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

背景技術：

1、電動車行業(yè)對于緩解環(huán)境壓力、推動經(jīng)濟增長有著重要的戰(zhàn)略意義，電動車因其高效節(jié)能的優(yōu)點，在環(huán)境保護方面有著不可替代的優(yōu)勢。但是電動車同樣存在電池容量小、充電時間長、續(xù)航能力差等問題，限制了電動車行業(yè)的發(fā)展。為了解決上述問題，一種用于電動車快捷更換電池的換電裝置應運而生，當電動車的電池電量即將耗盡時，用戶將電動車的原有電池進行拆卸，并在換電裝置更換一個電量充足的電池。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行付費換電，然而這種方式需要用戶在拎著電池包的情況下通過手機進行掃碼操作，此過程中用戶的體驗感較差；還有一種無柜門設計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，當發(fā)生電池起火或者爆炸事故時，用戶受到危險的風險較高。因此，基于此難題，本技術提出了一種電動車智能換電系統(tǒng)及方法。

技術實現(xiàn)思路

1、技術目的

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

3、技術方案

4、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種電動車智能換電系統(tǒng)及方法，其通過實體按鈕與近場通迅相結合的方式取代用戶掃碼開門的操作，根據(jù)電池內(nèi)部存儲的業(yè)務信息規(guī)范電池的使用并支持離線驗證，從而在保留換電柜柜門設計的同時簡化電動車的換電流程。

5、第一方面，本發(fā)明提供了一種電動車智能換電系統(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，用于傳輸換電請求至服務器以及接收服務器下發(fā)的操作指令；

8、近場通迅模塊，用于判斷是否有待換電電池靠近換電柜；

9、服務器，用于接收換電請求并根據(jù)換電請求下發(fā)操作指令。

10、進一步的，所述換電柜通過實體按鈕與近場通迅相結合的方式判斷其是否需要開啟柜門；僅當所述換電柜自身滿足開柜換電條件，所述近場通迅模塊判斷存在待換電電池靠近所述換電柜，且所述換電柜的實體按鈕被按下時，所述換電柜判定需要打開一個處于空閑狀態(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進行掃碼操作，優(yōu)化了用戶的體驗感；避免了部分用戶在操作過程中將電池包放置于地面而導致電池被污損或損壞現(xiàn)象的發(fā)生。

11、進一步的，所述換電柜具備語音提示功能，其會在進行柜門開啟、業(yè)務信息驗證等操作時同步進行語音播報。

12、進一步的，所述換電柜支持離線驗證電池業(yè)務信息。其在換電柜離線或服務器維護時，依然允許用戶進行離線換電，系統(tǒng)魯棒性強。

13、進一步的，所述換電柜支持通過掃碼進行換電。

14、進一步的，所述近場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簽；所述閱讀器通過發(fā)射無線射頻信號以激活所述換電柜周圍一定區(qū)域內(nèi)的電子標簽，并記錄電子標簽被激活時的時間戳；所述近場通訊模塊根據(jù)電池位于所述換電柜周圍的時間長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，保證了換電柜的財產(chǎn)安全性。

15、進一步的，換電請求包括用戶信息、待換電電池的業(yè)務信息、待換電電池的電量信息及目標電池的電量信息，所述服務器根據(jù)待換電電池的電量信息及目標電池(即已經(jīng)在換電柜內(nèi)充滿的電池，可以被用戶取走使用)的電量信息計算換電費用，或是根據(jù)其他規(guī)則進行計算，具體計算方式由客戶和業(yè)務形態(tài)確定。

16、進一步的，所述換電柜在用戶關閉柜門后對待換電電池進行業(yè)務信息讀取，并通過所述通信模塊將業(yè)務信息傳輸至所述服務器；所述服務器對業(yè)務信息進行處理并根據(jù)處理結果下發(fā)相應的操作指令；若業(yè)務信息驗證失敗，則所述換電柜重新打開柜門并將電池退還給用戶；若業(yè)務信息驗證成功，則所述換電柜挑選一個符合出柜條件的電池并打開其所在柜的柜門。其在保留柜門設計保證換電柜安全性的同時簡化了換電流程。

17、進一步的，所述系統(tǒng)還包括高低溫預警模塊，其中，高溫預警包括在所述換電柜內(nèi)部溫度過高時通過物理降溫的方式對所述換電柜進行散熱，并在電池電芯溫度超過一定閾值時中斷該電池的充電進程，若檢測到所述換電柜內(nèi)部存在起火現(xiàn)象時，控制所述換電柜進入消防保護狀態(tài)，切斷整柜電源，并通過消防氣瓶或者水進行滅火；低溫預警包括在電池電芯溫度過低時通過加熱模塊對電池進行加熱，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)定運行，確保了換電服務的連續(xù)性和可靠性。

18、進一步的，所述系統(tǒng)還包括機器學習模塊，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)線性回歸算法預測電池使用狀態(tài)，優(yōu)化電池分配策略。其通過分析電池的性能變化，為電池制定個性化的充電策略以延長電池壽命；通過預測電池故障，提前預警潛在的安全風險，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通迅模塊的判斷結果開啟柜門；

21、換電柜對電池的業(yè)務信息進行讀取并通過通信模塊傳輸至服務器；

22、服務器對業(yè)務信息進行處理并根據(jù)處理結果下發(fā)相應的操作指令；

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)務信息寫入該電池。

24、進一步的，若所述換電柜打開了一個處于空閑狀態(tài)的換電柜柜門后，經(jīng)過一段時間仍未有待換電電池接入且柜門一直處于開啟狀態(tài)，則所述換電柜自動結束當前換電進程。

25、進一步的，若電池離開所述換電柜周圍一段時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，則在一定時間后所述換電柜會將該電池進行排除。

26、進一步的，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小程序上啟動退電進程，所述換電柜打開一個處于空閑狀態(tài)的換電柜柜門以等待用戶退還電池；所述換電柜對該電池進行業(yè)務信息讀取，若業(yè)務信息驗證成功，則判斷當前退電進程成功結束；用戶可通過小程序提前進行退電預約以使得所述換電柜提前預留空閑換電柜。

27、第三方面，本發(fā)明還提供了一種計算機設備，包括處理器和存儲器，所述處理器與所述存儲器相連，所述存儲器用于存儲計算機程序，所述處理器用于執(zhí)行所述存儲器中存儲的計算機程序，以使得所述計算機設備執(zhí)行實現(xiàn)前述所述電動車智能換電方法。

28、第四方面，本發(fā)明還提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，所述計算機可讀存儲介質(zhì)中存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)前述所述電動車智能換電方法。

29、本發(fā)明通過實體按鈕與近場通迅相結合的方式取代用戶掃碼開門的操作；根據(jù)電池內(nèi)部存儲的業(yè)務信息規(guī)范電池的使用并支持離線驗證；高低溫預警模塊通過物理降溫的方式對所述換電柜進行散熱，并在電池電芯溫度超過一定閾值時中斷該電池的充電進程，在電池電芯溫度過低時通過加熱模塊對電池進行加熱；機器學習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)線性回歸算法預測電池使用狀態(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計的同時簡化電動車的換電流程，該系統(tǒng)及方法的應用場景廣泛，保證了電動車換電過程的安全性，優(yōu)化了電動車的換電流程，提升了用戶在換電過程中的體驗感。

30、有益效果

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

32、(1)通過實體按鈕與近場通迅相結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進行掃碼操作，優(yōu)化了用戶的體驗感；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，保證了換電柜的財產(chǎn)安全性。

33、(2)根據(jù)電池內(nèi)部存儲的業(yè)務信息規(guī)范電池的使用并支持離線驗證；其在保留柜門設計保證換電柜安全性的同時簡化了換電流程；取消了對電池結構的限定，允許電池具有更大的通用性；在換電柜離線或服務器維護時，依然允許用戶進行離線換電，系統(tǒng)魯棒性強。

34、(3)高低溫預警模塊通過物理降溫的方式對所述換電柜進行散熱，并在電池電芯溫度超過一定閾值時中斷該電池的充電進程，在電池電芯溫度過低時通過加熱模塊對電池進行加熱；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)定運行，確保了換電服務的連續(xù)性和可靠性。

35、(4)機器學習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)線性回歸算法預測電池使用狀態(tài)，優(yōu)化電池分配策略；其通過分析電池的性能變化，為電池制定個性化的充電策略以延長電池壽命；通過預測電池故障，提前預警潛在的安全風險，減少安全事故的發(fā)生。