一种光伏共享换电柜智能供电管理系统及方法与流程

1.本发明涉及共享换电设备技术领域，具体是一种光伏共享换电柜智能供电管理系统及方法。


背景技术：

2.随着科技的不断发展，外卖配送的形式在我们的生活中越来越普遍，外卖配送员对于电动车的使用率非常高，每个外卖员每日使用电动车的平均里程数在100公里到150公里之间，于是共享电动车电瓶应运而生，城市街头开始出现电动车电瓶租赁换电柜。而随着国家新规的提出，电瓶车轻量化是未来的趋势，共享换电形式层出不穷，哈啰公司提出电单车共享换电柜，蔚来汽车提出汽车电瓶租赁模式。不远将来无论是电动汽车还是电动单车，共享换电模式都将是一种减少车辆负载同时增加车辆续航的解决方案。
3.光伏发电本身是一种直流电能，如果与共享换电模式相结合，将能够极大提高光伏发电利用效率。由于换电设备的持续工作，电能消耗较大，可以结合光伏发电进行充电服务，大大降低光伏发电过程中的成本支出。现有的光伏共享换电柜发展还在起步阶段，换电柜的智能化程度较低，换电柜批量存储电池容易造成安全隐患，且易于丢失，造成损失。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种光伏共享换电柜智能供电管理系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种光伏共享换电柜智能供电管理系统，包括光伏发电模块、换电柜、通讯模块、身份验证模块、订单生成模块、电池检验模块、电池管理模块；
7.所述光伏发电模块与换电柜之间电连接，持续向换电柜中的电池进行充电；
8.所述通讯模块用于建立与用户之间的网络服务连接，在换电柜上设置显示屏，通过显示片显示连接二维码，用户使用智能终端的app软件扫码连接；
9.所述身份验证模块在用户智能终端与换电柜之间建立连接后启动，验证用户身份信息，验证用户账户是否可以进行换电服务，并验证用户历史订单中是否含有未归还电池的订单；
10.所述订单生成模块包含两种订单生成模式，第一种为新用户模式，订单模式为借出电池而不需要回收亏电电池，用户在生成订单时需要预付押金，用于初次借出电池的使用保障，还需要收取电池的单次使用费用；第二种为老用户模式，用户在进行换电服务时需要进行亏电电池回收，用户在下单时选择此种模式，订单生成模块仅生成收取单次使用费用的订单，用户从换电柜内取出满电的电池后需要将亏电电池放回至换电柜内重新充电；
11.所述电池检验模块包括电池容量检测、电池温度检测以及电池内阻检测；
12.所述电池管理模块包括驱动电路、均衡电路以及充电保护模组。
13.作为本发明进一步的方案：所述通讯模块包括2g模组、3g模组、4g模组、5g模组、
nfc模组、蓝牙模组中的一种或者多种，所述nfc模组以及蓝牙模组可在智能终端设备无网络时反向共享换电柜通讯模块网络，实现用户智能终端无网络连接使用。
14.作为本发明再进一步的方案：所述身份验证模块包括用户实名身份信息验证、不良信用信息验证、头像信息验证，当用户实名身份信息、不良信息或者头像信息中的一种或者多种出现异常时停止为用户进行换电服务。
15.作为本发明再进一步的方案：所述订单生成模块还包括换电规格选择模块，不同车型使用的电池容量不同，所述换电柜上设置有不同型号的换电柜门，对应app上按照换电柜的布局设置换电选择页面，用户可以根据需要的电池种类选择换电柜门，进行下单。
16.作为本发明再进一步的方案：所述订单生成模块在用户智能终端的app上完成后，换电柜控制驱动组件打开用户选择的换电柜门，用户取出换电柜门内部已充满电的电池，并将用户的亏电电池送回至换电柜门的内部，用户将换电柜门关闭，完成换电服务。
17.作为本发明再进一步的方案：所述换电柜门上设置有蜂鸣器，当用户订单生成后，换电柜门打开，蜂鸣器开始响起，在用户换电的过程中蜂鸣器持续工作，当用户手动关闭换电柜门后蜂鸣器停止工作，避免用户忘记关闭柜门，造成电池丢失损失。
18.作为本发明再进一步的方案：所述电池检验模块在检验电池容量后，若电池容量低于设定的最小值时，停止对回收的电池进行充电，并通知后台进行电池回收，对电池进行返厂处理；若电池在充电过程中温度发生异常，对电池进行停止充电，通知后台进行电池回收，并进行返厂处理；当电池内阻大于设定值时，停止对电池进行充电，通知后台进行电池回收，并返厂处理。
19.作为本发明再进一步的方案：所述驱动电路在回收的电池通过电池检验模块的检验之后启动，对电池进行充电，当充电达到电池容量的90％时，使用均衡电路对电池进行均衡，缩小电池内部的单体电池之间的电压差值，提升电池的使用寿命。
20.一种光伏共享换电柜智能供电管理方法，包含如权利要求1-8任一所述的智能供电管理系统，包括以下步骤：
21.s1、建立通讯，用户使用智能终端，打开对应的app软件，通过扫描换电柜门上的二维码，与换电柜建立连接，若用户智能终端无法进行网络连接，可以通过打开智能终端的nfc开关以及蓝牙开关，建立连接；
22.s2、身份验证，在完成用户与换电柜的连接后，终端系统对用户账户进行验证，通过后向用户展示订单生成模块；
23.s3、订单生成，用户根据需要进行下单，在下单前需要对自身身份进行区分，当用户为新用户时，用户首先需要交纳预付押金，完成预付押金的交纳后才能继续下单；若用户为老用户，可以跳过预付押金交纳的步骤，直接进行下单；
24.用户下单时根据智能终端的app显示页面上，选择换电柜门，进行换电服务，在完成换电后将换电柜门关上，结束换电流程。
25.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
26.本发明通过光伏发电模块产生电能，通过输电线路送入换电柜的内部，结合通讯模块与用户终端建立连接，在与用户建立连接之后，通过身份验证模块对用户的身份进行验证，决定用户是否可以进行换电服务操作，在用户通过身份验证之后，用户可以根据智能终端的订单生成模块进行下单，从而完成进行换电操作；其中换电之后回收的亏电电池可
以通过电池检测模块进行检测，并与后台建立信息收集机制，追踪电池信息，对电池的使用状态进行实时检测和管理，及时处理状态异常的电池，保证换电服务使用过程中的安全，有效提升了共享电池的监管以及使用效率。
附图说明
27.图1为一种光伏共享换电柜智能供电管理系统的结构示意图。
28.图2为一种光伏共享换电柜智能供电管理方法中流程示意图。
具体实施方式
29.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
30.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
31.下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
32.如图1所示，一种光伏共享换电柜智能供电管理系统，包括光伏发电模块、换电柜、通讯模块、身份验证模块、订单生成模块、电池检验模块、电池管理模块；
33.所述光伏发电模块与换电柜之间电连接，持续向换电柜中的电池进行充电；
34.具体的，光伏发电模块中的光伏板可以分散布置，通过输电线路进行输电，光伏板的布置场所可以为换电柜附近的公交站亭顶部、自行车停车亭顶部、地铁站入口的顶部等部位。
35.所述通讯模块用于建立与用户之间的网络服务连接，在换电柜上设置显示屏，通过显示片显示连接二维码，用户使用智能终端的app软件扫码连接；
36.具体的，用户使用智能终端如智能手机等，通过扫描显示屏上的二维码建立换电柜与用户之间的连接，用户也可以在无网络的情况下建立连接，通过蓝牙或者nfc等近场通讯的方式，读取用户信息并进行验证，下单等操作。
37.所述身份验证模块在用户智能终端与换电柜之间建立连接后启动，验证用户身份信息，验证用户账户是否可以进行换电服务，并验证用户历史订单中是否含有未归还电池的订单；
38.具体的，身份验证模块主要是用于验证用户在使用的过程中是否出现过违约现象，以及是否没有进行电池归还换电操作，系统判定用户身份验证不通过时无法进行下单操作。
39.所述订单生成模块包含两种订单生成模式，第一种为新用户模式，订单模式为借出电池而不需要回收亏电电池，用户在生成订单时需要预付押金，用于初次借出电池的使用保障，还需要收取电池的单次使用费用；第二种为老用户模式，用户在进行换电服务时需
要进行亏电电池回收，用户在下单时选择此种模式，订单生成模块仅生成收取单次使用费用的订单，用户从换电柜内取出满电的电池后需要将亏电电池放回至换电柜内重新充电；
40.具体的，当用户为新用户时，初次使用用户需要交纳预付押金，用于电池借出的保障服务，用户在后续的换电服务中无需进行再次交纳预付押金，只需进行单次使用费用的交纳，用户在后续换电时需要将使用亏电的电池交换回换电柜的内部，完成该次订单的合约使用，若用户未将亏电电池交换回换电柜内，系统判定用户违约，需要扣除用户初次使用时缴纳的预付押金，同时进行后台人工介入处理。
41.所述电池检验模块包括电池容量检测、电池温度检测以及电池内阻检测；
42.所述电池管理模块包括驱动电路、均衡电路以及充电保护模组。
43.作为本发明进一步的方案：所述通讯模块包括2g模组、3g模组、4g模组、5g模组、nfc模组、蓝牙模组中的一种或者多种，所述nfc模组以及蓝牙模组可在智能终端设备无网络时反向共享换电柜通讯模块网络，实现用户智能终端无网络连接使用。
44.具体的，换电柜本身设置网络连接模块，在用户智能终端无法进行网络连接时，用户可以通过nfc或者蓝牙等功能建立智能终端与换电柜之间的连接，提升用户使用体验。
45.作为本发明再进一步的方案：所述身份验证模块包括用户实名身份信息验证、不良信用信息验证、头像信息验证，当用户实名身份信息、不良信息或者头像信息中的一种或者多种出现异常时停止为用户进行换电服务。
46.具体的，身份验证模块可以收集用户的身份信息，在用户发生严重违约时后台系统可以通过身份信息与用户进行介入沟通处理。
47.作为本发明再进一步的方案：所述订单生成模块还包括换电规格选择模块，不同车型使用的电池容量不同，所述换电柜上设置有不同型号的换电柜门，对应app上按照换电柜的布局设置换电选择页面，用户可以根据需要的电池种类选择换电柜门，进行下单。
48.具体的，用户根据需要的换电服务进行选择，通过换电选择页面，选择需要的电池种类，进行下单，换电柜门在下单完成后打开，完成换电。
49.作为本发明再进一步的方案：所述订单生成模块在用户智能终端的app上完成后，换电柜控制驱动组件打开用户选择的换电柜门，用户取出换电柜门内部已充满电的电池，并将用户的亏电电池送回至换电柜门的内部，用户将换电柜门关闭，完成换电服务。
50.作为本发明再进一步的方案：所述换电柜门上设置有蜂鸣器，当用户订单生成后，换电柜门打开，蜂鸣器开始响起，在用户换电的过程中蜂鸣器持续工作，当用户手动关闭换电柜门后蜂鸣器停止工作，避免用户忘记关闭换电柜门，造成电池丢失损失。
51.具体的，用户在完成换电后，需要手动将换电柜门关上，避免换电柜门忘记关闭造成电池丢失，在换电柜门上设置蜂鸣器，在换电柜门打开之后，蜂鸣器持续工作，用户在换电的过程中持续梯形用户后续关闭换电柜门。
52.作为本发明再进一步的方案：所述电池检验模块在检验电池容量后，若电池容量低于设定的最小值时，停止对回收的电池进行充电，并通知后台进行电池回收，对电池进行返厂处理；若电池在充电过程中温度发生异常，对电池进行停止充电，通知后台进行电池回收，并进行返厂处理；当电池内阻大于设定值时，停止对电池进行充电，通知后台进行电池回收，并返厂处理。
53.具体的，电池在进行一定次数的循环之后，电池容量以及电池质量会下降，为保证
在使用过程中的安全，电池检测模块对换电返回的电池进行检测，包括容量检测、温度检测、内阻检测，判断电池健康状态，并报送系统后台。
54.作为本发明再进一步的方案：所述驱动电路在回收的电池通过电池检验模块的检验之后启动，对电池进行充电，当充电达到电池容量的90％时，使用均衡电路对电池进行均衡，缩小电池内部的单体电池之间的电压差值，提升电池的使用寿命。
55.具体的，在充电的过程中，当充电达到90％时，对电池内的单体电池进行分别均衡操作，保证各个单体电池之间的电压值差值在设定阈值之内，提升电池的使用寿命。
56.如图2所示，一种光伏共享换电柜智能供电管理方法，包含如权利要求1-8任一所述的智能供电管理系统，包括以下步骤：
57.s1、建立通讯，用户使用智能终端，打开对应的app软件，通过扫描换电柜门上的二维码，与换电柜建立连接，若用户智能终端无法进行网络连接，可以通过打开智能终端的nfc开关以及蓝牙开关，建立连接；
58.s2、身份验证，在完成用户与换电柜的连接后，终端系统对用户账户进行验证，通过后向用户展示订单生成模块；
59.s3、订单生成，用户根据需要进行下单，在下单前需要对自身身份进行区分，当用户为新用户时，用户首先需要交纳预付押金，完成预付押金的交纳后才能继续下单；若用户为老用户，可以跳过预付押金交纳的步骤，直接进行下单；
60.用户下单时根据智能终端的app显示页面上，选择换电柜门，进行换电服务，在完成换电后将换电柜门关上，结束换电流程。
61.本发明实施例的工作原理是：
62.如图1-2所示，本发明通过光伏发电模块产生电能，通过输电线路送入换电柜的内部，结合通讯模块与用户终端建立连接，在与用户建立连接之后，通过身份验证模块对用户的身份进行验证，决定用户是否可以进行换电服务操作，在用户通过身份验证之后，用户可以根据智能终端的订单生成模块进行下单，从而完成进行换电操作；其中换电之后回收的亏电电池可以通过电池检测模块进行检测，并与后台建立信息收集机制，追踪电池信息，对电池的使用状态进行实时检测和管理，及时处理状态异常的电池，保证换电服务使用过程中的安全，有效提升了共享电池的监管以及使用效率。
63.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
64.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。