本發(fā)明涉及兩輪電動(dòng)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?yè)Q電柜、共享電池柜、換電站、電池交換站，用以便于用戶及時(shí)更換電動(dòng)車內(nèi)的電池。

2、如公開號(hào)為：cn?114971382a的一種換電管理方法及系統(tǒng)，通過(guò)接收用戶終端發(fā)送的第一換電柜標(biāo)識(shí)信息及與當(dāng)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(biāo)識(shí)信息對(duì)應(yīng)的換電柜中無(wú)電池的第一電池倉(cāng)，以便驅(qū)動(dòng)所述第一電池倉(cāng)打開倉(cāng)門；判斷是否接收到所述第一電池倉(cāng)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(dāng)前用戶綁定的電池的低電量信息及預(yù)存的與當(dāng)前用戶綁定的電池的高電量信息，輸出用電費(fèi)用信息至用戶終端。本發(fā)明的收費(fèi)方式更為公平合理，利于提升用戶體驗(yàn)。

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(qǐng)求、開門、放電池、關(guān)門以及輸出用電費(fèi)用信息，適用于主流的兩輪電動(dòng)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(lái)計(jì)算費(fèi)用，若電池狀態(tài)信息不準(zhǔn)確或者傳感器出現(xiàn)故障，會(huì)導(dǎo)致費(fèi)用計(jì)算不準(zhǔn)確，從而影響用戶的公平性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、解決的技術(shù)問(wèn)題：

2、針對(duì)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(yàn)證機(jī)制，使用電池的電量信息與實(shí)際的電池使用歷史進(jìn)行比對(duì)電量信息更精準(zhǔn)，費(fèi)用計(jì)算精確不會(huì)出現(xiàn)誤報(bào)等優(yōu)點(diǎn)，解決了上述技術(shù)的問(wèn)題。

3、技術(shù)方案：

4、為實(shí)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(qǐng)求接收模塊、換電柜控制模塊、電量驗(yàn)證與費(fèi)用計(jì)算模塊、用戶費(fèi)用信息輸出模塊、傳感器監(jiān)控與故障檢測(cè)模塊和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與分析模塊組成；

5、所述用戶請(qǐng)求接收模塊用于實(shí)時(shí)接收用戶終端發(fā)送的請(qǐng)求，包括還電請(qǐng)求或換電請(qǐng)求，解析請(qǐng)求中的第一換電柜標(biāo)識(shí)信息及與當(dāng)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(qǐng)求接收模塊提供的信息，輸出開門指令至對(duì)應(yīng)的換電柜中無(wú)電池的電池倉(cāng)，監(jiān)控電池倉(cāng)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(yàn)證與費(fèi)用計(jì)算模塊用于引入雙重驗(yàn)證機(jī)制，結(jié)合電池的實(shí)時(shí)電量信息和電池使用歷史記錄進(jìn)行比對(duì)，確保電量信息的準(zhǔn)確性，根據(jù)比對(duì)結(jié)果，以及預(yù)存的高電量信息，計(jì)算用電費(fèi)用；

8、所述用戶費(fèi)用信息輸出模塊用于將電量驗(yàn)證與費(fèi)用計(jì)算模塊得出的費(fèi)用信息輸出至用戶終端；

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

10、所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與分析模塊用于存儲(chǔ)所有換電記錄、電量信息、費(fèi)用計(jì)算等數(shù)據(jù)，對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，優(yōu)化費(fèi)用計(jì)算算法和提供運(yùn)營(yíng)報(bào)告；

11、所述電量驗(yàn)證與費(fèi)用計(jì)算模塊中驗(yàn)證電量信息表達(dá)式為：

12、

13、其中：evalidated為經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的電量信息，通過(guò)結(jié)合實(shí)時(shí)電量和歷史記錄來(lái)確保準(zhǔn)確性；ecurrent為實(shí)時(shí)電量信息，由傳感器提供的當(dāng)前電池電量；ehistory為電池使用歷史記錄中計(jì)算得到的電量信息，用于比較和驗(yàn)證實(shí)時(shí)電量；

14、計(jì)算電量差異表達(dá)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(yàn)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(guò)驗(yàn)證的電量信息。

17、優(yōu)選的，所述電量驗(yàn)證與費(fèi)用計(jì)算模塊還包括計(jì)算實(shí)際使用電量表達(dá)式：

18、eused＝max(0,δe)

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

20、所述計(jì)算最終費(fèi)用表達(dá)式為：

21、ctotal＝eused×crate

22、其中：ctotal為最終用電費(fèi)用，通過(guò)實(shí)際使用的電量和費(fèi)用率計(jì)算得出；eused為實(shí)際使用的電量，從前面的公式計(jì)算得到；crate為單位電量的費(fèi)用率，即每千瓦時(shí)電量的費(fèi)用。

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

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

25、其中：rid為用戶請(qǐng)求的唯一標(biāo)識(shí)符；cabinetid為換電柜標(biāo)識(shí)信息；batteryid為電池標(biāo)識(shí)信息；requesttype為請(qǐng)求類型：還電或換電；

26、從請(qǐng)求中提取的換電柜標(biāo)識(shí)信息和電池標(biāo)識(shí)信息分別為：

27、cobinetid＝r.cabinetid；

28、batteryid＝r.batteryid。

29、優(yōu)選的，所述用戶請(qǐng)求接收模塊還包括電池電量檢查，表達(dá)式為：

30、ecurrent<ethreshold

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

32、優(yōu)選的，所述換電柜控制模塊中輸出開門表達(dá)式為：

33、opendoor＝(cid,sid)

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

35、監(jiān)控電池倉(cāng)的開關(guān)門狀態(tài)表達(dá)式為：

36、dstatus＝monitordoor(cid,sid)

37、dstatus為電池倉(cāng)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(cāng)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(dá)式為：

39、placestatus＝receiveplacestatus(sid)

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

41、優(yōu)選的，所述用戶費(fèi)用信息輸出模塊中電費(fèi)驗(yàn)證與費(fèi)用計(jì)算表達(dá)式為：

42、totalcost＝e*c*(1-d)

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

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

45、si＝monitorsensor(i)

46、其中：si為傳感器i的實(shí)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(cè)表達(dá)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(chǔ)與分析模塊中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)表達(dá)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(fèi)用計(jì)算；datastorage為存儲(chǔ)所有數(shù)據(jù)的函數(shù)；

55、所述數(shù)據(jù)分析表達(dá)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(fèi)用；si為第i次記錄的電量；fi為第i次記錄的費(fèi)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(qǐng)求接收：系統(tǒng)實(shí)時(shí)接收用戶終端發(fā)送的請(qǐng)求，識(shí)別請(qǐng)求類型：換電或還電，解析請(qǐng)求中的換電柜標(biāo)識(shí)信息及與當(dāng)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(qǐng)求的信息，向?qū)?yīng)的換電柜發(fā)送開門指令，開啟空電池倉(cāng)，監(jiān)控電池倉(cāng)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(yàn)證與費(fèi)用計(jì)算：引入雙重驗(yàn)證機(jī)制，通過(guò)實(shí)時(shí)電量信息與電池使用歷史記錄進(jìn)行比對(duì)，確保電量信息的準(zhǔn)確性，基于比對(duì)結(jié)果和預(yù)存的高電量信息，計(jì)算實(shí)際使用電量和用電費(fèi)用；

62、步驟四、用戶費(fèi)用信息輸出：將計(jì)算出的費(fèi)用信息輸出至用戶終端，確保用戶實(shí)時(shí)獲取費(fèi)用信息；

63、步驟五、傳感器監(jiān)控與故障檢測(cè)：實(shí)時(shí)監(jiān)控電池狀態(tài)傳感器的工作狀態(tài)，檢測(cè)傳感器的正常運(yùn)行，一旦檢測(cè)到傳感器故障或數(shù)據(jù)異常，立即觸發(fā)警報(bào)并通知維護(hù)人員；

64、步驟六、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與分析：存儲(chǔ)所有換電記錄、電量信息和費(fèi)用計(jì)算數(shù)據(jù)，以備后續(xù)分析，對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，計(jì)算平均電量和平均費(fèi)用，并優(yōu)化費(fèi)用計(jì)算算法，為運(yùn)營(yíng)報(bào)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(guò)由傳感器實(shí)時(shí)獲取電池當(dāng)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(dāng)前時(shí)刻的狀態(tài)，系統(tǒng)維護(hù)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(zhǎng)期表現(xiàn)，實(shí)時(shí)電量信息ecurrent與歷史記錄ehistory進(jìn)行比對(duì)，以確認(rèn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，結(jié)合實(shí)時(shí)電量和歷史記錄，計(jì)算經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的電量信息evalidated，通過(guò)比對(duì)實(shí)時(shí)電量和歷史記錄，系統(tǒng)糾正或識(shí)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(cuò)誤，如果實(shí)時(shí)電量數(shù)據(jù)與歷史記錄相差過(guò)大，系統(tǒng)檢測(cè)到可能的異常情況，如傳感器故障或數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤，從而避免基于錯(cuò)誤數(shù)據(jù)進(jìn)行收費(fèi)，達(dá)到了雙重驗(yàn)證機(jī)制，使用電池的電量信息與實(shí)際的電池使用歷史進(jìn)行比對(duì)電量信息更精準(zhǔn)的有益效果。

67、2、本發(fā)明通過(guò)雙重驗(yàn)證和精確的電量計(jì)算，系統(tǒng)有效避免了因數(shù)據(jù)錯(cuò)誤或傳感器故障導(dǎo)致的收費(fèi)誤差。只有經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的電量信息用于費(fèi)用計(jì)算，減少了因誤差引起的費(fèi)用偏差，通過(guò)計(jì)算電量差異δe，系統(tǒng)確認(rèn)了電池的實(shí)際使用電量eused，如果電量差異為負(fù)值，系統(tǒng)會(huì)調(diào)整為零，確保實(shí)際使用電量不會(huì)出現(xiàn)負(fù)值，從而避免了計(jì)算中的錯(cuò)誤，系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際使用的電量fused和單位電量費(fèi)用率crate計(jì)算最終的用電費(fèi)用ctotal，通過(guò)明確的公式和步驟，確保費(fèi)用計(jì)算的準(zhǔn)確性，達(dá)到了費(fèi)用計(jì)算精確不會(huì)出現(xiàn)誤報(bào)的有益效果。