束SOC。

进一步，根据电池型号信息从SOC表中获取与目标充电电池对应的目标SOC数据，并根据目标SOC数据对当前SOC数据进行修正。具体为：从目标SOC数据中提取与充电开始SOC对应的单位SOC数据和与充电结束SOC对应的单位SOC数据之间的目标单位SOC数据，然后根据目标单位SOC数据对充电开始SOC和充电结束SOC的差值进行修正。

最后，根据修正后的当前充电数据计算目标充电电池的当前SOH。SOH的计算公式为：

(SOC_E-SOC_S)_X＝(SOC_E-SOC_n-1)+(SOC_n-1-SOC_n-2)+…+(SOC₁-SOC_S)；

其中，SOH_d为当前SOH，Q_充为当前充入电量，SOC_E为充电结束SOC，SOC_S为充电开始SOC，(SOC_E-SOC_S)_X为修正后的当前SOC数据，Q_额为一已知额定电量，n为充电时间段内包含的单位充电周期的个数，SOC_n-1为根据SOC表查询得到的目标充电电池在充电开始到充电结束的第n个单位充电周期对应的SOC。

本实施例实现了对每个快换式电动汽车的电池包从进入换电网络到退出换电网络的全记录，具体实现了入网、换电、充电、维修、退役操作进行记录并存储，最终形成电池包的全生命周期记录。基于全生命周期记录能够实现对电池包来源可查、去向可追、节点可控的透明管理，从而有效延长电池包的使用寿命，为电池安全可控，数据可追奠定了坚实的基础。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种快换式电动汽车的电池包的全生命周期管理方法，其特征在于，包括以下步骤：

接收站端发出的电池数据报文；

解析所述电池数据报文从而获取对应的所述电池包的识别码和操作信息；

基于所述识别码对接收到的所有的所述操作信息进行对应存储；

所述全生命周期管理方法还包括：

基于所述操作信息标识出每个所述电池包的状态信息，所述状态信息包含：正常使用状态、维修状态以及退役状态中的一种。

2.如权利要求1所述的快换式电动汽车的电池包的全生命周期管理方法，其特征在于，所述操作信息包括：电池包注册信息、电池包换电信息、电池包充电信息、电池包维修信息以及电池包退役信息中的至少一种；

在所述电池包第一次进入换电网络时，至少基于所述电池包的识别码生成所述电池包注册信息；

在所述电池包在所述换电网络中进行换电操作时，记录对应的换电信息并生成所述电池包换电信息；

在所述电池包在所述换电网络中进行充电操作时，获取对应的充电信息并生成所述电池包充电信息；

基于所述换电信息及所述充电信息得出所述电池包的健康信息；基于所述健康信息对所述电池包的电池状态进行判断：当所述电池状态为电池故障且所述电池包进入维修流程时，生成所述电池包维修信息；当所述电池状态为待退役且所述电池包进入退役流程时，生成所述电池包退役信息。

3.如权利要求2所述的快换式电动汽车的电池包的全生命周期管理方法，其特征在于，

所述电池包充电信息包含本次电量消耗数据和充电过程数据；

所述全生命周期管理方法还包括：

根据所述充电过程数据对所述本次电量消耗数据进行校验，从而在换电时基于所述本次电量消耗数据进行换电计费。

4.如权利要求2所述的快换式电动汽车的电池包的全生命周期管理方法，其特征在于，所述全生命周期管理方法还包括：

基于获取到的所述电池包的所有的所述电池包换电信息得到所述电池包的流转路径信息。

5.如权利要求2所述的快换式电动汽车的电池包的全生命周期管理方法，其特征在于，所述全生命周期管理方法还包括：

基于获取到的所述电池包的所有的所述电池包充电信息得到所述电池包的健康度信息。

6.如权利要求2所述的快换式电动汽车的电池包的全生命周期管理方法，其特征在于，所述站端包括：用于对所述电动汽车进行电池包更换的换电站、用于对换下的电池包进行充电的充电站以及用于维修电池包的维修站。

7.一种快换式电动汽车的电池包的全生命周期管理系统，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收站端发出的电池数据报文；

解析模块，用于解析所述电池数据报文从而获取对应的所述电池包的识别码和操作信息；

存储模块，用于基于所述识别码对接收到的所有的所述操作信息进行对应存储；

状态信息标识模块，用于基于所述操作信息标识出每个所述电池包的状态信息，所述状态信息包含：正常使用状态、维修状态以及退役状态中的一种。

8.如权利要求7所述的快换式电动汽车的电池包的全生命周期管理系统，其特征在于，所述操作信息包括：电池包注册信息、电池包换电信息、电池包充电信息、电池包维修信息以及电池包退役信息中的至少一种；

所述全生命周期管理系统还包括：

注册信息生成模块，用于在所述电池包第一次进入换电网络时，至少基于所述电池包的识别码生成所述电池包注册信息；

换电信息生成模块，用于在所述电池包在所述换电网络中进行换电操作时，记录对应的换电信息并生成所述电池包换电信息；

充电信息生成模块，用于在所述电池包在所述换电网络中进行充电操作时，获取对应的充电信息并生成所述电池包充电信息；

健康信息生成模块，用于基于所述换电信息及所述充电信息得出所述电池包的健康信息；

判断模块，用于基于所述健康信息对所述电池包的电池状态进行判断：当所述电池状态为电池故障且所述电池包进入维修流程时，生成所述电池包维修信息；当所述电池状态为待退役且所述电池包进入退役流程时，生成所述电池包退役信息。

9.如权利要求8所述的快换式电动汽车的电池包的全生命周期管理系统，其特征在于，

所述电池包充电信息包含本次电量消耗数据和充电过程数据；

所述全生命周期管理系统还包括：

校验模块，用于根据所述充电过程数据对所述本次电量消耗数据进行校验，从而在换电时基于所述本次电量消耗数据进行换电计费。

10.如权利要求8所述的快换式电动汽车的电池包的全生命周期管理系统，其特征在于，所述全生命周期管理系统还包括：

流转路径信息生成模块，用于基于获取到的所述电池包的所有的所述电池包换电信息得到所述电池包的流转路径信息。

11.如权利要求8所述的快换式电动汽车的电池包的全生命周期管理系统，其特征在于，所述全生命周期管理系统还包括：

健康度信息生成模块，用于基于获取到的所述电池包的所有的所述电池包充电信息得到所述电池包的健康度信息。

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