CN112109584A - 基于区块链的电动自行车电池管理***及管理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电池管理技术领域,尤其涉及一种基于区块链的电动自行车电池管理***及管理方法,包括电量检测装置、车载数据存储器、车载5G通讯模块、电池管理***服务器,所述电量检测装置设置在锂电池中,并与所述锂电池连接,所述车载数据存储器输入端与所述电量检测装置连接,输出端与所述车载5G通讯模块之间进行数据传输,所述车载5G通讯模块与所述电池管理***服务器之间进行数据传输。本发明的有益效果是:能采集、显示和记录电动自行车的电量,将数据记录到区块链中供后续追溯,且不可篡改,并将实时电量数据无延时反馈给车主及电池管理平台,能推荐最佳充电时间和地点。
Description
技术领域
本发明属于电池管理技术领域,尤其涉及一种基于区块链的电动自行车电池管理***及管理方法。
背景技术
电动自行车作为一种便捷的交通工具,由于其价格低、速度快、噪音小,已经成为一种使用最为广泛的交通工具,蓄电池是电动自行车的动力来源。锂电池由于具有能量密度高、对环境无污染等特点,应用越来越广泛。但锂电池化学性质活跃,要安全使用锂电池,需要对锂电池工作状态进行监控和控制,防止锂电池发生过充电,过放电,过温,短路等情况,否则将严重缩短锂电池使用寿命,甚至引发安全事故。目前市场上的电动车蓄电池监控装置,使用LED灯指示电量,电量指示精准度和准确度都较低,电动车行驶过程中容易出现放电末端时电量急剧下降的现象,无法直观了解电动车参数,锂电池状态等信息,在使用过程中,骑行过程中一旦断电,给骑行者造成很大的困扰,同时由于锂电池的安全特性及售后的难度高,导致安全事故频出。电池电量也不能实时推送给车主。车主要么是在电池还有足够电量时充电,要么在缺电情况下继续行驶,无法了解运行过程的电动自行车是否需要充电。
中国专利CN 106383317 A提供了一种电动自行车蓄电池远程在线监控***,包括蓄电池数据检测部分、数据处理器、数据存储器,数据处理器通过通讯接口连接以太网,将数据传输给PC终端或手机终端,在实现对蓄电池工作状态实时监控的同时,将数据通过以太网传输给PC终端或手机终端,实现随时随地对蓄电池的监控。中国专利CN 205583761 U提供了一种锂电动自行车电池管理装置,包括均衡管理模块、数据采集模块、安全保护模块、锂电池组、电量计算及显示模块以及微控制单元,将锂电动自行车中的锂电池剩余电量显示出来。
这两个专利都实现了对电池电量使用状态的实时监控,但是使用普通的数据存储器存储,一方面,人们可以对这些电量数据进行读写,不具有可追溯性,没有与车主身份进行捆绑,一旦电池被偷盗不利于破案,或者进行二手交易时,商家对客户隐瞒通过电池的真实使用情况,无法保证交易的安全可靠性;另一方面虽然显示电量,但是显示有延迟,电量记录不准确,用户也不能准确判断充电时间,还是容易引起过充或充电不足,对电池造成不良影响。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足,本发明提供一种基于区块链的电动自行车电池管理***,能采集、显示和记录电动自行车的电量,将数据记录到区块链中供后续追溯,且不可篡改,并将实时电量数据无延时反馈给车主及电池管理平台,能推荐最佳充电时间和地点。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种基于区块链的电动自行车电池管理***,其特征在于包括电量检测装置、车载数据存储器、车载5G通讯模块、电池管理***服务器,所述电量检测装置设置在锂电池中,并与所述锂电池连接,所述车载数据存储器输入端与所述电量检测装置连接,输出端与所述车载5G通讯模块之间进行数据传输,所述车载5G通讯模块与所述电池管理***服务器之间进行数据传输,所述车载5G通讯模块为区块链节点服务器。
还包括蓝牙模块和无线网络传输模块。
还包括RFID装置,所述RFID装置通过5G网络向所述电池管理平台服务器进行信息传递。
还包括电量显示屏,所述电量显示屏与所述电池管理***服务器连接。
所述电量检测装置包括电压监测模块、电池容量监测模块、温度传感电路,所述电压监测模块、所述电池容量监测模块分别与所述锂电池正极、负极相连,所述温度传感电路与所述锂电池负极相连。
所述车载5G通讯模块设置在车辆前装设备里。
一种基于区块链的电动自行车电池管理方法,其特征在于包括如下步骤:
步骤1:将电动自行车的车辆注册,分配车架号,申请ERC721证书,使改注册车辆成为区块链全节点,并与车主身份捆绑;
步骤2:信息采集,在运行过程中,电量检测装置实时监测锂电池的电压、电量及环境温度等信息,并将采集的数据信息传输给车载存储器;
步骤3:将采集的信息上传电池管理***服务器,并将形成的数据包描述在区块链中;
步骤4:电池管理***服务器调用环境温度和实时电量数据进行融合计算,检测数据包中的电量信息是否超阈值范围,并决定是否充电。
所述步骤1中,电动自行车注册和捆绑过程为:将新车辆初始化时,通过5G网络向电池管理平台服务器注册该车辆,并提交相应的车辆信息,确认车辆的合法性后,分配一个唯一的标识车架号;
以此车架号向区块链平台申请ERC721证书,该车辆成为区块链全节点,并从区块链中同步全节点数据,并将车主身份和ERC721证书捆绑,ERC721证书就成为数据实时更新的区块链车证,车辆数据同时成为车辆资产的一部分,通过RFID装置被车主认领。
所述步骤3的具体过程为:车载5G通信模块接收车载存储器获取的信息后,根据电量信息及温度信息形成数据包上传到电池管理***服务器,同时区块链节点服务器将这些数据包描述在区块链中,对记录数据保存了HASH值,根据HASH算法的单向不可逆,数据不能做任何改变,其中车载5G通信模块即为区块链节点服务器。
所述步骤4的具体过程为:电池管理***服务器调用环境温度和实时电量数据进行融合计算,检测数据包中的电量信息是否超阈值范围;
当电量信息未超出阈值范围时,车辆可以继续使用;
当电量信息超出阈值范围时,调用区块链服务器中的智能合约并触发智能合约,自动把到最佳充电桩的路径和费用推送给车主,在车主确认后,在区块链中记录该次充电交易,在充电桩完成充电后自动扣除充电费。
本发明的有益效果是:电量管理过程中,检测到的锂电池数据全程记录到区块链中,不可篡改,且记录可溯源;数据记录通过车载5G通信模块完成,速度快,无延时,保证了检测信息的准确性;锂电池作为电动自行车最重要的零部件,其真实状况是车辆估值的重要依据,通过区块链的可追溯性,保证了以后二手车交易的真实可靠性,同时可根据车主信息,判断车辆是否被盗,大大增加了电动车的安全性。通过区块链实现了数据的不可篡改,保证了数据的真实性,而真实可靠的数据是融合算法的基础,使得传送给用户的电池电量数据和充电时间更加准确。本发明的电池管理***保护和延长了电池的使用寿命,能有效减少电池偷盗,更加方便用户的使用。
附图说明
图1为本发明的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一种具体实施方式做出说明。
为了便于本发明的理解,首先对区块链作进一步的解释说明。
狭义来讲,区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构,并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。广义来讲,区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算范式。
下面介绍本发明的具体实施方案。
如图1所示,本发明提供一种基于区块链的电动自行车电池管理***,其特征在于包括电量检测装置、车载数据存储器、车载5G通讯模块、电池管理***服务器(BMS服务器),所述电量检测装置设置在锂电池中,并与所述锂电池连接,所述车载数据存储器输入端与所述电量检测装置连接,输出端与所述车载5G通讯模块之间进行数据传输,所述车载5G通讯模块与所述电池管理***服务器之间进行数据传输,所述车载5G通讯模块为区块链节点服务器。
还包括RFID装置,所述RFID装置通过5G网络向所述电池管理平台服务器进行信息传递。为车主实行实名认证,便于电池的管理。
还包括电量显示屏,所述电量显示屏与所述电池管理***服务器连接。用于将电池的相关数据和需要充电的时间及费用显示出来。
所述电量检测装置包括电压监测模块、电池容量监测模块、温度传感电路,所述电压监测模块、所述电池容量监测模块分别与所述锂电池正极、负极相连,所述温度传感电路与所述锂电池负极相连。
所述车载5G通讯模块设置在车辆前装设备里。
其中最基本的RFID装置由三部分组成,具体为:
标签由耦合元件及芯片组成,每个标签具有唯一的电子编码,高容量电子标签有用户可写入的存储空间,附着在物体上标识目标对象;阅读器是用于读取(有时还可以写入)标签信息的设备,可设计为手持式或固定式;天线用于在标签和读取器间传递射频信号。
本发明还包括蓝牙模块和无线网络传输模块,车主可通过蓝牙模块或无线网络传输模块获取电动自行车的信息和锂电池电量情况、充电情况和费用信息。
下面介绍一下基于本发明电池管理***的管理方法。
一种基于区块链的电动自行车电池管理方法,包括下面几个流程:
步骤1:将电动自行车的车辆注册,分配车架号,申请ERC721证书,使改注册车辆成为区块链全节点,并与车主身份捆绑;
其中电动自行车注册和捆绑的具体过程为:将新车辆初始化时,通过5G网络向电池管理平台服务器注册该车辆,并提交相应的车辆信息,确认车辆的合法性后,分配一个唯一的标识车架号;
以此车架号向区块链平台申请ERC721证书,该车辆成为区块链全节点,并从区块链中同步全节点数据,并将车主身份和ERC721证书捆绑,ERC721证书就成为数据实时更新的区块链车证,车辆数据同时成为车辆资产的一部分,通过RFID装置被车主认领。
步骤2:信息采集,在运行过程中,电量检测装置实时监测锂电池的电压、电量及环境温度等信息,并将采集的数据信息传输给车载存储器;
步骤3:将采集的信息上传电池管理***服务器,并将形成的数据包描述在区块链中;具体过程为:车载5G通信模块接收车载存储器获取的信息后,根据电量信息及温度信息形成数据包上传到电池管理***服务器,同时区块链节点服务器将这些数据包描述在区块链中,对记录数据保存了HASH值,根据HASH算法的单向不可逆,数据不能做任何改变,其中当前车载5G通信模块即为区块链节点服务器;
步骤4:电池管理***服务器调用环境温度和实时电量数据进行融合计算,检测数据包中的电量信息是否超阈值范围,并决定是否充电。具体过程为:电池管理***服务器调用环境温度和实时电量数据进行融合计算,检测数据包中的电量信息是否超阈值范围;
当电量信息未超出阈值范围时,车辆可以继续使用;
当电量信息超出阈值范围时,调用区块链服务器中的智能合约并触发智能合约,自动把到最佳充电桩的路径和费用推送给车主,在车主确认后,在区块链中记录该次充电交易,在充电桩完成充电后自动扣除充电费。
为电动自行车加装RFID装置,电动自动车就具有了被标识功能,通过专用的读写器就能直接将记录在RFID电子标签内的信息读取出来,公安机关便可依据科技手段对电动自行车的被盗进行行之有效的管理。民警在日常的堵卡查缉、交通管理等工作现场检查过程中,只要带上一个RFID手持式读写器和存有管理***数据库下载的最新车辆信息数据存储卡,就可在有效距离内对目标电动自行车进行扫描,获取车辆信息、车主信息、备案登记日期、是否属被盗抢车辆等相关信息。
电池电量管理过程中,检测到的锂电池数据全程记录到区块链中,不可篡改,且记录可溯源;数据记录通过车载5G通信模块完成,速度快,无延时,保证了检测信息的准确性;锂电池作为电动自行车最重要的零部件,其真实状况是车辆估值的重要依据,通过区块链的可追溯性,保证了以后二手车交易的真实可靠性,同时可根据车主信息,判断车辆是否被盗,大大增加了电动车的安全性。
以上对本发明的一个实例进行了详细说明,但所述内容仅为本发明的较佳实施例,不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (9)
1.一种基于区块链的电动自行车电池管理***,其特征在于包括电量检测装置、车载数据存储器、车载5G通讯模块、电池管理***服务器,所述电量检测装置设置在锂电池中,并与所述锂电池连接,所述车载数据存储器输入端与所述电量检测装置连接,输出端与所述车载5G通讯模块之间进行数据传输,所述车载5G通讯模块与所述电池管理***服务器之间进行数据传输,所述车载5G通讯模块为区块链节点服务器。
2.根据权利要求1所述的电动自行车电池管理***,其特征在于还包括RFID装置,所述RFID装置通过5G网络向所述电池管理平台服务器进行信息传递。
3.根据权利要求1或2所述的电动自行车电池管理***,其特征在于还包括电量显示屏,所述电量显示屏与所述电池管理***服务器连接。
4.根据权利要求3所述的电动自行车电池管理***,其特征在于所述电量检测装置包括电压监测模块、电池容量监测模块、温度传感电路,所述电压监测模块、所述电池容量监测模块分别与所述锂电池正极、负极相连,所述温度传感电路与所述锂电池负极相连。
5.根据权利要求1所述的电动自行车电池管理***,其特征在于所述车载5G通讯模块设置在车辆前装设备里。
6.一种基于区块链的电动自行车电池管理方法,其特征在于包括如下步骤:
步骤1:将电动自行车的车辆注册,分配车架号,申请ERC721证书,使改注册车辆成为区块链全节点,并与车主身份捆绑;
步骤2:信息采集,在运行过程中,电量检测装置实时监测锂电池的电压、电量及环境温度等信息,并将采集的数据信息传输给车载存储器;
步骤3:将采集的信息上传电池管理***服务器,并将形成的数据包描述在区块链中;
步骤4:电池管理***服务器调用环境温度和实时电量数据进行融合计算,检测数据包中的电量信息是否超阈值范围,并决定是否充电。
7.根据权利要求6所述的电动自行车电池管理方法,其特征在于所述步骤1中,电动自行车注册和捆绑过程为:将新车辆初始化时,通过5G网络向电池管理平台服务器注册该车辆,并提交相应的车辆信息,确认车辆的合法性后,分配一个唯一的标识车架号;
以此车架号向区块链平台申请ERC721证书,该车辆成为区块链全节点,并从区块链中同步全节点数据,并将车主身份和ERC721证书捆绑,ERC721证书就成为数据实时更新的区块链车证,车辆数据同时成为车辆资产的一部分,通过RFID装置被车主认领。
8.根据权利要求6或7所述的电动自行车电池管理方法,其特征在于所述步骤3的具体过程为:车载5G通信模块接收车载存储器获取的信息后,根据电量信息及温度信息形成数据包上传到电池管理***服务器,同时区块链节点服务器将这些数据包描述在区块链中,保存记录数据的HASH值,根据HASH算法的单向不可逆,数据不能做任何改变,其中车载5G通信模块即为区块链节点服务器。
9.根据权利要求6所述的电动自行车电池管理方法,其特征在于所述步骤4的具体过程为:电池管理***服务器调用环境温度和实时电量数据进行融合计算,检测数据包中的电量信息是否超阈值范围;
当电量信息未超出阈值范围时,车辆可以继续使用;
当电量信息超出阈值范围时,调用区块链服务器中的智能合约并触发智能合约,自动把到最佳充电桩的路径和费用推送给车主,在车主确认后,在区块链中记录该次充电交易,在充电桩完成充电后自动扣除充电费。
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CN113269567A (zh) * | 2021-05-18 | 2021-08-17 | 武汉蔚来能源有限公司 | 电池流转追溯方法、装置及计算机存储介质 |
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CN113269567B (zh) * | 2021-05-18 | 2022-10-14 | 武汉蔚来能源有限公司 | 电池流转追溯方法、装置及计算机存储介质 |
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