CN114932842B - 基于数据分析的电动汽车电池管理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于数据分析的电动汽车电池管理系统及方法，包括电池采集模块、车辆信息采集模块、行驶环境采集模块、数据接收模块、数据处理模块、总控模块与信息发送模块；所述电池采集模块用于采集电动汽车的电池信息，所述电池信息包括电池标准电量信息、满电电量信息、剩余电量信息、电池温度信息与电池使用年限信息；所述车辆信息采集模块用于采集车辆信息，车辆信息包括车辆正常行驶单位耗电量信息、实时车速信息、车辆满功率行驶单位耗电量信息与预计行驶里程信息；所述行驶环境采集模块用于采集行驶环境信息，行驶环境信息包括环境温度信息、天气信息、道路堵塞信息。本发明能够更加全面的进行电池管理，更好的保护电动汽车及电池安全。

Description

基于数据分析的电动汽车电池管理系统及方法

技术领域

本发明涉及电动汽车领域，具体涉及基于数据分析的电动汽车电池管理系统及方法。

背景技术

电动汽车(BEV)是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好；

电动汽车使用电池供电，因此在其行驶过程中会使用到电池管理系统及方法来管理调配电池供电等。

现有的电动汽车电池管理系统及方法，管理电池的效果较差，导致电池异常状态无法被及时发现，管理效果差导致车辆存在行驶途中没电的状况发生，给电池管理系统及方法的使用带来了一定的影响，因此，提取出基于数据分析的电动汽车电池管理系统及方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：如何解决现有的电动汽车电池管理系统及方法，管理电池的效果较差，导致电池异常状态无法被及时发现，管理效果差导致车辆存在行驶途中没电的状况发生，给电池管理系统及方法的使用带来了一定的影响的问题，提供了基于数据分析的电动汽车电池管理系统及方法。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明包括电池采集模块、车辆信息采集模块、行驶环境采集模块、数据接收模块、数据处理模块、总控模块与信息发送模块；

所述电池采集模块用于采集电动汽车的电池信息，所述电池信息包括电池标准电量信息、满电电量信息、剩余电量信息、电池温度信息与电池使用年限信息；

所述车辆信息采集模块用于采集车辆信息，车辆信息包括车辆正常行驶单位耗电量信息、实时车速信息、车辆满功率行驶单位耗电量信息与预计行驶里程信息；

所述行驶环境采集模块用于采集行驶环境信息，行驶环境信息包括环境温度信息、天气信息、道路堵塞信息；

所述数据接收模块用于接收电池信息、车辆信息与行驶环境信息，数据接收模块将电池信息、车辆信息与行驶环境信息整合成数据包，之后将电池信息、车辆信息与行驶环境信息发送到数据处理模块；

所述数据处理模块对电池信息、车辆信息与行驶环境信息进行处理生成电池状态评估、电池温度警示信息、车辆行驶警示信息与电池电量调配信息；

所述总控模块用于在电池状态评估、电池温度警示信息、车辆行驶警示信息与电池电量调配信息生成后控制信息发送模块将电池状态评估、电池温度警示信息、车辆行驶警示信息与电池电量调配信息发送到预设接收终端。

所述电池状态评估包括电池状态健康、电池状态一般与电池状态差，所述电池状态评估的具体处理过程如下：

步骤一：提取出采集到的电池信息，从电池信息中获取到电池标准电量信息、满电电量信息、电池使用年限信息；

步骤二：将电池标准电量信息标记为M，将满电电量信息标记为K，将电池使用年限标记为P；

步骤三：通过公式（M-K）/M*P*α=Mkp，得到电池评估系数Mkp，α为修正值，α≈0.95；

步骤四：当电池评估系数Mkp大于预设值时，电池评估信息即为电池状态健康，当电池评估系数Mkp在预设值范围时，电池评估信息即为电池状态一般，当电池评估系数Mkp小于预设值时，电池评估信息即为电池状态差。

进一步在于，所述电池温度警示信息包括电池温度异常信息、电池低温警示信息与电池高温警报信息，所述电池温度警示信息的具体处理过程如下：从电池信息中提取出电池温度信息，将电池温度信息标记为W，每隔预设时长即采集一次电池温度信息W，连续采集x次，x≥5，得到x次电池温度信息W后计算出平均温度得到电池均温Ww，当电池均温Ww大于预设值时，从车辆信息中提取出车辆实时速度信息，当车辆实时速度信息大于预设值，即生成电池温度警示信息，此时电池温度警示信息为电池温度异常信息，当x次电池温度信息W中任意一个大于预设警报值时，生成电池温度警示信息，此时电池温度警示信息为电池高温警报信息，当电池均温Ww小于预设值时，生成电池温度警示信息，此时电池温度警示信息为电池低温警示信息。

所述车辆行驶警示信息的具体处理过程如下：

S1：提取出采集到的电池信息与车辆信息，从电池信息中提取出电池剩余电量信息，将剩余电量信息标记为T；

S2：从车辆信息中提取出车辆正常行驶单位耗电量信息、车辆满功率行驶单位耗电量信息与预计行驶里程信息，将车辆正常行驶单位耗电量信息标记为G1，将车辆满功率行驶单位耗电量信息标记为G2，将预计行驶里程信息标记为Y；

S3：计算出剩余电量信息T与车辆正常行驶单位耗电量信息G1之间的比值得到第一行驶剩余里程Tg1；

S4：再计算出剩余电量信息T与车辆满功率行驶单位耗电量信息G2之间的比值得到第二行驶剩余里程Tg2；

S5：依次计算出第一行驶剩余里程Tg1和第二行驶剩余里程Tg2与预计行驶里程信息Y之间的差值得到剩余里程Ty1和Ty2；

S6：当剩余里程Ty1和Ty2均大于预设值时，即不生成任何信息，当剩余里程Ty1小于预设值时，即生成车辆行驶警示信息。

所述车辆行驶警示信息生成后用户仍然选择继续行驶时，提取出环境信息，从环境信息中提取出环境温度信息、天气信息、道路堵塞信息，当环境温度信息高于预设温度或者低于预设温度，天气信息为降雨或者降雪、道路堵塞信息为堵塞信息中任意一个或多个出现时，即生成电池电量调配信息。

当电池电量调配信息的触发条件为环境温度信息高于预设温度或者低于预设温度，电池电量调配信息的调配内容为将除基本行驶所需电量与备用电量的剩余电量供给车辆温度调控；

当电池电量调配信息的触发条件为天气信息为降雨或者降雪、道路堵塞信息为堵塞信息时，电池电量调配信息的调配内容为减少除基本行驶外的其他项目的供电电量。

一种基于数据分析的电动汽车电池管理方法，包括以下步骤：

步骤一：先通过设置的电池采集模块采集电动汽车的电池信息；

步骤二：再通过车辆信息采集模块采集电动汽车的车辆信息；

步骤三：之后通过行驶环境采集模块采集电动汽车的行驶环境信息；

步骤四：数据接收模块接收电池信息、车辆信息与行驶环境信息，数据接收模块将电池信息、车辆信息与行驶环境信息整合成数据包，之后将电池信息、车辆信息与行驶环境信息发送到数据处理模块；

步骤五：所述数据处理模块对电池信息、车辆信息与行驶环境信息进行处理生成电池状态评估、电池温度警示信息、车辆行驶警示信息与电池电量调配信息；

步骤六：总控模块控制信息发送模块将电池状态评估、电池温度警示信息、车辆行驶警示信息与电池电量调配信息发送到预设接收终端。

本发明相比现有技术具有以下优点：该基于数据分析的电动汽车电池管理系统及方法，通过对电池信息进行综合分析，能够在电池温度异常时及时的发出警示信息，避免电池温度过高导致的意外的状况发生，同时在温度过低时也会发出警示，让车辆驾驶人员能够根据电池所处环境温度来合理的进行车辆行驶里程规划，避免电池温度过程车辆显示的里程与实际行驶里程偏差较大导致的车辆行驶途中没电的状况发生，同时对电池信息与车辆信息进行综合处理，能够及时的发出与车辆行驶相关的提示信息，来提醒车辆驾驶人员，让其进行更加合理的车辆行程规划，并根据车辆行驶环境来进行更加合理的电量分配，保证行驶安全，从而实现了更加全面的电动汽车电池管理效果更好，让该系统及方法更加值得推广使用。

附图说明

图1是本发明的系统框图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本实施例提供一种技术方案：基于数据分析的电动汽车电池管理系统，包括电池采集模块、车辆信息采集模块、行驶环境采集模块、数据接收模块、数据处理模块、总控模块与信息发送模块；

所述电池采集模块用于采集电动汽车的电池信息，所述电池信息包括电池标准电量信息、满电电量信息、剩余电量信息、电池温度信息与电池使用年限信息；

所述车辆信息采集模块用于采集车辆信息，车辆信息包括车辆正常行驶单位耗电量信息、实时车速信息、车辆满功率行驶单位耗电量信息与预计行驶里程信息；

车辆正常行驶单位耗电量信息是指车辆行驶过程中不使用空调与电加热等功能时的单位耗电量；

车辆满功率行驶单位耗电量信息是指车辆行驶过程中使用空调与电加热等功能时的单位耗电量；

所述行驶环境采集模块用于采集行驶环境信息，行驶环境信息包括环境温度信息、天气信息、道路堵塞信息；

所述数据接收模块用于接收电池信息、车辆信息与行驶环境信息，数据接收模块将电池信息、车辆信息与行驶环境信息整合成数据包，之后将电池信息、车辆信息与行驶环境信息发送到数据处理模块；

所述数据处理模块对电池信息、车辆信息与行驶环境信息进行处理生成电池状态评估、电池温度警示信息、车辆行驶警示信息与电池电量调配信息；

所述总控模块用于在电池状态评估、电池温度警示信息、车辆行驶警示信息与电池电量调配信息生成后控制信息发送模块将电池状态评估、电池温度警示信息、车辆行驶警示信息与电池电量调配信息发送到预设接收终端。

本发明通过对电池信息进行综合分析，能够在电池温度异常时及时的发出警示信息，避免电池温度过高导致的意外的状况发生，同时在温度过低时也会发出警示，让车辆驾驶人员能够根据电池所处环境温度来合理的进行车辆行驶里程规划，避免电池温度过程车辆显示的里程与实际行驶里程偏差较大导致的车辆行驶途中没电的状况发生，同时对电池信息与车辆信息进行综合处理，能够及时的发出与车辆行驶相关的提示信息，来提醒车辆驾驶人员，让其进行更加合理的车辆行程规划，并根据车辆行驶环境来进行更加合理的电量分配，保证行驶安全，让该系统及方法更加值得推广使用。

所述电池状态评估包括电池状态健康、电池状态一般与电池状态差，所述电池状态评估的具体处理过程如下：

步骤一：提取出采集到的电池信息，从电池信息中获取到电池标准电量信息、满电电量信息、电池使用年限信息；

步骤二：将电池标准电量信息标记为M，将满电电量信息标记为K，将电池使用年限标记为P；

步骤三：通过公式（M-K）/M*P*α=Mkp，得到电池评估系数Mkp，α为修正值，α≈0.95；

步骤四：当电池评估系数Mkp大于预设值时，电池评估信息即为电池状态健康，当电池评估系数Mkp在预设值范围时，电池评估信息即为电池状态一般，当电池评估系数Mkp小于预设值时，电池评估信息即为电池状态差；

通过上述过程能够更加全面的电池进行状态评估，从而发出不同类型的警示信息电池状态健康即表示电池正常定期维护即可，电池状态一般表示电池存在损耗，需要定期检查，电池状态差即表示电池存在隐患需要更换，从而让车辆驾驶人员能够详细的了解到车辆的电池状态。

所述电池温度警示信息包括电池温度异常信息、电池低温警示信息与电池高温警报信息，所述电池温度警示信息的具体处理过程如下：从电池信息中提取出电池温度信息，将电池温度信息标记为W，每隔预设时长即采集一次电池温度信息W，连续采集x次，x≥5，得到x次电池温度信息W后计算出平均温度得到电池均温Ww，当电池均温Ww大于预设值时，从车辆信息中提取出车辆实时速度信息，当车辆实时速度信息大于预设值，即生成电池温度警示信息，此时电池温度警示信息为电池温度异常信息，当x次电池温度信息W中任意一个大于预设警报值时，生成电池温度警示信息，此时电池温度警示信息为电池高温警报信息，当电池均温Ww小于预设值时，生成电池温度警示信息，此时电池温度警示信息为电池低温警示信息。

所述车辆行驶警示信息的具体处理过程如下：

S1：提取出采集到的电池信息与车辆信息，从电池信息中提取出电池剩余电量信息，将剩余电量信息标记为T；

S2：从车辆信息中提取出车辆正常行驶单位耗电量信息、车辆满功率行驶单位耗电量信息与预计行驶里程信息，将车辆正常行驶单位耗电量信息标记为G1，将车辆满功率行驶单位耗电量信息标记为G2，将预计行驶里程信息标记为Y；

S3：计算出剩余电量信息T与车辆正常行驶单位耗电量信息G1之间的比值得到第一行驶剩余里程Tg1；

S4：再计算出剩余电量信息T与车辆满功率行驶单位耗电量信息G2之间的比值得到第二行驶剩余里程Tg2；

S5：依次计算出第一行驶剩余里程Tg1和第二行驶剩余里程Tg2与预计行驶里程信息Y之间的差值得到剩余里程Ty1和Ty2；

S6：当剩余里程Ty1和Ty2均大于预设值时，即不生成任何信息，当剩余里程Ty1小于预设值时，即生成车辆行驶警示信息；

通过上述过程能够在电池温度异常时及时的发出警示信息，避免电池温度过高导致的意外的状况发生，在温度过低时也会发出警示，让车辆驾驶人员能够根据电池所处环境温度来合理的进行车辆行驶里程规划，避免电池温度过程车辆显示的里程与实际行驶里程偏差较大导致的车辆行驶途中没电的状况发生，更加全面的对车辆电池进行安全监控，保证了安全。

所述车辆行驶警示信息生成后用户仍然选择继续行驶时，提取出环境信息，从环境信息中提取出环境温度信息、天气信息、道路堵塞信息，当环境温度信息高于预设温度或者低于预设温度，天气信息为降雨或者降雪、道路堵塞信息为堵塞信息中任意一个或多个出现时，即生成电池电量调配信息。

当电池电量调配信息的触发条件为环境温度信息高于预设温度或者低于预设温度，电池电量调配信息的调配内容为将除基本行驶所需电量与备用电量的剩余电量供给车辆温度调控；

当电池电量调配信息的触发条件为天气信息为降雨或者降雪、道路堵塞信息为堵塞信息时，电池电量调配信息的调配内容为减少除基本行驶外的其他项目的供电电量；

通过上述过程，能够更加合理的进行车辆电池电力的分配，保证基本行驶功能，减少路途中电量不足的状况发生。

一种基于数据分析的电动汽车电池管理方法，包括以下步骤：

步骤一：先通过设置的电池采集模块采集电动汽车的电池信息；

步骤二：再通过车辆信息采集模块采集电动汽车的车辆信息；

步骤三：之后通过行驶环境采集模块采集电动汽车的行驶环境信息；

步骤四：数据接收模块接收电池信息、车辆信息与行驶环境信息，数据接收模块将电池信息、车辆信息与行驶环境信息整合成数据包，之后将电池信息、车辆信息与行驶环境信息发送到数据处理模块；

步骤五：所述数据处理模块对电池信息、车辆信息与行驶环境信息进行处理生成电池状态评估、电池温度警示信息、车辆行驶警示信息与电池电量调配信息；

步骤六：总控模块控制信息发送模块将电池状态评估、电池温度警示信息、车辆行驶警示信息与电池电量调配信息发送到预设接收终端。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (5)

1.基于数据分析的电动汽车电池管理系统，其特征在于，包括电池采集模块、车辆信息采集模块、行驶环境采集模块、数据接收模块、数据处理模块、总控模块与信息发送模块；

所述电池采集模块用于采集电动汽车的电池信息，所述电池信息包括电池标准电量信息、满电电量信息、剩余电量信息、电池温度信息与电池使用年限信息；

所述车辆信息采集模块用于采集车辆信息，车辆信息包括车辆正常行驶单位耗电量信息、实时车速信息、车辆满功率行驶单位耗电量信息与预计行驶里程信息；

所述行驶环境采集模块用于采集行驶环境信息，行驶环境信息包括环境温度信息、天气信息、道路堵塞信息；

所述数据接收模块用于接收电池信息、车辆信息与行驶环境信息，数据接收模块将电池信息、车辆信息与行驶环境信息整合成数据包，之后将电池信息、车辆信息与行驶环境信息发送到数据处理模块；

所述数据处理模块对电池信息、车辆信息与行驶环境信息进行处理生成电池状态评估、电池温度警示信息、车辆行驶警示信息与电池电量调配信息；

所述总控模块用于在电池状态评估、电池温度警示信息、车辆行驶警示信息与电池电量调配信息生成后控制信息发送模块将电池状态评估、电池温度警示信息、车辆行驶警示信息与电池电量调配信息发送到预设接收终端；

所述电池状态评估包括电池状态健康、电池状态一般与电池状态差，所述电池状态评估的具体处理过程如下：

步骤一：提取出采集到的电池信息，从电池信息中获取到电池标准电量信息、满电电量信息、电池使用年限信息；

步骤二：将电池标准电量信息标记为M，将满电电量信息标记为K，将电池使用年限标记为P；

步骤三：通过公式

，得到电池评估系数

，

为修正值，

≈0.95；

步骤四：当电池评估系数

大于预设值时，电池评估信息即为电池状态健康，当电池评估系数

在预设值范围时，电池评估信息即为电池状态一般，当电池评估系数

小于预设值时，电池评估信息即为电池状态差；

当电池电量调配信息的触发条件为环境温度信息高于预设温度或者低于预设温度，电池电量调配信息的调配内容为将除基本行驶所需电量与备用电量的之外剩余的电量供给车辆温度调控；

当电池电量调配信息的触发条件为天气信息为降雨或者降雪、道路堵塞信息为堵塞信息时，电池电量调配信息的调配内容为减少除基本行驶外的其他项目的供电电量。

2.根据权利要求1所述的基于数据分析的电动汽车电池管理系统，其特征在于：所述电池温度警示信息包括电池温度异常信息、电池低温警示信息与电池高温警报信息，所述电池温度警示信息的具体处理过程如下：从电池信息中提取出电池温度信息，将电池温度信息标记为W，每隔预设时长即采集一次电池温度信息W，连续采集x次，x≥5，得到x次电池温度信息W后计算出平均温度得到电池均温Ww，当电池均温Ww大于预设值时，从车辆信息中提取出车辆实时速度信息，当车辆实时速度信息大于预设值，即生成电池温度警示信息，此时电池温度警示信息为电池温度异常信息，当x次电池温度信息W中任意一个大于预设警报值时，生成电池温度警示信息，此时电池温度警示信息为电池高温警报信息，当电池均温Ww小于预设值时，生成电池温度警示信息，此时电池温度警示信息为电池低温警示信息。

3.根据权利要求1所述的基于数据分析的电动汽车电池管理系统，其特征在于：所述车辆行驶警示信息的具体处理过程如下：

S1：提取出采集到的电池信息与车辆信息，从电池信息中提取出电池剩余电量信息，将剩余电量信息标记为T；

S2：从车辆信息中提取出车辆正常行驶单位耗电量信息、车辆满功率行驶单位耗电量信息与预计行驶里程信息，将车辆正常行驶单位耗电量信息标记为G1，将车辆满功率行驶单位耗电量信息标记为G2，将预计行驶里程信息标记为Y；

S3：计算出剩余电量信息T与车辆正常行驶单位耗电量信息G1之间的比值得到第一行驶剩余里程Tg1；

S4：再计算出剩余电量信息T与车辆满功率行驶单位耗电量信息G2之间的比值得到第二行驶剩余里程Tg2；

S5：依次计算出第一行驶剩余里程Tg1和第二行驶剩余里程Tg2与预计行驶里程信息Y之间的差值得到剩余里程Ty1和Ty2；

S6：当剩余里程Ty1和Ty2均大于预设值时，即不生成任何信息，当剩余里程Ty1小于预设值时，即生成车辆行驶警示信息。

4.根据权利要求1所述的基于数据分析的电动汽车电池管理系统，其特征在于：所述车辆行驶警示信息生成后用户仍然选择继续行驶时，提取出环境信息，从环境信息中提取出环境温度信息、天气信息、道路堵塞信息，当环境温度信息高于预设温度或者低于预设温度，天气信息为降雨或者降雪、道路堵塞信息为堵塞信息中任意一个或多个出现时，即生成电池电量调配信息。

5.一种基于数据分析的电动汽车电池管理方法，其特征在于：所述管理方法基于权利要求1到4任一所述的管理系统，所述方法包括以下步骤：

步骤一：先通过设置的电池采集模块采集电动汽车的电池信息；

步骤二：再通过车辆信息采集模块采集电动汽车的车辆信息；

步骤三：之后通过行驶环境采集模块采集电动汽车的行驶环境信息；

步骤四：数据接收模块接收电池信息、车辆信息与行驶环境信息，数据接收模块将电池信息、车辆信息与行驶环境信息整合成数据包，之后将电池信息、车辆信息与行驶环境信息发送到数据处理模块；

步骤五：所述数据处理模块对电池信息、车辆信息与行驶环境信息进行处理生成电池状态评估、电池温度警示信息、车辆行驶警示信息与电池电量调配信息；

步骤六：总控模块控制信息发送模块将电池状态评估、电池温度警示信息、车辆行驶警示信息与电池电量调配信息发送到预设接收终端。

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