基于电动汽车充换电服务网络的电池管理系统和方法技术方案

本发明专利技术实施例提供了一种基于电动汽车充换电服务网络的电池管理系统和方法，系统包括：电池、车载终端、站级监控单元、运营管理平台；每一电池具有唯一电池ID，电池上设有RFID标签和BMS模块，RFID标签和BMS模块内都存储有电池的唯一电池ID；车载终端连接车辆的BMS模块以读取车辆的电池的唯一电池ID；站级监控单元包括设置在储存库房内和/或配送车辆上的RFID阅读器和/或车载终端，以通过读取车辆的RFID标签和/或BMS模块以获取电池的唯一电池ID；车载终端设置在用户车辆、充电桩上以赌气电池的唯一电池ID；车载终端和站级监控单元连接远端的运营管理平台。

【技术实现步骤摘要】
基于电动汽车充换电服务网络的电池管理系统和方法
本专利技术属于涉及电子
，尤其涉及一种基于电动汽车充换电服务网络的电池管理系统和方法。
技术介绍
随着社会的发展，中国逐渐进入了汽车社会，但是低劣的油品造成的汽车排放污染也成为了当前污染环境的一个不可忽视的因素。随着国家对于新能源行业的日益重视，纯电动汽车在北京、上海、深圳等大型城市已经日益普及。在智能充换电服务网络的运营模式中，电池的资产关系由单一的用户所有向运营公司所有或由第三方电池厂商统一租赁的方式转化，通过换电服务能够从根本上实现了车辆与电池的解耦，从而摆脱了车辆属性对于电池充放电的一系列束缚。然而，随之而来的各种问题和挑战也应运而生，例如对电池在不同环境和情况下的身份识别和管理，对于全网络电池流转的跟踪和统计，对全网络电池的动态盘点，以及用户非法私自换电和用电的防范等问题。
技术实现思路
针对现有技术中电动汽车的电池身份识别和管理技术不够合理的问题，本专利技术实施例的目的是提供一种有效且高效的基于物联网的电动汽车智能充电装置及方法。为了解决上述问题，本专利技术实施例提出了一种基于电动汽车充换电服务网络的电池管理系统，包括：电池、车载终端、站级监控单元、运营管理平台；每一电池具有唯一电池ID，电池上设有RFID标签和BMS模块，所述RFID标签和BMS模块内都存储有电池的唯一电池ID；车载终端连接车辆的BMS模块以读取车辆的电池的唯一电池ID；站级监控单元包括设置在储存库房内和/或配送车辆上的RFID阅读器和/或车载终端，以通过读取车辆的RFID标签和/或BMS模块以获取电池的唯一电池ID；车载终端设置在用户车辆、充电桩上以赌气电池的唯一电池ID；车载终端和站级监控单元连接远端的运营管理平台以使运营管理平台监控通过接收到的身份参数、时空参数、状态参数，对全网内电池进行管理。其中，所述BMS模块包括主控单元和从控单元，所述BMS主控单元安装在车辆上，且每一电池箱内都设有BMS从控单元，所述BMS从控单元内存储有电池的唯一ID；其中BMS主控单元通过车辆内部的CAN总线连接BMS从控单元；当所述电池安装在车辆内并连接充电桩时，充电桩的车载终端通过车辆CAN总线连接所述电池以获取电池的唯一电池ID。其中，所述RFID阅读器设置与电池存储的储位处、库房门处、叉车上、机械臂上。其中，所述运营管理平台包括：电池全景信息采集模块、编组管理实施模块、全网络动态盘点模块、运行效率综合统计分析模块、规范使用监测模块；其中所述电池全景信息采集模块用于在电池流转的整个过程中，并实时采集电池的身份参数、时空参数、状态参数；其中编组管理实施模块用于对电池进行编组管理，具体包括：在电池组出入库时通过RFID阅读器读取电池ID以使同一组电池在同一批次进行操作；在电池组放入储位或充电架或电池仓时通过RFID阅读器读取电池ID以使同一组电池放置在同一区域；在讲电池组安装到车辆使用内时通过RFID阅读器读取电池ID以验证电池与车辆是否匹配；其中全网络动态盘点模块用于对电池进行盘点，具体包括：根据电池的唯一电池ID，对运输过程中、储存状态下、安装在用户车辆上的三种状态下的电池进行盘点，以确定电池的时空参数、状态参数；其中运行效率综合统计分析模块通过电池的时空参数、状态参数，统计待充电池、满充电池、正在充电电池、正在运输电池的数量，以根据统计结果对电池调度进行优化；其中规范使用监测模块用于根据车载终端、站级监控单元读取的电池的身份参数、时空参数、状态参数，判断电池和车辆使用是否恰当。同时，本专利技术实施例还提出了一种基于电动汽车充换电服务网络的电池管理方法，包括：通过车载终端、站级监控单元读取电池的RFID标签和/或BMS模块，实时获取电池的身份参数、时空参数、状态参数，并将上述参数发送到运营管理平台；运营管理平台通过接收到的身份参数、时空参数、状态参数，对全网内电池进行管理。其中，所述运营管理平台接收到的身份参数、时空参数、状态参数后，执行以下操作：在电池流转的整个过程中，实时采集电池的身份参数、时空参数、状态参数；对电池进行编组管理，具体包括：在电池组出入库时通过RFID阅读器读取电池ID以使同一组电池在同一批次进行操作；在电池组放入储位或充电架或电池仓时通过RFID阅读器读取电池ID以使同一组电池放置在同一区域；在讲电池组安装到车辆使用内时通过RFID阅读器读取电池ID以验证电池与车辆是否匹配；对电池进行盘点，具体包括：根据电池的唯一电池ID，对运输过程中、储存状态下、安装在用户车辆上的三种状态下的电池进行盘点，以确定电池的时空参数、状态参数；通过电池的时空参数、状态参数，统计待充电池、满充电池、正在充电电池、正在运输电池的数量，以根据统计结果对电池调度进行优化；根据车载终端、站级监控单元读取的电池的身份参数、时空参数、状态参数，判断电池和车辆使用是否恰当。本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：上述技术方案提出了一种基于电动汽车充换电服务网络的电池管理系统和方法，根据站内、站外和配送三种不同情境的特点，有针对性的采用不同的技术，并结合实践介绍了实施方法，主要解决全方位身份识别、动态盘点、编组管理、综合统计分析以及安全防范方面的问题。附图说明图1是本专利技术实施例的系统架构图；图2是基于车载终端的数据传输原理图；图3是运营管理平台进行全网络动态盘点的方法流程图。具体实施方式为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。本专利技术实施例提出了一种基于电动汽车充换电服务网络的电池管理系统和方法，利用RFID识别技术、传感技术以及无线通信技术等物联网基础技术根据电池站内、站外和配送的不同情境进行有针对性的应用和结合，以感知层、网络层和应用层为基本架构给出一套完整的解决方案。本专利技术实施例能够解决智能充换电服务网络电池管理中一些重要的技术瓶颈，并大幅度提高系统自动化运行的效率，为系统的大规模推广奠定基础。本专利技术实施例的基于电动汽车充换电服务网络的电池管理系统，其网络架构如图1所示的，包括用于对于电池身份、时间、空间位置以及状态信息这些电池参数进行采集和处理的感知层，用于对对感知层采集的电池参数进行传递和汇总的网络层，用于对电池参数进行分析的应用层。1、感知层感知层用于对电池身份、时间、空间位置以及状态信息等电池参数进行采集和处理。对于站内可以根据不同情境分为两种方式：(1)对于仓储和转移、装卸过程中的电池，由于没有与充电设施的有线连接，通过在电池外壳安装超高频RFID标签(尤其是抗金属标签)，将电池唯一的ID识别码写入标签，通过RFID阅读器读取电池ID。(2)对处于充电过程中与充电设施进行有线连接的电池，通过在电池箱内利用电池管理系统(BATTERYMANAGEMENTSYSTEM，BMS)系统的存储单元内置与RFID标签内相同的电池唯一ID识别码，在电池箱内BMS通过CAN总线与站内充电机进行通信的情况下读取电池ID。对于站外随用户车辆移动的电池，同样可通过BMS模块内置ID，由车载终端读取并将其上传给运营后台，从而实现其身份的识别以及与车辆的匹配关系的监测。对处于配送过程中的电池，配送车货运仓内须具有RFID读写器以读取并识别电池外壳的电子标签；也可具本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于电动汽车充换电服务网络的电池管理系统，其特征在于，包括：电池、车载终端、站级监控单元、运营管理平台；每一电池具有唯一电池ID，电池上设有RFID标签和BMS模块，所述RFID标签和BMS模块内都存储有电池的唯一电池ID；车载终端连接车辆的BMS模块以读取车辆的电池的唯一电池ID；站级监控单元包括设置在储存库房内和/或配送车辆上的RFID阅读器和/或车载终端，以通过读取车辆的RFID标签和/或BMS模块以获取电池的唯一电池ID；车载终端设置在用户车辆、充电桩上以赌气电池的唯一电池ID；车载终端和站级监控单元连接远端的运营管理平台以使运营管理平台监控通过接收到的身份参数、时空参数、状态参数，对全网内电池进行管理。

【技术特征摘要】
1.基于电动汽车充换电服务网络的电池管理系统，其特征在于，包括：电池、车载终端、站级监控单元、运营管理平台；每一电池具有唯一电池ID，电池上设有RFID标签和BMS模块，所述RFID标签和BMS模块内都存储有电池的唯一电池ID；车载终端连接车辆的BMS模块以读取车辆的电池的唯一电池ID；站级监控单元包括设置在储存库房内和/或配送车辆上的RFID阅读器和/或车载终端，以通过读取车辆的RFID标签和/或BMS模块以获取电池的唯一电池ID；车载终端设置在用户车辆、充电桩上以赌气电池的唯一电池ID；车载终端和站级监控单元连接远端的运营管理平台以使运营管理平台监控通过接收到的身份参数、时空参数、状态参数，对全网内电池进行管理。2.根据权利要求1所述的基于电动汽车充换电服务网络的电池管理系统，其特征在于，所述BMS模块包括主控单元和从控单元，所述BMS主控单元安装在车辆上，且每一电池箱内都设有BMS从控单元，所述BMS从控单元内存储有电池的唯一ID；其中BMS主控单元通过车辆内部的CAN总线连接BMS从控单元；当所述电池安装在车辆内并连接充电桩时，充电桩的车载终端通过车辆CAN总线连接所述电池以获取电池的唯一电池ID。3.根据权利要求1所述的基于电动汽车充换电服务网络的电池管理系统，其特征在于，所述RFID阅读器设置与电池存储的储位处、库房门处、叉车上、机械臂上。4.根据权利要求1所述的基于电动汽车充换电服务网络的电池管理系统，其特征在于，所述运营管理平台包括：电池全景信息采集模块、编组管理实施模块、全网络动态盘点模块、运行效率综合统计分析模块、规范使用监测模块；其中所述电池全景信息采集模块用于在电池流转的整个过程中，并实时采集电池的身份参数、时空参数、状态参数；其中编组管理实施模块用于对电池进行编组管理，具体包括：在电池组出入库时通过RFID阅读器读取电池ID以使同一组电池在同一批次进行操作；在电池组放入储位或充电架或电池仓时通过RFID阅读器读取电池ID以使同一组电池放置在...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘念浩，刘建男，张健，刘红超，喻宜，吕志来，邓莎，万恩忠，
申请(专利权)人：北京许继电气有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：北京,11