CN106952150B - 基于用电情况的电动车租赁分时计费方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动车租赁计费方法。一种基于用电情况的电动车分时租赁计费方法，采用动力电池状态检测模块实时检测电动车动力电池的电流信息以及电压信息并传递给网络通信模块；网络通信模块包括各模块实时数据检测模块以及数据实时上传模块，数据实时上传模块定时向云服务模块上传数据；云服务模块采用电流实时统计模块实时统计分析电动车动力电池放电情况，采用GPRS距离统计模块实时监测用户所行驶的路线和距离；最后，收费标准计算模块根据单位时间电池能量消耗计算模块得到电动车所有单位时间电能消耗以及GPRS距离统计模块得到的电动车行驶距离进行计费。本发明结合实际用车情况计费，能够给出租方和租赁方提供一个相对公平、合理的用车环境。

Description

基于用电情况的电动车租赁分时计费方法

技术领域

本发明涉及一种电动车租赁计费方法，尤其是涉及一种基于用电情况的电动车租赁分时计费方法。

背景技术

当前，我国大气污染形势严峻，以可吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5）为特征污染物的区域性大气环境问题日益突出，损害人体健康，影响社会和谐稳定。为切实改善空气质量，2013年9月，国家出台了《大气污染防治行动计划》，计划中指出要强化移动源污染防治，加强城市交通管理，优化城市功能和布局规划，推广智能交通管理，缓解城市交通拥堵。实施公交优先战略，提高公共交通出行比例，根据城市发展规划，合理控制机动车保有量，大力推广新能源汽车。

国务院于2012年12月29日出台了《国务院关于城市优先发展公共交通的指导意见》（国发[2012]64号），提出“优先发展公共交通是缓解交通拥堵、转变城市交通发展方式、提升人民群众生活品质、提高政府基本公共服务水平的必然要求，是构建资源节约型、环境友好型社会的战略选择”。在部委层面上，交通运输部于2011年11月9日出台了《交通运输部关于开展国家公交都市建设示范工程有关事项的通知》（交运发[2011]635号），通过开展公交都市建设示范工程项目，力争在试点城市建成“保障更有力、服务更优质、设施更完善、运营更安全、管理更规范”的城市公共交通***。

电动汽车租赁是转变城市交通发展方式、降低移动源污染的重要手段，是城市公共交通***的有效补充。电动汽车租赁能够得以推广的核心问题是其合理的计费方式。

现有汽车租赁收费办法主要有时租、日租两种。时租即以小时计算，不满一小时按一小时算；日租，以24小时/日为准，按日收费。这种收费方法的缺点是没有考虑到使用过程中的实际情况，且价格较高，不利于电动汽车的推广。

鉴于以上背景，本发明提出一种科学合理的电动车（汽车）租赁记时计费方案，同时结合实际用车情况计费，给出租方和租赁方提供一个公平、合理的汽车租赁环境，旨在推广电动汽车的应用。

发明内容

本发明针对现有技术不足，提出了一种基于用电情况的电动车租赁分时计费方法。属于一种科学合理的电动车（汽车）租赁记时计费方案，同时结合实际用车情况计费，能够给出租方和租赁方提供一个相对公平、合理的用车环境。

本发明所采用的技术方案：

一种基于用电情况的电动车分时租赁计费方法，实现过程如下：

1）采用动力电池状态检测模块，实时检测被测电动车动力电池的电流（放电）信息以及电压信息，并传递给网络通信模块；

2）网络通信模块包括各模块实时数据检测模块以及数据实时上传模块；

实时数据检测模块接受动力电池检测模块的电流、电压信息，通过电流输出状态的变化来判断车辆的使用情况，当电流大于零时，则认为车辆在行驶中，电流输出平稳趋于零时，车辆静止状态；数据实时上传模块利用物联网以及GPRS网络定时向云服务模块上传数据，各模块把各自实时数据记录并上传，并在后台数据库中保存；

3）云服务模块包括电流实时统计模块、电池总电量统计模块、剩余电量计算模块、单位时间电池能量消耗计算模块、GPRS距离统计模块、电容计算模块、收费标准计算模块；

云服务模块采用电流实时统计模块实时统计分析电动车动力电池放电情况，实时保存每辆电动车的电流信息，并根据电动车电流变化情况，判断电动车的运行情况，将对应电动车的数据，保存于数据库中；

电池总电量统计模块将电动车在上次充电完成后所具有的总电量保存于对应电动车的对应数据字段中，并根据每次充电完成情况，实时生成对应时间点的对应总电量信息；

剩余电量计算模块根据电动车动力电池最近一次充电完成的总电量信息、实时电流信息以及电流与时间的关系计算得到电池剩余电量，并通过终端手机或电脑显示模块展示信息；

单位时间电池能量消耗计算模块根据电流实时统计模块、电池总电量统计模块以及剩余电量计算模块的数据信息，根据时间变化计算出各电动车动力电池的电能消耗情况；

GPRS距离统计模块实时监测用户所行驶的路线和距离，将用户距离信息传递到收费标准计算模块；

电容计算模块根据电压信息，计算出电动车动力电池在使用期间的电容变化情况；将得到的电容信息保存，并通过信息显示模块展示车辆预期充电完全所需时间；

最后，收费标准计算模块根据单位时间电池能量消耗计算模块得到电动车所有单位时间电能消耗以及GPRS距离统计模块得到的电动车行驶距离，按照下式进行计费：

其中，n为整个租赁时间，W为，P为单位时间电能消耗，s为行驶距离，c为常数。

所述的基于用电情况的电动车租赁分时计费方法，动力电池状态检测模块包括电流实时监测模块以及电压实时检测模块；

电流实时监测模块通过电流传感器实时检测被测电动车动力电池的电流信息，并将检测感受到的信息变换输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制要求；

电压实时检测模块检测得到电动车动力电池在每次充电完成后的电压信息以及所具有的总电量，并检验电动车动力电池随着使用所造成电能衰减情况，以增加后期对电车使用期间各时刻剩余电量的计算精度；或者，按电动车动力电池每一千次充放电，总电量衰减为90%估算电动车动力电池随着使用所造成电能衰减情况。

所述常数c是通过总结大量租车费用的数据得来的，c取值为3～4。

本发明的有益效果：

1、本发明提出了一种环境友好型、资源节约型的新型收费方法，根据消费者在使用电动车时的能耗情况，进行合理的收费。设计科学、合理。可以在现有的电动车租赁领域增强广大消费者的节能意识，促进消费者主动响应国家节能减排号召，提倡节能减排、环保出行。

2、本发明基于用电情况的电动车租赁分时计费方法，打造了一种无噪音、无污染、低能耗的电动车租赁平台。同时，对于公司的电能消耗情况，电池使用控制情况将会有一个很好的管理和控制保障，能够在一定程度上将大大减少电车电池的损耗，以及增加电池的使用年限。

附图说明

图1是本发明基于用电情况的电动车租赁分时计费方法运行平台（电动车租赁平台）结构示意图；

图2是本发明基于用电情况的电动车租赁分时计费方法的电动车租赁平台结构及各模块之间的通信展示示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

实施例1

参见图1、图2，本发明基于用电情况的电动车分时租赁计费方法，实现过程如下：

1）采用动力电池状态检测模块，实时检测被测电动车动力电池的电流（放电）信息以及电压信息，并传递给网络通信模块；

2）网络通信模块包括各模块实时数据检测模块以及数据实时上传模块；

实时数据检测模块接受动力电池检测模块的电流、电压信息，通过电流输出状态的变化来判断车辆的使用情况，当电流大于零时，则认为车辆在行驶中，电流输出平稳趋于零时，车辆静止状态；数据实时上传模块利用物联网以及GPRS网络定时向云服务模块上传数据，各模块把各自实时数据记录并上传，并在后台数据库中保存；

3）云服务模块包括电流实时统计模块、电池总电量统计模块、剩余电量计算模块、单位时间电池能量消耗计算模块、GPRS距离统计模块、电容计算模块、收费标准计算模块；

云服务模块采用电流实时统计模块实时统计分析电动车动力电池放电情况，实时保存每辆电动车的电流信息，并根据电动车电流变化情况，判断电动车的运行情况，将对应电动车的数据，保存于数据库中；

电池总电量统计模块将电动车在上次充电完成后所具有的总电量保存于对应电动车的对应数据字段中，并根据每次充电完成情况，实时生成对应时间点的对应总电量信息；

剩余电量计算模块根据电动车动力电池最近一次充电完成的总电量信息、实时电流信息以及电流与时间的关系计算得到电池剩余电量，并通过终端手机或电脑显示模块展示信息；

单位时间电池能量消耗计算模块根据电流实时统计模块、电池总电量统计模块以及剩余电量计算模块的数据信息，根据时间变化计算出各电动车动力电池的电能消耗情况；

GPRS距离统计模块实时监测用户所行驶的路线和距离，将用户距离信息传递到收费标准计算模块；

电容计算模块根据电压信息，计算出电动车动力电池在使用期间的电容变化情况；将得到的电容信息保存，并通过信息显示模块展示车辆预期充电完全所需时间；

最后，收费标准计算模块根据单位时间电池能量消耗计算模块得到电动车所有单位时间电能消耗以及GPRS距离统计模块得到的电动车行驶距离，按照下式进行计费：

其中，n为整个租赁时间，W为，P为单位时间电能消耗，s为行驶距离，c为常数。

常数c取值范围为34，该常数是通过总结大量租车费用的数据得来的最佳值。

实施例2

参见图1、图2，本实施例的基于用电情况的电动车租赁分时计费方法，其与实施例1的不同之处在于：采用的动力电池状态检测模块包括电流实时监测模块以及电压实时检测模块；电流实时监测模块通过电流传感器实时检测被测电动车动力电池的电流信息，并将检测感受到的信息变换输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制要求；电压实时检测模块检测得到电动车动力电池在每次充电完成后的电压信息以及所具有的总电量，并检验电动车动力电池随着使用所造成电能衰减情况，以增加后期对电车使用期间各时刻剩余电量的计算精度。

如不使用此模块，可按电动车动力电池（锂电池）每一千次充放电，总电量衰减为90%估算电动车动力电池随着使用所造成电能衰减情况。

实施例3

参见图1、图2，本发明基于用电情况的电动车租赁分时计费方法，结合实际用车情况计费，能够给出租方和租赁方提供一个相对公平、合理的用车环境。

参见图1，由状态检测模块、网络通信模块、云服务模块以及终端手机或电脑显示终端打造出一种无噪音、无污染、低能耗的电动车租赁平台。

参见图2，各模块具体构造及发明电动车租赁分时计费方法实现的过程如下：

一、动力电池状态检查模块：包括电流实时监测模块以及电压检测模块。

1.电流实时监测模块

电流实时监测模块是主要是通过电流传感器，实时检测被测电流的信息，并将检测感受到的信息，按一定规律变换成为符合一定标准需要的电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。在此模块中，将检测到的电信号或其他形式的信息传递给网络通信模块。

2.电压检测模块

电压检测模块是检测电车电池在每次充电完成后的电压信息，主要目的是为了得到电池在充电完成后所具有的总电量，在一定程度上起到校验电池随着使用所造成电能衰减情况，这会在一定程度上增加后期对电车使用期间各时刻剩余电量的计算精度。（如不使用此模块，将按锂电池每一千次充放电，总电量衰减为90%估算）。

3.考虑到后期的业务扩展，可设计电池温度检测模块。在积累到足够多数据前提下，将连同电车其他使用信息做大数据分析。将对于企业后期发展起到重要意义。

二、网络通信模块

1.检测各模块实时数据模块

接受动力电池检测的模块的电信号信息，并将电信号转换为数字信号。通过电流输出多少来判断车辆的使用情况，当电流输出较多时，则车辆在行驶中，电流输出平稳趋于零时，车辆静止状态。并接受动力电池检测的模块的电信号信息，并将电信号转换为数字信号，以数字可视化展现出来。

2.数据实时上传模块

利用物联网网络GPRS来固定时间向服务器上传数据，各模块把各自实时数据记录并上传，在后台数据库中完整保存，实时刷新数据，保证数据的及时性，有效性和完整性。

三、云服务模块

1.电流实时统计模块

电流实时统计分析，将实时保存每辆电车的电流信息。并根据电车电流变化情况，判断电车的运行情况，将对应电车的数据，保存于数据库中。

2.电池总电量统计模块

同电流实时统计模块，将电车在上次充电完成后所具有的总电量保存于对应电车的对应数据字段中，并根据每次充电完成情况，实时生成对应时间点的对应总电量信息。

3.剩余电量计算模块

剩余电量计算模块，是根据电车电池最近一次充电完成的总电量信息，以及实时电流信息及电流与时间的关系计算得到，并将每时刻的信息保存。便于信息展示模块展示信息。

4.单位时间电池能量消耗计算模块

单位时间电能消耗模块是云服务模块中核心模块，它的实现依赖于电流统计模块，总电量统计模块以及剩余电量计算模块。其根据这三个模块，根据时间变化计算出各电车电池的电能消耗情况。

5.GPRS距离统计模块

用户在使用电车的同时，将实时监测用户所行驶的路线和距离，并不断更新数据。将用户距离信息，传递给收费标准计算模块。

6.电容计算模块

电容计算模块，是根据电压信息，计算出电池在使用期间的电容变化情况。得到的电容信息保存，将用于信息展示模块的预期充电完全所需时间展示。

7.收费标准计算模块

收费标准计算模块将根据单位时间电池能量消耗计算模块以及GPRS距离统计模块两个标准提出更合理的收费标准。目前收费标准拟定于所有单位时间电能消耗与行驶距离乘积3.40倍的和。即

其中，n为整个租赁时间。

四、信息展示模块

在信息展示模块中，忽略必须具有的用户登陆模块等基本模块，而抓住模块。下面为主要信息展示模块。

1.电池能耗情况

电池能耗情况展示，主要是显示在行驶中的电车电能消耗情况。由云服务模块单位时间电池能量消耗计算模块的数据信息，将绘制梯度显示电池能耗情况。

2.行驶距离展示

行驶距离展示，是在GPRS距离统计模块的基础上，根据云服务模块中不同电车行驶数据展示的界面信息。

3.路线展示及推荐最佳行驶建议

路线展示及推荐最佳行驶建议主要是基于后期大数据分析所提出的人性化服务的需求扩展。将云数据分析，得到最佳路线，及行驶建议，使用用户拥有更加优越的体验方案。

4.电池寿命展示（管理员权限）

电池寿命展示是具有管理员权限的用户所具有请求显示的展示信息。方便管理员对公司电车电池使用预期的准确估算，并能根据估算，实时更换电车电池，并能做预期电池批量购买。

5.电池低电量预警

电池低电量预警是为了在电池达到较低电量时，提醒用户电量不足的一种装置显示，同时兼顾语音输出，方便在行车中用户获知电量信息。同时在电池达到预定设置的低电量时，将自动提醒电车电量消耗完毕的剩余时间。并在时间到达的时候，自动切断电机同电池之间的装置，减少极度电耗对电池的损耗。

6.电池充电实时显示，预期充电完全所需时间展示

预期充电完全所需时间展示是基于电容和充电电流的计算方法，得到预期所需的充电完全时间，并实时显示所需充电完成的时间，方便用户在进行电车充电时更加合理的安排自己的行车规划。下面为几种所需充电时间的计算方法。

a)充电电流小于等于电池容量的5％时

充电时间（小时）＝电池容量（mAH）×1.6÷充电电流(mA)；

b)充电电流大于电池容量的5％，小于等于10％时：

充电时间（小时）＝电池容量（mAH）×1.5÷充电电流(mA)；

c)充电电流大于电池容量的10％，小于等于15％时：

充电时间（小时）＝电池容量（mAH）×1.3÷充电电流（mA）；

d)充电电流大于电池容量的15％，小于等于20％时

充电时间（小时）＝电池容量（mAH）×1.2÷充电电流(mA)；

e)充电电流大于电池容量的20％时：

充电时间（小时）＝电池容量（mAH）×1.1÷充电电流(mA)。

Claims (4)

1.一种基于用电情况的电动车租赁分时计费方法，由动力电池状态检测模块、网络通信模块、云服务模块以及终端手机或电脑显示终端打造出一种电动车租赁平台；其实现电动车租赁分时计费方法的过程如下：

1）动力电池状态检测模块包括电流实时监测模块以及电压检测模块，其中：

电流实时监测模块通过电流传感器，实时检测被测电流的信息，并将检测感受到的信息传递给网络通信模块；

电压检测模块检测电车电池在每次充电完成后的电压信息，得到电池在充电完成后所具有的总电量；

考虑到后期的业务扩展，设计电池温度检测模块，在积累到足够多数据前提下，将连同电车其他使用信息做大数据分析；

2）网络通信模块包括检测各模块实时数据模块和数据实时上传模块，其中：

检测各模块实时数据模块，接受动力电池检测的模块的电信号信息，并将电信号转换为数字信号；通过电流输出多少来判断车辆的使用情况，当电流输出较多时，则车辆在行驶中，电流输出平稳趋于零时，车辆静止状态；接收动力电池检测的模块的电信号信息，并将电信号转换为数字信号，以数字可视化展现出来；

数据实时上传模块利用物联网网络GPRS来固定时间向服务器上传数据，各模块把各自实时数据记录并上传，在后台数据库中完整保存，实时刷新数据，保证数据的及时性，有效性和完整性；

3）云服务模块包括电流实时统计模块、电池总电量统计模块、剩余电量计算模块、单位时间电池能量消耗计算模块、GPRS距离统计模块、电容计算模块、收费标准计算模块；其中：

电流实时统计模块对检测电流信号实时统计分析，实时保存每辆电车的电流信息，并根据电车电流变化情况，判断电车的运行情况，将对应电车的数据，保存于数据库中；

电池总电量统计模块将电车在上次充电完成后所具有的总电量保存于对应电车的对应数据字段中，并根据每次充电完成情况，实时生成对应时间点的对应总电量信息；

剩余电量计算模块，根据电车电池最近一次充电完成的总电量信息，由实时电流信息及电流与时间的关系计算得到，并将每时刻的信息保存，用于信息展示模块展示信息；

单位时间电池能量消耗计算模块是云服务模块中的核心模块，它的实现依赖于电流统计模块、总电量统计模块以及剩余电量计算模块，根据这三个模块，根据时间变化计算出各电车电池的电能消耗情况；

GPRS距离统计模块，用户在使用电车的同时，将实时监测用户所行驶的路线和距离，并不断更新数据；将用户距离信息，传递给收费标准计算模块；

电容计算模块，根据电压信息，计算出电池在使用期间的电容变化情况，得到的电容信息保存，将用于信息展示模块的预期充电完全所需时间展示；

收费标准计算模块，根据单位时间电池能量消耗计算模块以及GPRS距离统计模块两个标准提出合理的收费标准；根据单位时间电池能量消耗计算模块得到电动车所有单位时间电能消耗以及GPRS距离统计模块得到的电动车行驶距离，按照下式进行计费：

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其中，n为整个租赁时间，W为总费用，P为单位时间电能消耗，s为行驶距离，c为常数；

终端手机或电脑显示终端作为信息展示模块，主要实现基于用电情况分析的展示，包括：电池能耗情况展示，主要是显示在行驶中的电车电能消耗情况；根据云服务模块中单位时间电池能量消耗计算模块的数据信息，绘制梯度显示电池能耗情况；

行驶距离展示，是在GPRS距离统计模块的基础上，根据云服务模块中不同电车行驶数据展示的界面信息；

路线展示及推荐最佳行驶建议，基于大数据分析所提出的人性化服务的需求扩展，将云数据分析，得到最佳路线及行驶建议，使用用户拥有更加优越的体验；

电池寿命展示，是具有管理员权限的用户所具有请求显示的展示信息；方便管理员对公司电车电池使用预期的准确估算，并能根据估算，实时更换电车电池，并能做预期电池批量购买；

电池低电量预警，在电池达到较低电量时，提醒用户电量不足，方便在行车中用户获知电量信息；同时在电池达到预定设置的低电量时，将自动提醒电车电量消耗完毕的剩余时间，并在时间到达的时候，自动切断电机同电池之间的装置，减少极度电耗对电池的损耗。

2.根据权利要求1所述的基于用电情况的电动车租赁分时计费方法，其特征在于：常数c取值为3～4。

3.根据权利要求1或2所述的基于用电情况的电动车租赁分时计费方法，其特征在于：含有电池充电实时显示模块，基于电容和充电电流的计算方法，得到预期所需的充电完全时间，并实时显示所需充电完成的时间，方便用户在进行电车充电时更加合理的安排自己的行车规划。

4.根据权利要求3所述的基于用电情况的电动车租赁分时计费方法，其特征在于：电池所需充电时间采用下面的计算方法：

充电电流小于等于电池容量的5％时

充电时间（小时）＝电池容量（mAH）×1.6÷充电电流(mA)；

充电电流大于电池容量的5％，小于等于10％时：

充电时间（小时）＝电池容量（mAH）×1.5÷充电电流(mA)；

充电电流大于电池容量的10％，小于等于15％时：

充电时间（小时）＝电池容量（mAH）×1.3÷充电电流（mA）；

充电电流大于电池容量的15％，小于等于20％时

充电时间（小时）＝电池容量（mAH）×1.2÷充电电流(mA)；

充电电流大于电池容量的20％时：

充电时间（小时）＝电池容量（mAH）×1.1÷充电电流(mA)。