一種換電管理系統(tǒng)及方法與流程

本發(fā)明涉及兩輪電動車換電，具體為一種換電管理系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、目前，隨共享技術(shù)的發(fā)展，換電柜得以廣泛應(yīng)用。換電柜又稱共享換電柜、共享電池柜、換電站、電池交換站，用以便于用戶及時更換電動車內(nèi)的電池。

2、如公開號為：cn?114971382a的一種換電管理方法及系統(tǒng)，通過接收用戶終端發(fā)送的第一換電柜標識信息及與當前用戶綁定的電池的低電量信息；輸出開門指令至與所述第一換電柜標識信息對應(yīng)的換電柜中無電池的第一電池倉，以便驅(qū)動所述第一電池倉打開倉門；判斷是否接收到所述第一電池倉發(fā)送的關(guān)門信息及電池正確放入信息，若是，則根據(jù)與當前用戶綁定的電池的低電量信息及預(yù)存的與當前用戶綁定的電池的高電量信息，輸出用電費用信息至用戶終端。本發(fā)明的收費方式更為公平合理，利于提升用戶體驗。

3、這種換電管理方法和系統(tǒng)的基本流程包括接收用戶請求、開門、放電池、關(guān)門以及輸出用電費用信息，適用于主流的兩輪電動車換電，但是系統(tǒng)依賴于電池的低電量信息和高電量信息來計算費用，若電池狀態(tài)信息不準確或者傳感器出現(xiàn)故障，會導(dǎo)致費用計算不準確，從而影響用戶的公平性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、解決的技術(shù)問題：

2、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種換電管理系統(tǒng)及方法，具備雙重驗證機制，使用電池的電量信息與實際的電池使用歷史進行比對電量信息更精準，費用計算精確不會出現(xiàn)誤報等優(yōu)點，解決了上述技術(shù)的問題。

3、技術(shù)方案：

4、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種換電管理系統(tǒng)，所述管理系統(tǒng)由：用戶請求接收模塊、換電柜控制模塊、電量驗證與費用計算模塊、用戶費用信息輸出模塊、傳感器監(jiān)控與故障檢測模塊和數(shù)據(jù)存儲與分析模塊組成；

5、所述用戶請求接收模塊用于實時接收用戶終端發(fā)送的請求，包括還電請求或換電請求，解析請求中的第一換電柜標識信息及與當前用戶綁定的電池的低電量信息；

6、所述換電柜控制模塊用于根據(jù)用戶請求接收模塊提供的信息，輸出開門指令至對應(yīng)的換電柜中無電池的電池倉，監(jiān)控電池倉的開關(guān)門狀態(tài)，并接收關(guān)門信息及電池正確放入信息；

7、所述電量驗證與費用計算模塊用于引入雙重驗證機制，結(jié)合電池的實時電量信息和電池使用歷史記錄進行比對，確保電量信息的準確性，根據(jù)比對結(jié)果，以及預(yù)存的高電量信息，計算用電費用；

8、所述用戶費用信息輸出模塊用于將電量驗證與費用計算模塊得出的費用信息輸出至用戶終端；

9、所述傳感器監(jiān)控與故障檢測模塊用于實時監(jiān)控電池狀態(tài)傳感器的工作狀態(tài)，一旦檢測到傳感器故障或數(shù)據(jù)異常，立即觸發(fā)警報并通知維護人員；

10、所述數(shù)據(jù)存儲與分析模塊用于存儲所有換電記錄、電量信息、費用計算等數(shù)據(jù)，對歷史數(shù)據(jù)進行分析，優(yōu)化費用計算算法和提供運營報告；

11、所述電量驗證與費用計算模塊中驗證電量信息表達式為：

12、

13、其中：evalidated為經(jīng)過驗證的電量信息，通過結(jié)合實時電量和歷史記錄來確保準確性；ecurrent為實時電量信息，由傳感器提供的當前電池電量；ehistory為電池使用歷史記錄中計算得到的電量信息，用于比較和驗證實時電量；

14、計算電量差異表達式為：

15、δe＝ehigh-evalidated

16、其中：δe為電量差異，表示預(yù)存的高電量信息與驗證后的電量信息之間的差距；ehigh為預(yù)存的高電量信息，記錄的電池的最大電量或滿電狀態(tài)；evalidated為經(jīng)過驗證的電量信息。

17、優(yōu)選的，所述電量驗證與費用計算模塊還包括計算實際使用電量表達式：

18、eused＝max(0,δe)

19、其中：eused為實際使用的電量，確保不會出現(xiàn)負值，即電池實際被消耗的電量，δe為電量差異，用于確定實際的電量使用，max(0,δe)為確保實際使用的電量不為負值，如果電量差異為負，則使用0；

20、所述計算最終費用表達式為：

21、ctotal＝eused×crate

22、其中：ctotal為最終用電費用，通過實際使用的電量和費用率計算得出；eused為實際使用的電量，從前面的公式計算得到；crate為單位電量的費用率，即每千瓦時電量的費用。

23、優(yōu)選的，所述用戶請求接收模塊表達式為：設(shè)用戶請求包含了換電柜標識信息、與用戶綁定的電池標識信息和請求類型，實際接收和解析公式為：

24、r＝(rid,cabineid,batteryid,requesttype)

25、其中：rid為用戶請求的唯一標識符；cabinetid為換電柜標識信息；batteryid為電池標識信息；requesttype為請求類型：還電或換電；

26、從請求中提取的換電柜標識信息和電池標識信息分別為：

27、cobinetid＝r.cabinetid；

28、batteryid＝r.batteryid。

29、優(yōu)選的，所述用戶請求接收模塊還包括電池電量檢查，表達式為：

30、ecurrent<ethreshold

31、其中：ecurrent為電池的當前電量；ethreshold為電池的低電量閾值，若條件成立，則說明電池電量低于閾值，需要處理相關(guān)的請求。

32、優(yōu)選的，所述換電柜控制模塊中輸出開門表達式為：

33、opendoor＝(cid,sid)

34、其中：cid,為換電柜標識；sid為空電池倉標識；opendoor為發(fā)送到換電柜的開門指令；

35、監(jiān)控電池倉的開關(guān)門狀態(tài)表達式為：

36、dstatus＝monitordoor(cid,sid)

37、dstatus為電池倉的門狀態(tài)：開或關(guān)；monitordoor(cid,sid)為函數(shù)或操作，用于監(jiān)控指定電池倉的門狀態(tài)。

38、優(yōu)選的，所述換電柜控制模塊中接收電池正確放入信息的表達式為：

39、placestatus＝receiveplacestatus(sid)

40、其中：placestatus為電池放置狀態(tài)：正確或錯誤；receiveplacestatus(sid)為函數(shù)或操作，用于接收指定電池倉的電池放置狀態(tài)信息。

41、優(yōu)選的，所述用戶費用信息輸出模塊中電費驗證與費用計算表達式為：

42、totalcost＝e*c*(1-d)

43、其中：e為實際電量消耗：kwh；c為單位電量費用：元/kwh；d為折扣率：0≤d≤1；totalcost為總費用：元。

44、優(yōu)選的，所述傳感器監(jiān)控與故障檢測模塊中傳感器狀態(tài)監(jiān)控表達式為：

45、si＝monitorsensor(i)

46、其中：si為傳感器i的實際讀數(shù)；monitorsensor(i)表示監(jiān)控傳感器i狀態(tài)的函數(shù)；

47、所述故障檢測表達式為：

48、deltai＝|si-si,expected|

49、errori＝1,ifdeltai>errorthreshold

50、errori＝0,otherwise

51、其中：si,expected為傳感器i的預(yù)期讀數(shù)；threshold為允許的最大偏差deltai為傳感器i的讀數(shù)偏差；errori為傳感器i的故障狀態(tài)：0表示正常，1表示故障；errorthreshold為允許的最大偏差。

52、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)存儲與分析模塊中數(shù)據(jù)存儲表達式為：

53、datastorage(ri,ei,ci)＝storedata(ri,ei,ci)

54、其中：ri為第i次換電記錄；ei為第i次換電的電量信息；ci為第i次換電的費用計算；datastorage為存儲所有數(shù)據(jù)的函數(shù)；

55、所述數(shù)據(jù)分析表達式為：

56、

57、其中：n為數(shù)據(jù)總記錄數(shù)；eavg為平均電量；cavg為平均費用；si為第i次記錄的電量；fi為第i次記錄的費用。

58、一種換電管理系統(tǒng)及方法，所述管理方法步驟為：

59、步驟一、用戶請求接收：系統(tǒng)實時接收用戶終端發(fā)送的請求，識別請求類型：換電或還電，解析請求中的換電柜標識信息及與當前用戶綁定的電池的低電量信息；

60、步驟二、換電柜控制：根據(jù)用戶請求的信息，向?qū)?yīng)的換電柜發(fā)送開門指令，開啟空電池倉，監(jiān)控電池倉的開關(guān)門狀態(tài)，并接收關(guān)門信息及電池放置的正確性信息；

61、步驟三、電量驗證與費用計算：引入雙重驗證機制，通過實時電量信息與電池使用歷史記錄進行比對，確保電量信息的準確性，基于比對結(jié)果和預(yù)存的高電量信息，計算實際使用電量和用電費用；

62、步驟四、用戶費用信息輸出：將計算出的費用信息輸出至用戶終端，確保用戶實時獲取費用信息；

63、步驟五、傳感器監(jiān)控與故障檢測：實時監(jiān)控電池狀態(tài)傳感器的工作狀態(tài)，檢測傳感器的正常運行，一旦檢測到傳感器故障或數(shù)據(jù)異常，立即觸發(fā)警報并通知維護人員；

64、步驟六、數(shù)據(jù)存儲與分析：存儲所有換電記錄、電量信息和費用計算數(shù)據(jù)，以備后續(xù)分析，對歷史數(shù)據(jù)進行分析，計算平均電量和平均費用，并優(yōu)化費用計算算法，為運營報告提供依據(jù)。

65、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種換電管理系統(tǒng)及方法，具備以下有益效果：

66、1、本發(fā)明通過由傳感器實時獲取電池當前的電量信息ecurrent，直接從電池傳感器獲取的數(shù)據(jù)，反映電池在當前時刻的狀態(tài)，系統(tǒng)維護電池使用的歷史記錄ehistory，包括電池的充放電歷史、歷史使用情況等，了解電池的使用模式和長期表現(xiàn)，實時電量信息ecurrent與歷史記錄ehistory進行比對，以確認實時數(shù)據(jù)的準確性，結(jié)合實時電量和歷史記錄，計算經(jīng)過驗證的電量信息evalidated，通過比對實時電量和歷史記錄，系統(tǒng)糾正或識別傳感器誤差，減少因傳感器故障或數(shù)據(jù)不一致造成的錯誤，如果實時電量數(shù)據(jù)與歷史記錄相差過大，系統(tǒng)檢測到可能的異常情況，如傳感器故障或數(shù)據(jù)傳輸錯誤，從而避免基于錯誤數(shù)據(jù)進行收費，達到了雙重驗證機制，使用電池的電量信息與實際的電池使用歷史進行比對電量信息更精準的有益效果。

67、2、本發(fā)明通過雙重驗證和精確的電量計算，系統(tǒng)有效避免了因數(shù)據(jù)錯誤或傳感器故障導(dǎo)致的收費誤差。只有經(jīng)過驗證的電量信息用于費用計算，減少了因誤差引起的費用偏差，通過計算電量差異δe，系統(tǒng)確認了電池的實際使用電量eused，如果電量差異為負值，系統(tǒng)會調(diào)整為零，確保實際使用電量不會出現(xiàn)負值，從而避免了計算中的錯誤，系統(tǒng)根據(jù)實際使用的電量fused和單位電量費用率crate計算最終的用電費用ctotal，通過明確的公式和步驟，確保費用計算的準確性，達到了費用計算精確不會出現(xiàn)誤報的有益效果。