电池管理系统、方法以及具有该电池管理系统的电动汽车与流程

1.本发明涉及用于电动汽车的电池管理系统、电池管理方法以及具有该电池管理系统的电动汽车。


背景技术：

2.近年来，石油资源的日趋枯竭和环境污染的日益严重，电动汽车的使用率已越来越高。但是与燃油车的普及率和接受率相比，电动汽车依然是望尘莫及。
3.究其原因在于，现有的电动汽车续航能力不足、充电时间较长。
4.为了解决这一问题，已有发明提出了电动汽车共享电池系统的理念，电动汽车共享电池系统包括电动汽车、共享电池和换电站，该电动汽车在购买时不包括共享电池，而采用租赁的方式提供给电动汽车车主使用，当共享电池电量快用完时，会提醒电动汽车车主去换电站更换。
5.但现有技术并未将电动汽车的行程信息、电池电量信息、换电站的位置信息综合在一起给出一个电池更换策略。


技术实现要素：

6.本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种用于电动汽车的电池管理系统及方法，其能综合电量分析、路径规划、换电站信息制定出行方案，实现电池的有效配置，实现能耗和成本的最优化。本发明还提供一种具有上述电池管理系统的电动汽车。
7.根据本发明的一个方面，提供一种用于电动汽车的电池管理系统，包括：信息输入模块，该信息输入模块用于在所述电动汽车出发前由用户输入行程的目的地信息；电量检测模块，该电量检测模块用于实时检测所述电动汽车的电量；一次路径规划模块，该一次路径规划模块基于所述目的地信息进行一次路径规划，获得第一路径；预估模块，该预估模块基于所述第一路径以及检测到的所述电量，预估是否能在电量耗尽前抵达目的地；以及二次路径规划模块，若所述预估模块预估不能在电量耗尽前抵达所述目的地，则该二次路径规划模块根据所述第一路径搜索途中的各个换电站，并选择途中的一个所述换电站作为中间目的地进行二次路径规划。
8.优选地，所述信息输入模块中在出发前还需用户输入载重信息，所述预估模块基于所述第一路径、所述载重信息以及检测到的所述电量进行预估。
9.优选地，所述载重信息是乘车人数。
10.优选地，该用于电动汽车的电池管理系统还包括：换电站信息获取模块，该换电站信息获取模块基于所述二次路径规划模块的搜索结果，获取途中的各个换电站当前的繁忙程度信息，所述二次路径规划模块基于途中的各个换电站的位置以及所述繁忙程度信息选择作为所述中间目的地的换电站。
11.优选地，该用于电动汽车的电池管理系统还包括：天气信息获取模块，该天气信息获取模块用于获取当前的天气信息，所述预估模块在进行预估时，将所述天气信息考虑在
内。
12.优选地，该用于电动汽车的电池管理系统还包括：交通信息获取模块，该交通信息获取模块用于获取当前的道路交通信息，所述一次路径规划模块及所述二次路径规划模块在进行路径规划时，将所述道路交通信息考虑在内。
13.根据本发明的另一个方面，提供一种电动汽车，包括主电池以及用于安装可更换电池组的多个安装舱，设置有本发明的一个方面所述的电池管理系统。
14.优选地，多个所述安装舱相对于所述电动汽车的前后轴线呈对称配置。
15.优选地，包括六个所述安装舱，所述电动汽车的前后分别设有一个所述安装舱，所述电动汽车的两侧分别设有两个所述安装舱。
16.根据本发明的另一个方面，提供一种用于电动汽车的电池管理方法，包括如下步骤：信息输入步骤，用于在所述电动汽车出发前由用户输入行程的目的地信息；电量检测步骤，用于实时检测所述电动汽车的电量；一次路径规划步骤，基于所述目的地信息进行路径规划，获得第一路径；预估步骤，基于所述第一路径以及检测到的所述电量，预估是否能在电量耗尽前抵达目的地；以及二次路径规划步骤，若所述预估步骤预估不能在电量耗尽前抵达所述目的地，则该二次路径规划步骤根据所述第一路径搜索途中的各个换电站，并选择途中的一个所述换电站作为中间目的地进行二次路径规划。
附图说明
17.图1是本发明一实施例所涉及的用于电动汽车的电池管理系统的结构框图。
18.图2是本发明一实施例所涉及的具有上述电池管理系统的电动汽车的一个示例图。
19.图3是本发明一实施例所涉及的用于电动汽车的电池管理方法的流程图。
具体实施方式
20.下面，结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。
21.本文所使用的术语仅用于描述特定实施例，且不意欲限制本公开。如本文所使用的，单数形式“一个”和“该”也意欲包括复数形式，除非上下文另外清楚指出。还将理解的是，当本说明书中使用术语“包括”和/或“由
……
制成”时，指定存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其群组。
22.除非另外限定，否则本文所用的所有术语(包括技术和科学术语)的含义与本领域普通技术人员通常理解的含义相同。还将理解，诸如那些在常用字典中限定的那些术语应当被解释为具有与其在相关技术以及本公开的背景下的含义一致的含义，且将不解释为具有理想化或过度形式上的含义，除非本文明确如此限定。
23.图1是本发明一实施例所涉及的用于电动汽车的电池管理系统100的结构框图。
24.如图1所示，本实施例的电池管理系统100用于能安装多个可更换电池组的电动汽车，其包括：信息输入模块110、电量检测模块120、天气信息获取模块130、预估模块140、交
通信息获取模块150、换电站信息获取模块160、一次路径规划模块170及二次路径规划模块180。
25.信息输入模块110用于在电动汽车出发前由用户输入行程的目的地信息及载重信息。例如，电动汽车具有用于输入行程的目的地信息及载重信息的接口，通过语音、触摸、按键等方式进行输入。此处的载重信息可以例如是乘车人数。
26.电量检测模块120用于实时检测电动汽车的电量。此处的电量是指电动汽车所有的电量，包括不可更换的电池及可更换的电池组的电量。
27.天气信息获取模块130用于获取当前的天气信息。该天气信息包括主要包括气温。此处，可以通过车辆和路基设备的通信方式从天气信息中央服务器获取天气信息。也可以通过车辆和车辆的通信方式从其他车辆处获取天气信息。
28.交通信息获取模块150用于获取当前的道路交通信息，此处的道路交通信息包括交通拥堵情况、施工情况等交通信息。此处，可以通过车辆和路基设备的通信方式从交通信息中央服务器获取道路交通信息。也可以通过车辆和车辆的通信方式从其他车辆处获取道路交通信息。
29.一次路径规划模块170基于信息输入模块110输入的目的地信息以及交通信息获取模块150获取的当前的道路交通信息进行一次路径规划，获得第一路径。此处的路径规划采用现有技术即可，在此不作赘述。
30.预估模块140基于信息输入模块110中输入的载重信息、电量检测模块120中检测到的电量、一次路径规划模块170中获得的第一路径，并将天气信息获取模块130获取的天气信息考虑在内预估是否能在电量耗尽前抵达目的地。由于车身的重量会影响续航，因此在预估模块140中，需要根据预先存储的车辆的自重、安装的可更换电池组的重量以及信息输入模块110中输入的载重信息估算车辆总体的重量，并基于此来进行预估。此外，针对天气信息，若气温较低，会影响电池的充放电能力，从而影响续航能力，并且在气温较低或较高时，用户使用空调所需的电力也会影响续航能力。
31.关于车辆总体的重量以及气温对电池续航能力的影响例如可以通过事先多次实验来构建一个特性表或特性曲线，根据该特性表、特性曲线来估算当前的车辆自重以及气温下的续航能力。
32.若预估模块140预估能在电量耗尽前抵达目的地，则基于第一路径行驶即可。
33.若预估模块140预估不能在电量耗尽前抵达目的地，则二次路径规划模块180首先根据第一路径搜索途中的各个换电站，并利用换电站信息获取模块160获取途中的各个换电站的繁忙程度信息，基于途中的各个换电站的位置及繁忙程度信息选择途中的一个换电站作为中间目的地，并结合当前的道路交通信息进行二次路径规划。
34.由于加装部分或全部可更换电池组会增加电动汽车的自重，因此，此处在选择中间目的地时，一般选择与车辆之间的距离接近续航里程且繁忙程度较低的换电站，以优化能耗。
35.换电站信息获取模块160获取途中的各个换电站当前的繁忙程度信息。这里，每个换电站均与一个换电站服务器相连，实时更新各个换电站当前的繁忙程度信息。换电站信息获取模块160根据二次路径规划模块180的搜索结果从换电站服务器获取途中的各个换电站当前的繁忙程度信息，并提供给二次路径规划模块180。
36.由此，根据本实施例的电池管理系统100，能综合电量分析、路径规划、换电站信息制定出行方案，实现电池的有效配置，实现能耗和成本的最优化。
37.图2是本发明一实施例所涉及的具有上述电池管理系统100的电动汽车a的一个示例图。
38.如图2所示，本实施例所示的电动汽车a具有上述电池管理系统100，且包括一个主电池10以及6个用于安装可更换电池组的安装舱11、12、13、14、15、16。安装舱11、12、13、14、15、16具有统一的标准大小，能安装标准规格的可更换电池组。多个安装舱11、12、13、14、15、16相对于电动汽车a的前后轴线呈对称配置。如图2所示，电动汽车a的前后分别设有一个安装舱15、16，电动汽车a的两侧分别设有两个安装舱11、12、13、14。
39.通常，在购买电动汽车a时，仅提供主电池10，可更换电池组能在各个换电站租赁获得。主电池10能确保通常的市内交通出行。在需要长途行驶时，能在换电站安装部分或全部可更换电池组。通过此种设置，能减少电动汽车的电池组，减轻车身重量，达到节能目的。
40.当然，电动汽车的安装舱数量不限于此，安装位置也不限于此。
41.图3是本发明一实施例所涉及的用于电动汽车的电池管理方法的流程图。
42.如图3所示，步骤s101中，在电动汽车出发前，由用户输入行程的目的地信息及载重信息。
43.步骤s102中，实时检测电动汽车的电量。此处的电量是指电动汽车所有的电量，包括不可更换的电池及可更换的电池组的电量。
44.步骤s103中，获取当前的天气信息。该天气信息包括主要包括气温。
45.步骤s104中，获取当前的道路交通信息，此处的道路交通信息包括交通拥堵情况、施工情况等等交通信息。
46.步骤s105中，基于步骤s101中输入的目的地信息以及步骤s104中获取的当前的道路交通信息进行一次路径规划，获得第一路径。
47.步骤s106中，基于步骤s101中输入的载重信息、步骤s102中检测到的电量、步骤s105中获得的第一路径，并将步骤s103中获取的天气信息考虑在内预估是否能在电量耗尽前抵达目的地。若为是，则前进至步骤s110。若为否，则前进至步骤s107。
48.步骤s107中，基于步骤s105中获得的第一路径搜索途中的各个换电站，从换电站服务器获取各个换电站的繁忙程度信息。
49.步骤s108中，基于途中的各个换电站的位置、及繁忙程度信息选择一个换电站作为中间目的地，结合当前的道路交通信息进行二次路径规划，获得第二路径。
50.步骤s109中，基于第二路径进行行驶。
51.步骤s110中，基于第一路径进行行驶。
52.上述实施例中通过车辆和路基设备的通信方式或车辆和车辆的通信方式从各个服务器获取信息。当然，本发明并不局限于上述通信技术，如可采用5g通信，wifi通信，基于蜂窝移动通信系统的c-v2x(cellular vehicle to everything)技术，短程通信(dedicated short range communication，dsrc)技术等。
53.此外，上述实施例的电池管理系统的天气信息获取模块、交通信息获取模块、换电站信息获取模块可以省略。对应地，步骤s103、步骤s104也可以省略，而在步骤s107中仅基于第一路径搜索途中的各个换电站。在省略的情况下，步骤s102直接跳转至步骤s105。
54.虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，本发明中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本发明中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行相互替换而形成的技术方案。