本發(fā)明涉及智能換電，特別涉及一種電動(dòng)車智能換電系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、電動(dòng)車行業(yè)對(duì)于緩解環(huán)境壓力、推動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)有著重要的戰(zhàn)略意義，電動(dòng)車因其高效節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，在環(huán)境保護(hù)方面有著不可替代的優(yōu)勢(shì)。但是電動(dòng)車同樣存在電池容量小、充電時(shí)間長(zhǎng)、續(xù)航能力差等問題，限制了電動(dòng)車行業(yè)的發(fā)展。為了解決上述問題，一種用于電動(dòng)車快捷更換電池的換電裝置應(yīng)運(yùn)而生，當(dāng)電動(dòng)車的電池電量即將耗盡時(shí)，用戶將電動(dòng)車的原有電池進(jìn)行拆卸，并在換電裝置更換一個(gè)電量充足的電池。目前換電裝置主流的換電方式為，用戶通過掃描換電裝置上的二維碼從而進(jìn)行付費(fèi)換電，然而這種方式需要用戶在拎著電池包的情況下通過手機(jī)進(jìn)行掃碼操作，此過程中用戶的體驗(yàn)感較差；還有一種無柜門設(shè)計(jì)的換電裝置換電方式，這種方式雖然換電流程更加便捷，但是其存在著較大安全隱患，當(dāng)發(fā)生電池起火或者爆炸事故時(shí)，用戶受到危險(xiǎn)的風(fēng)險(xiǎn)較高。因此，基于此難題，本技術(shù)提出了一種電動(dòng)車智能換電系統(tǒng)及方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、技術(shù)目的

2、為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種電動(dòng)車智能換電系統(tǒng)及方法，其在保留換電柜柜門設(shè)計(jì)的同時(shí)簡(jiǎn)化電動(dòng)車的換電流程，該系統(tǒng)及方法的應(yīng)用場(chǎng)景廣泛，保證了電動(dòng)車換電過程的安全性，優(yōu)化了電動(dòng)車的換電流程，提升了用戶在換電過程中的體驗(yàn)感。

3、技術(shù)方案

4、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種電動(dòng)車智能換電系統(tǒng)及方法，其通過實(shí)體按鈕與近場(chǎng)通迅相結(jié)合的方式取代用戶掃碼開門的操作，根據(jù)電池內(nèi)部存儲(chǔ)的業(yè)務(wù)信息規(guī)范電池的使用并支持離線驗(yàn)證，從而在保留換電柜柜門設(shè)計(jì)的同時(shí)簡(jiǎn)化電動(dòng)車的換電流程。

5、第一方面，本發(fā)明提供了一種電動(dòng)車智能換電系統(tǒng)，包括：

6、換電柜，用于存取電池并為電池提供電源；

7、通信模塊，用于傳輸換電請(qǐng)求至服務(wù)器以及接收服務(wù)器下發(fā)的操作指令；

8、近場(chǎng)通迅模塊，用于判斷是否有待換電電池靠近換電柜；

9、服務(wù)器，用于接收換電請(qǐng)求并根據(jù)換電請(qǐng)求下發(fā)操作指令。

10、進(jìn)一步的，所述換電柜通過實(shí)體按鈕與近場(chǎng)通迅相結(jié)合的方式判斷其是否需要開啟柜門；僅當(dāng)所述換電柜自身滿足開柜換電條件，所述近場(chǎng)通迅模塊判斷存在待換電電池靠近所述換電柜，且所述換電柜的實(shí)體按鈕被按下時(shí)，所述換電柜判定需要打開一個(gè)處于空閑狀態(tài)的換電柜柜門。其避免了用戶需要在拎著電池包的情況下同時(shí)進(jìn)行掃碼操作，優(yōu)化了用戶的體驗(yàn)感；避免了部分用戶在操作過程中將電池包放置于地面而導(dǎo)致電池被污損或損壞現(xiàn)象的發(fā)生。

11、進(jìn)一步的，所述換電柜具備語(yǔ)音提示功能，其會(huì)在進(jìn)行柜門開啟、業(yè)務(wù)信息驗(yàn)證等操作時(shí)同步進(jìn)行語(yǔ)音播報(bào)。

12、進(jìn)一步的，所述換電柜支持離線驗(yàn)證電池業(yè)務(wù)信息。其在換電柜離線或服務(wù)器維護(hù)時(shí)，依然允許用戶進(jìn)行離線換電，系統(tǒng)魯棒性強(qiáng)。

13、進(jìn)一步的，所述換電柜支持通過掃碼進(jìn)行換電。

14、進(jìn)一步的，所述近場(chǎng)通迅模塊包括部署于所述換電柜上的閱讀器和部署于電池上的電子標(biāo)簽；所述閱讀器通過發(fā)射無線射頻信號(hào)以激活所述換電柜周圍一定區(qū)域內(nèi)的電子標(biāo)簽，并記錄電子標(biāo)簽被激活時(shí)的時(shí)間戳；所述近場(chǎng)通訊模塊根據(jù)電池位于所述換電柜周圍的時(shí)間長(zhǎng)短及電池電量信息判斷該電池是否為待換電電池。其避免了未攜帶電池的人員按下?lián)Q電柜的按鈕打開換電柜柜門情況的發(fā)生，保證了換電柜的財(cái)產(chǎn)安全性。

15、進(jìn)一步的，換電請(qǐng)求包括用戶信息、待換電電池的業(yè)務(wù)信息、待換電電池的電量信息及目標(biāo)電池的電量信息，所述服務(wù)器根據(jù)待換電電池的電量信息及目標(biāo)電池(即已經(jīng)在換電柜內(nèi)充滿的電池，可以被用戶取走使用)的電量信息計(jì)算換電費(fèi)用，或是根據(jù)其他規(guī)則進(jìn)行計(jì)算，具體計(jì)算方式由客戶和業(yè)務(wù)形態(tài)確定。

16、進(jìn)一步的，所述換電柜在用戶關(guān)閉柜門后對(duì)待換電電池進(jìn)行業(yè)務(wù)信息讀取，并通過所述通信模塊將業(yè)務(wù)信息傳輸至所述服務(wù)器；所述服務(wù)器對(duì)業(yè)務(wù)信息進(jìn)行處理并根據(jù)處理結(jié)果下發(fā)相應(yīng)的操作指令；若業(yè)務(wù)信息驗(yàn)證失敗，則所述換電柜重新打開柜門并將電池退還給用戶；若業(yè)務(wù)信息驗(yàn)證成功，則所述換電柜挑選一個(gè)符合出柜條件的電池并打開其所在柜的柜門。其在保留柜門設(shè)計(jì)保證換電柜安全性的同時(shí)簡(jiǎn)化了換電流程。

17、進(jìn)一步的，所述系統(tǒng)還包括高低溫預(yù)警模塊，其中，高溫預(yù)警包括在所述換電柜內(nèi)部溫度過高時(shí)通過物理降溫的方式對(duì)所述換電柜進(jìn)行散熱，并在電池電芯溫度超過一定閾值時(shí)中斷該電池的充電進(jìn)程，若檢測(cè)到所述換電柜內(nèi)部存在起火現(xiàn)象時(shí)，控制所述換電柜進(jìn)入消防保護(hù)狀態(tài)，切斷整柜電源，并通過消防氣瓶或者水進(jìn)行滅火；低溫預(yù)警包括在電池電芯溫度過低時(shí)通過加熱模塊對(duì)電池進(jìn)行加熱，使得電池溫度保持在一定的區(qū)間范圍內(nèi)。其提高了+電池使用的安全性，減少了因溫度過高引發(fā)的安全事故；延長(zhǎng)了電池的使用壽命，減緩了電池的老化過程；保障了換電柜的穩(wěn)定運(yùn)行，確保了換電服務(wù)的連續(xù)性和可靠性。

18、進(jìn)一步的，所述系統(tǒng)還包括機(jī)器學(xué)習(xí)模塊，用于在所述換電柜的歷史使用數(shù)據(jù)中挑選具有代表性的特征，并根據(jù)線性回歸算法預(yù)測(cè)電池使用狀態(tài)，優(yōu)化電池分配策略。其通過分析電池的性能變化，為電池制定個(gè)性化的充電策略以延長(zhǎng)電池壽命；通過預(yù)測(cè)電池故障，提前預(yù)警潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)，減少安全事故的發(fā)生。

19、第二方面，本發(fā)明還提供一種電動(dòng)車智能換電方法，所述方法基于前述第一方面所述系統(tǒng)，包括：

20、根據(jù)換電柜的開柜換電條件及近場(chǎng)通迅模塊的判斷結(jié)果開啟柜門；

21、換電柜對(duì)電池的業(yè)務(wù)信息進(jìn)行讀取并通過通信模塊傳輸至服務(wù)器；

22、服務(wù)器對(duì)業(yè)務(wù)信息進(jìn)行處理并根據(jù)處理結(jié)果下發(fā)相應(yīng)的操作指令；

23、換電柜根據(jù)操作指令挑選符合出柜條件的電池并將業(yè)務(wù)信息寫入該電池。

24、進(jìn)一步的，若所述換電柜打開了一個(gè)處于空閑狀態(tài)的換電柜柜門后，經(jīng)過一段時(shí)間仍未有待換電電池接入且柜門一直處于開啟狀態(tài)，則所述換電柜自動(dòng)結(jié)束當(dāng)前換電進(jìn)程。

25、進(jìn)一步的，若電池離開所述換電柜周圍一段時(shí)間后重新靠近所述換電柜，則所述換電柜重新判定該電池為待換電電池；若電池持續(xù)存在于所述換電柜周圍且一直未參與換電，則在一定時(shí)間后所述換電柜會(huì)將該電池進(jìn)行排除。

26、進(jìn)一步的，所述換電柜支持僅退還電池行為，具體包括：用戶通過掃描換電柜上的二維碼在手機(jī)小程序上啟動(dòng)退電進(jìn)程，所述換電柜打開一個(gè)處于空閑狀態(tài)的換電柜柜門以等待用戶退還電池；所述換電柜對(duì)該電池進(jìn)行業(yè)務(wù)信息讀取，若業(yè)務(wù)信息驗(yàn)證成功，則判斷當(dāng)前退電進(jìn)程成功結(jié)束；用戶可通過小程序提前進(jìn)行退電預(yù)約以使得所述換電柜提前預(yù)留空閑換電柜。

27、第三方面，本發(fā)明還提供了一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括處理器和存儲(chǔ)器，所述處理器與所述存儲(chǔ)器相連，所述存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序，所述處理器用于執(zhí)行所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)程序，以使得所述計(jì)算機(jī)設(shè)備執(zhí)行實(shí)現(xiàn)前述所述電動(dòng)車智能換電方法。

28、第四方面，本發(fā)明還提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)前述所述電動(dòng)車智能換電方法。

29、本發(fā)明通過實(shí)體按鈕與近場(chǎng)通迅相結(jié)合的方式取代用戶掃碼開門的操作；根據(jù)電池內(nèi)部存儲(chǔ)的業(yè)務(wù)信息規(guī)范電池的使用并支持離線驗(yàn)證；高低溫預(yù)警模塊通過物理降溫的方式對(duì)所述換電柜進(jìn)行散熱，并在電池電芯溫度超過一定閾值時(shí)中斷該電池的充電進(jìn)程，在電池電芯溫度過低時(shí)通過加熱模塊對(duì)電池進(jìn)行加熱；機(jī)器學(xué)習(xí)模塊通過在換電柜的歷史使用數(shù)據(jù)中挑選具有代表性的特征，并根據(jù)線性回歸算法預(yù)測(cè)電池使用狀態(tài)，優(yōu)化電池分配策略。該系統(tǒng)和方法在保留換電柜柜門設(shè)計(jì)的同時(shí)簡(jiǎn)化電動(dòng)車的換電流程，該系統(tǒng)及方法的應(yīng)用場(chǎng)景廣泛，保證了電動(dòng)車換電過程的安全性，優(yōu)化了電動(dòng)車的換電流程，提升了用戶在換電過程中的體驗(yàn)感。

30、有益效果

31、通過實(shí)施上述本發(fā)明提供的電動(dòng)車智能換電系統(tǒng)及方法，具有以下技術(shù)效果：

32、(1)通過實(shí)體按鈕與近場(chǎng)通迅相結(jié)合的方式取代用戶掃碼開門的操作；其避免了用戶需要在拎著電池包的情況下同時(shí)進(jìn)行掃碼操作，優(yōu)化了用戶的體驗(yàn)感；避免了部分用戶在操作過程中將電池包放置于地面而導(dǎo)致電池被污損或損壞現(xiàn)象的發(fā)生；避免了未攜帶電池的人員按下?lián)Q電柜的按鈕打開換電柜柜門情況的發(fā)生，保證了換電柜的財(cái)產(chǎn)安全性。

33、(2)根據(jù)電池內(nèi)部存儲(chǔ)的業(yè)務(wù)信息規(guī)范電池的使用并支持離線驗(yàn)證；其在保留柜門設(shè)計(jì)保證換電柜安全性的同時(shí)簡(jiǎn)化了換電流程；取消了對(duì)電池結(jié)構(gòu)的限定，允許電池具有更大的通用性；在換電柜離線或服務(wù)器維護(hù)時(shí)，依然允許用戶進(jìn)行離線換電，系統(tǒng)魯棒性強(qiáng)。

34、(3)高低溫預(yù)警模塊通過物理降溫的方式對(duì)所述換電柜進(jìn)行散熱，并在電池電芯溫度超過一定閾值時(shí)中斷該電池的充電進(jìn)程，在電池電芯溫度過低時(shí)通過加熱模塊對(duì)電池進(jìn)行加熱；其提高了電池使用的安全性，減少了因溫度過高引發(fā)的安全事故；延長(zhǎng)了電池的使用壽命，減緩了電池的老化過程；保障了換電柜的穩(wěn)定運(yùn)行，確保了換電服務(wù)的連續(xù)性和可靠性。

35、(4)機(jī)器學(xué)習(xí)模塊通過在換電柜的歷史使用數(shù)據(jù)中挑選具有代表性的特征，并根據(jù)線性回歸算法預(yù)測(cè)電池使用狀態(tài)，優(yōu)化電池分配策略；其通過分析電池的性能變化，為電池制定個(gè)性化的充電策略以延長(zhǎng)電池壽命；通過預(yù)測(cè)電池故障，提前預(yù)警潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)，減少安全事故的發(fā)生。