CN107657290A - 一种电动车辆的动力蓄电池及其电子身份*** - Google Patents

一种电动车辆的动力蓄电池及其电子身份*** Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种电动车辆动力蓄电池的电子身份***，加装于电动车辆的动力蓄电池组上，动力蓄电池组可更换使用。电子身份***包括安装在动力蓄电池组且不可拆卸的身份***微控、电池身份码模块以及身份***存储单元。身份***微控分别与电池身份码模块和身份***存储单元相连接；电池身份码模块预先被置入一条用于识别动力蓄电池组的身份的电池电子身份码；身份***存储单元存储动力蓄电池组的数据。

Description

一种电动车辆的动力蓄电池及其电子身份***
技术领域
本发明涉及电动车辆的动力蓄电池，尤其是涉及一种电动车辆动力蓄电池的电子身份***。
背景技术
电动车辆，更具体地说，电动汽车(Electric Vehicle,EV)已经逐步进入现代交通工具领域。电动汽车的种类可包括纯电动车(Battery Electric Vehicle,BEV)、混合动力汽车(Hybrid electric vehicle,HEV)和插电式混合动力汽车(Plug-in hybrid electricvehicle,PHEV)等。
纯电动车在环保性(使用过程零二氧化碳排放)、非石油依赖性以及用电支出相对于柴汽油的成本廉价性，正日益受到消费者以及各大汽车制造商的青睐。
然而，纯电动车的动力蓄电池一次充电后可支持行程(即续航能力)的局限性以及电能补给的低效率性是纯电动车这一新型能源交通工具的两大致命瓶颈。纯电动车无论在家用还是商用领域，其市场占有率依旧无法与以汽柴油为动力的传统交通工具相抗衡。由于现今的纯电动车的动力蓄电池体积庞大且重量过大，所以即便是随车携带备用动力蓄电池，从实际操作层面说，也不是一种可实施的解决瓶颈的方案。其次，在技术层面上提高电动车辆的动力蓄电池的整体性能，以提高续航能力和缩短充电时间(从而使得充电时间缩短到与普通的柴汽油车辆加油时间相当)，是当前的电池研发技术无法达到的。再者，按照电网的供电能力，能否满足大量纯电动车各自的动力蓄电池同时高压快速充电的需求，依旧是个问号。
更换纯电动车的动力蓄电池是纯电动车电能补给的另一种方式。然而，纯电动车的动力蓄电池还没有统一的规格和标准，各大电动汽车研发生产商都有各自的电动车辆动力蓄电池的架构。其次，纯电动车的市场用户需求存在巨大差异性，例如：出租车司机或者长途运输司机的每天行程远高于普通家庭用户的每天行程。再者，由于缺乏量化数据信息，纯电动车用户无法判断被更换后的电动车辆动力蓄电池的整体性能。因此，基于上述情况，无法有力地说服消费者接纳更换动力蓄电池这一理念。
对于其他类型的电动汽车，例如混合动力汽车和插电式混合动力汽车(Plug-inhybrid electric vehicle,PHEV)，当动力蓄电池老化后，也可能存在更换动力蓄电池的需求。
发明内容
本发明的主要目的是通过收集和提供有序且合理地量化管理电动汽车的动力蓄电池所需要的基础参数，使得电动汽车的动力蓄电池被公平合理地交换使用成为可能。
电子身份***不但赋予了电池组唯一的电池电子身份，同时也存储了以下基本数据：在电子身份***存储数据这一时刻电池组的实际剩余电量；在所述电子身份***存储数据这一时刻电池组的地理位置；在电子身份***存储数据这一时刻电池组所使用的电动车辆的车辆身份信息；在电子身份***存储数据这一时刻所述电动车辆已经行驶的绝对行驶公里数以及所述电子身份***执行完存储数据这一时刻的时间。电子身份***还与外设子终端执行数据通信传输，基本数据还包括电子身份***与外设子终端开始执行数据通信传输这一时刻的传输开始时间。
基本数据通过外设子终端被继续上传到电动车辆生产商、或者是被电动车辆生产商授权的电池组生产商、亦或者是被电动车辆生产商授权的第三方专业数据管理公司的文档服务器或者云端服务器上。
根据本发明的一个方面，提供一种电动车辆动力蓄电池的电子身份***，加装于电动车辆的动力蓄电池组上，动力蓄电池组可更换使用。电子身份***包括安装在动力蓄电池组且不可拆卸的身份***微控、电池身份码模块以及身份***存储单元。身份***微控分别与电池身份码模块和身份***存储单元相连接；电池身份码模块预先被置入一条用于识别动力蓄电池组的身份的电池电子身份码；身份***存储单元存储动力蓄电池组的数据。
根据本发明的另一个方面，提供一种电动车辆动力蓄电池的电子身份***，加装于纯电动车辆或者以蓄电池作为动力源之一的混合动力车辆(统称电动车辆)的动力蓄电池组上。所述动力蓄电池组可更换使用。所述电子身份***赋予所述动力蓄电池组唯一的电池电子身份。所述电子身份***包括安装在所述动力蓄电池组且不可拆卸的：身份***微控，电池身份码模块,身份***存储单元，所述身份***微控分别与所述电池身份码模块和所述身份***存储单元相连接；所述电池身份码模块已经预先被置入一条用于识别所述动力蓄电池组的身份的电池电子身份码；所述身份***存储单元所存储的数据不会被相同数据覆盖；所述身份***微控直接判断所述动力蓄电池组是否安装在所述电动车辆上。
与现有技术相比，本发明通过为动力蓄电池建立身份识别码，以及收集量化管理动力蓄电池所需要的基础参数，使得电动汽车的动力蓄电池被公平合理地交换使用成为可能。
附图说明
图1是根据本发明一实施例的动力蓄电池的电子身份***结构图。
图2是根据本发明一实施例的动力蓄电池被充电时的电子身份***工作流程图。
图3是根据本发明一实施例的动力蓄电池被卸载时的电子身份***工作流程图。
具体实施方式
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。
本发明的实施例描述电动汽车的动力蓄电池的电子身份***。电动汽车的动力蓄电池最基本的组成单元是动力蓄电池单节(battery cell)。若干节动力蓄电池单节组成动力蓄电池模块(battery module)。若干个动力蓄电池模块组成动力蓄电池组(battery，以下简称电池组)。在本发明的实施例中，电子身份***可以加装于纯电动汽车或者以蓄电池作为动力源之一的混合动力汽车的电池组上且不可拆卸。电池组可更换使用。
图1是根据本发明一实施例的动力蓄电池的电子身份***结构图。参考图1所示，电子身份***加装于电动汽车EA的电池组B上且不可拆卸。电池组B可以被更换使用。在另一实施例中，电子身份***分别可以加装于电动汽车EA的电池组B的各个模块中。在此，电动汽车指以电池组为唯一动力源的纯电动汽车或者以电池组作为动力源之一的混合动力汽车。举例来说，电动汽车的种类可包括纯电动车(Battery Electric Vehicle,BEV)、混合动力汽车(Hybrid electric vehicle,HEV)和插电式混合动力汽车(Plug-in hybridelectric vehicle,PHEV)等。
如图1所示，电子身份***包括安装在电池组B上的主要模块和安装在电动车辆EA上的扩展模块。安装在电池组B上的主要模块包括身份***微控11、电池身份码模块12、身份***存储单元13、身份***数据传输模块14、电量数据采集模块15以及GPS定位模块16。安装在电动车辆EA上的扩展模块包括车辆身份码单元17和车辆公里数采集模块18。电子身份***还需要与外设子终端19执行数据通信传输。如图1所示，身份***数据传输模块14能够与外设子终端19通信。
身份***微控11分别与电池身份码模块12以及身份***存储单元13相连接，且此三者被机械安装在电池组B上不可拆卸。电池身份码模块12已经预先被置入一条电池电子身份码，即用于识別电池组B的身份的电子专属码(以下简称电池身份码)。在本发明的实施例中，电池身份码模块12可以是一个小型的只读存储器，或者是只读存储器中的一个空间。
身份***存储单元13能够存储电子身份***工作过程中采集和处理的各种数据，包括但不限于：电池身份码、剩余电量、定位数据、车辆身份码、公里数。这些数据可以连同其被存储的时间一起被存储。身份***存储单元13所存储的数据不会被相同数据覆盖。
身份***微控11作为电子身份***的核心，负责控制***的运作流程以及进行数据的处理。例如身份***微控11可以从电量数据采集模块15获取电池剩余电量，从GPS定位模块16获取定位数据，从位于电动车EA的车辆身份码单元17和车辆公里数采集模块18分别获得车辆身份码和车辆公里数。如果需要的话，身份***微控11可以根据各模块提供的中间数据来计算其所需的最终数据。身份***微控11所获取的各种数据可以暂时或者持久地存储在身份***存储单元13。身份***微控11对上述各数据的获取可能需要授权。
例如，对于本身已经具有采集电池组的实际剩余电量数据的功能的电动汽车，则在电动汽车的生产商授权的情况下，身份***微控11可以读取电动汽车的电池组的实际剩余电量数据。在本实施例中，电量数据采集模块15用于采集电池组B的实际剩余电量数据并且把实际剩余电量数据(以下简称剩余电量)输出给身份***微控11。
GPS定位模块16用于定位电池组B的地理位置并且把地理位置的数据(以下简称定位数据)输出给身份***微控11。GPS定位模块16还可内置无线模块。这样，不仅身份***微控11可以开启或者关闭GPS定位模块16，而且外设无线设备也可以开启或者关闭GPS定位模块16。
使用定位数据的优势是明显的，可以让电池组更容易地被定位、统计和管理。例如，可以基于定位数据向用户呈现电动汽车当前电池组附近的可充电以及/或者换点的服务站。进一步，可以结合电池组的类型，为用户提供对应自身电池组的可用的电池数量。还可以为换电充电服务站提供电池管理数据，确保电池的充足和有效的电池调配。
对于本身已经拥有电动车辆电子身份码的电动汽车，则在电动汽车的生产商授权的情况下，身份***微控11读取电动汽车的电动车辆电子身份码。在本实施例中，作为扩展模块的车辆身份码单元17与身份***微控11相连接，它已经预先被置入了一条电动车辆电子身份码，即用于识别电动车辆EA的身份的电子专属码(以下简称车辆身份码)。
可以理解，电池身份码与车辆身份码通常是不同的。
对于本身已经具有采集电动车辆绝对行驶公里数数据的功能的电动汽车，则在电动汽车的生产商授权情况下，身份***微控11读取电动汽车的绝对行驶公里数数据。在本实施例中，作为扩展模块的车辆公里数采集模块18用于采集电动车辆EA的绝对行驶公里数数据(以下简称公里数)并且把公里数输出给身份***微控11。
身份***微控11能够直接判断电池组B是否机械安装在电动车辆EA上。例如，身份***微控11可以通过检测电池组B与电动车辆EA的电极接触来判断这一机械安装或者反向的机械卸载。或者，身份***微控1可以接收一个经用户操作而产生的信号来判断机械安装或者机械卸载。
电池身份码、剩余电量、定位数据、车辆身份码(如果电池组B机械安装在电动车辆EA上)、公里数(如果电池组B机械安装在电动车辆EA上)依次通过身份***微控11被存储到身份***存储单元13后，身份***微控11把执行完存储数据这一时刻的时间，即存储时间，存储到身份***存储单元13。
被电子身份***存储的数据需通过外设子终端19被继续上传到电动车辆生产商、或者是被电动车辆生产商授权的电池组生产商、亦或者是被电动汽车生产商授权的第三方专业数据管理公司的文档服务器或者云端服务器上。身份***微控11判断是否存在外设子终端19，如果存在外设子终端19，则身份***微控11给予数据通信传输许可。身份***微控11把开始执行数据通信传输的这一时刻的时间，即传输开始时间，存储到身份***存储单元13。被身份***存储单元13所存储的数据通过身份***数据传输模块14与外设子终端19执行数据通信传输。传输到外设子终端19上的数据被继续上传到文档服务器或者云端服务器上。已经上传到外设子终端19的所有数据在身份***存储单元13被依次标记，且可以始终存储在身份***存储单元13中。每一次，身份***数据传输模块14与外设子终端19执行数据通信传输时，将从标记过的最后一条数据的下一条开始传输。需说明的是，被电子身份***存储的所有数据可直接被上传到云端服务器上而不经过外设子终端19，但是鉴于研发成本以及现有技术水平，本实施例采用前者的数据通信传输方案，即通过外设子终端19执行数据通信传输。
较佳地，电子身份***所有存储的数据事先经过身份***微控11加密处理，即成为加密数据。加密数据的解密钥匙以电子方式存储在文档服务器或者云端服务器上。因此文档服务器或者云端服务器可以对从电子身份***收到的数据进行解密。
图2是根据本发明一实施例的动力蓄电池被充电时的电子身份***工作流程图，参考图2所示，开始充电的时刻，即在电池组B***电的时刻，在步骤21，电子身份***接收到充电插电信号被唤醒。在步骤22，电子身份***开始存储数据。电池身份码、在此刻的剩余电量以及在此刻的定位数据被电子身份***依次存储。
接着，在步骤23，电子身份***确认电池组B是否机械安装在电动车辆EA上，由此分以下两种情况：
第一种情况：经过确认电池组B是独立充电，即不与电动车辆EA机械相连的充电状态。在此情况下，电动车辆EA的车辆身份码以及电动车辆EA在此刻的公里数无法获取。此时电子身份***执行完存储数据并在步骤24存储这一时刻的时间，即存储时间S_1。随即电子身份***进一步在步骤25确认是否存在外设子终端19。如果外设子终端19不存在，则电子身份***在步骤30进入休眠状态。如果外设子终端19存在，此时电子身份***在步骤28记录且存储传输开始时间T_1。随后在步骤29已经被存储的电池身份码、剩余电量、定位数据、存储时间S11以及传输开始时间T_1被传输到外设子终端19，随后电子身份***在步骤30进入休眠状态。被传输到外设子终端19的数据继续被上传到文档服务器或者云端服务器。
第二种情况：经过确认电池组B充电时机械连接在电动车辆EA上。在此情况下，在步骤26，电动车辆EA的车辆身份码以及电动车辆EA在此刻的公里数一起被存储。此时电子身份***执行完存储数据并存储这一时刻的时间，即存储时间S_2。随即电子身份***在步骤27进一步确认是否存在外设子终端19。如果外设子终端19不存在，则电子身份***在步骤30进入休眠状态。如果外设子终端19存在，此时电子身份***在步骤28记录且存储传输开始时间T_2。随后在步骤29，已经被存储的电池身份码、剩余电量、定位数据、存储时间S_2、车辆身份码、公里数以及传输开始时间T_2被传输到外设子终端19，随后在步骤30，电子身份***进入休眠状态。被传输到外设子终端19的数据继续被上传到文档服务器或者云端服务器。
结束充电的时刻，即在电池组B被充电完(但不一定充满)断开电源的时刻，电子身份***接收到断开充电电源信号再次被唤醒开始存储数据，其工作流程同电池组B开始充电的时刻的工作流程。
图3是根据本发明一实施例的动力蓄电池被卸载时的电子身份***工作流程图，参考图3所示，开始换电的时刻，即电池组B即将从电动车辆EA卸载的时刻，在本实施例中，采用人机交互按钮，即换电按钮被按下，在步骤41，电子身份***接收到唤醒信号开始存储数据，在步骤42，电池身份码、在此刻的剩余电量、在此刻的定位数据、车辆身份码以及在此刻的公里数被依次存储。此时电子身份***执行完存储数据并存储这一时刻的时间，即存储时间S_3。随即电子身份***在步骤43进一步确认是否存在外设子终端19。如果不存在外设子终端19，则电子身份***在步骤46进入休眠状态。如果存在外设子终端19，此时电子身份***在步骤44记录且存储传输开始时间T_3。在步骤45，已经被存储的电池身份码、剩余电量、定位数据、车辆身份码、公里数、存储时间S_3以及传输开始时间T_3被传输到外设子终端19，随后电子身份***在步骤46进入休眠状态。被传输到外设子终端19的数据继续被上传到文档服务器或者云端服务器。
结束换电的时刻，即电池组B’刚装载到电动车辆EA的时刻，电子身份***再次被唤醒开始存储数据，其工作流程同电池组B即将从电动车辆EA卸载的时刻的工作流程。
本文中描述的各种实施例可在例如计算机软件、硬件或计算机软件与硬件的组合的计算机可读取介质中加以实施。例如，本文中所描述的身份***微控11可在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DAPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、用于执行上述功能的其它电子装置或上述装置的选择组合来加以实施。
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，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。

Claims (15)

1.一种电动车辆动力蓄电池的电子身份***，加装于电动车辆的动力蓄电池组上，所述动力蓄电池组可更换使用，其特征在于，所述电子身份***包括安装在所述动力蓄电池组且不可拆卸的身份***微控、电池身份码模块以及身份***存储单元，所述身份***微控分别与所述电池身份码模块和所述身份***存储单元相连接；所述电池身份码模块预先被置入一条用于识别所述动力蓄电池组的身份的电池电子身份码；所述身份***存储单元存储所述动力蓄电池组的数据。
2.根据权利要求1所述的电子身份***，其特征在于，所述身份***存储单元所存储的数据不会被相同数据覆盖。
3.根据权利要求1所述的电子身份***，其特征在于还包括安装在所述动力蓄电池组的电量数据采集模块，所述电量数据采集模块采集所述动力蓄电池组的实际剩余电量并把所述实际剩余电量数据输出给所述身份***微控，所述身份***微控还将所述实际剩余电量存储在所述身份***存储单元。
4.根据权利要求1所述的电子身份***，其特征在于还包括安装在所述动力蓄电池组的定位模块，所述定位模块定位所述动力蓄电池组的地理位置并把所述地理位置数据输出给所述身份***微控，所述身份***微控还将所述地理位置存储在所述身份***存储单元。
5.根据权利要求1所述的电子身份***，其特征在于，所述身份***微控与所述定位模块连接以开启或者关闭所述定位模块；以及/或者所述定位模块内置无线模块，以便通过外设无线设备开启或者关闭所述定位模块。
6.根据权利要求1所述的电子身份***，其特征在于，还包括安装在所述电动车辆上的车辆身份码单元，所述车辆身份码单元已经预先被置入了一条用于识别所述电动车辆的身份的电动车辆电子身份码，所述电池电子身份码与所述电动车辆电子身份码不同，所述身份***微控还将所述电动车辆电子身份码存储在所述身份***存储单元。
7.根据权利要求1所述的电子身份***，其特征在于还包括安装在所述电动车辆上的车辆公里数采集模块，所述车辆公里数采集模块用于采集所述电动车辆的绝对行驶公里数并且把所述绝对行驶公里数数据输出给所述身份***微控，所述身份***微控还将所述绝对行驶公里数存储在所述身份***存储单元。
8.根据权利要求1至7任一项所述的电子身份***，其特征在于，所述身份***微控还在所述身份***存储单元中存储自身在执行完存储所输入的数据的时间。
9.根据权利要求1所述的电子身份***，其特征在于，所述身份***微控在所述动力蓄电池组被充电插电信号或断开充电电源信号唤醒，而开始向所述身份***存储单元存储所述动力蓄电池组的数据。
10.根据权利要求1或2所述的电子身份***，其特征在于，所述身份***微控判断所述动力蓄电池组是否安装在所述电动车辆上，以决定所述电子身份***的运行流程，当所述动力蓄电池组未安装在所述电动车辆上时，所述身份***微控仅将所述动力蓄电池组的数据存储在所述身份***存储单元，当所述动力蓄电池组安装在所述电动车辆上时，所述身份***微控将所述动力蓄电池组和所述电动车辆的数据存储在所述身份***存储单元。
11.根据权利要求1至7任一项所述的电子身份***，其特征在于，还包括安装在所述动力蓄电池组上的身份***数据传输模块；所述身份***微控通过通过所述身份***数据传输模块与一外设子终端执行数据通信传输，以将所述身份***存储单元所存储的数据上传到文档服务器或者云端服务器上。
12.根据权利要求11所述的电子身份***，其特征在于，已经上传到所述外设子终端的所有数据在所述身份***存储单元被依次标记，且始终存储在所述身份***存储单元中，所述身份***数据传输模块每一次与所述外设子终端执行数据通信传输时，将从所述标记过的最后一条数据的下一条开始传输。
13.根据权利要求11所述的电子身份***，其特征在于，所述电子身份***存储自身与所述外设子终端开始执行数据通信传输的时间。
14.根据权利要求1所述的电子身份***，其特征在于，所述电子身份***所存储的数据事先经过所述身份***微控加密处理。
15.一种动力蓄电池，包括如权利要求1-14任一项所述的所述的电子身份***。
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