基于新能源充电桩的电池检测方法及系统与流程

本发明涉及新能源电池领域，特别涉及一种基于新能源充电桩的电池检测方法及系统。

背景技术：

1、新能源电池领域中，一般通过传感器模块检测电池的电压、电流、温度等参数，传感器模块将检测的数据发送至电池管理模块所在的控制板。例如在新能源电动汽车上，锂离子电池作为电动汽车的主要动力源和核心部件，其健康状态时刻影响着电动车的安全运行，由于电动汽车上的电池都是由电池单体组成的，电池组中的每个单体的状态都会直接影响整个电池组的容量、内阻的状态，进而导致电动汽车的续航里程以及安全性下降，每一辆电动汽车上虽然安装了电池管理系统（battery management system，bms），通过bms将正在行驶的电动汽车的充放电数据进行采集分析，由于bms的算力有限，所以对动力电池的评估精度不高，同时仅靠bms也无法对电池组特定性能状态进行检测。相关技术中，为了给车主提供更加精细的分析，厂商通常需要将存储在车上的电池充放电数据上传至厂商服务器进行分析并将分析报告通过app呈现给用户。

2、然而，一方面，厂商为了宣传产品的稳定性，容易篡改检测的源数据，获得产品稳定的假象，对电动汽车的使用造成了较高的安全风险。另一方面，bms主要是用来监控和管理电动汽车在车主常用工况下电池系统的工作状态，通过收集电压、电流和温度等参数来实现对电池状态的实时监控，但是想要分析电池在更复杂工况下的动态性能时，仅靠bms无法提供相应的测试数据，仍然无法实现。例如，分析不同工况下的电池内阻、不同工况下电池的动态功率能力等性能所需的数据，目前的bms还无法提供。发明人发现无法实现电池动态性能测试的关键原因是，无法为电池提供相应工况的测试电流。

3、经检索，本领域技术人员已经提出了在充电桩中集成检测不同工况下电池性能的方案，其具体内容可以参照专利文献1和专利文献2。其中专利文献1中提到，现有的充电桩都只具备给动力电池进行电能补充这一个单一的功能，没有除了充电以外的其他的功能，但是动力电池在使用过程中并不仅只需要进行充电即可，还需要对动力电池进行安全检查，从而保证动力电池的使用安全性。基于此，专利文献1的技术贡献在于，对充电桩进行改造，使充电桩按照软件内置工况文件的要求向测试车辆输入检测电流。而专利文献1存在不足，即仅利用套在直流母线上的电流互感器来获取充电过程中不同工况电流下的充电数据，只能根据充电数据推断电池的健康情况，不能获取电池的详细数据。

4、专利文献2的方案可以解决专利文献1的上述不足，如图1所示，专利文献2中，可以根据检测工况文件调节充电桩的充电功率，还通过数据采集模块、obd数据采集模块分别获取bms、车载自诊断系统提供的电池详细数据，通过与传统的充电桩进行配合，能够得到动力电池健康状态的准确检测报告，使用户对动力电池的安全性有一个准确全面了解，提高动力电池的使用安全性。

5、可知，专利文献2提供了一种充检一体化充电桩，但是专利文献2的方案仍然存在以下不足：

6、汽车的obd诊断接口设置在电动汽车内部，obd接口连接在检测设备主体上，如果需要将便携式检测设备的obd接口与电动汽车的obd诊断接口连接，则需要在电动汽车充电过程中保持车门打开状态，而现有的充电桩一般部署在地库、停车场等公共空间并且是自助式的，若是采用专利文献2的充检一体化充电桩，需要增加维护人员一直在现场看管，同时在车主离开的情况下，将车门向不认识的维护人员打开，也会给车主带来财产风险，所以专利文献2的方案不适用于自助式充检一体化充电桩的电池检测功能。

7、专利文献1，专利名称，基于普通直流充电桩改制动力电池充电检测设备的方法，专利公开号，cn114056151b，公开日期，2022-02-18。

8、专利文献2，专利名称，一种便携式动力电池安全性检测系统及装置，专利公开号，cn114137428b，公开日期，2022-03-04。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于新能源充电桩的电池检测方法及系统，能够帮助车主识别出厂商是否对电池数据造假并向车主提供对复杂工况下电池性能的自助检测。

2、为实现上述目的，第一方面，本发明提供一种基于新能源充电桩的电池检测方法，应用于电池检测系统，所述电池检测系统包括多组充电设备，每组所述充电设备包括充电桩以及与所述充电桩分体设置的检测终端，所述充电桩上设置有一容纳仓，所述容纳仓内用于放置所述检测终端；所述检测终端包括蜂窝网络模块以及用于供电的蓄电池，所述检测终端与电动汽车的obd诊断接口连接，以从电动汽车的bms获取各电池单体的数据并能够通过蜂窝网络模块将各电池单体的数据上传至云服务器，充电桩的充电枪与电动汽车的充电口连接，以向所述电动汽车的电池充电；

3、所述方法包括：

4、充电桩接收到开始充电指令并且检测到所述检测终端不在容纳仓内时，进入检测充电一体化模式；其中，在所述检测充电一体化模式下，所述充电桩根据预设的工况文件，在充电过程中产生不同工况对应的测试充电电流；

5、在利用不同工况对应的测试充电电流对电动汽车的电池进行充电的过程中，检测终端通过电动汽车的obd诊断接口，获取bms监控到的各电池单体的数据；

6、检测终端将获取到的各电池单体的数据打包成第一数据包后，添加到上传队列中，并通过蜂窝网络模块实时将所述上传队列中的第一数据包上传至云服务器，以便所述云服务器根据接收到的第一数据包，分析各单体电池在不同工况下的性能，并生成电池性能报告发送给车主终端。

7、作为进一步改进，检测终端还包括无线通信模块，各组充电设备的检测终端基于相应的无线通信模块组成p2p网络；所述方法还包括：

8、当检测终端的连接状态从第一状态切换至第二状态时，获取检测终端目前所处的任务状态；其中，第一状态为检测终端未与电动汽车的obd诊断接口连接时的状态，第二状态为检测终端与电动汽车的obd诊断接口连接时的状态；

9、当检测终端目前所处的任务状态为第一传输状态，并检测到检测终端满足转发条件时，执行转发策略；其中，

10、第一传输状态为检测终端与电动汽车的obd诊断接口连接、且上传队列不为空、且上传队列中包括不属于当前电动汽车的数据时的任务状态；

11、满足转发条件包括：bms在n个采样周期对应的时间内采集到数据的数据量大于在n个采样周期对应的时间内蜂窝网络模块上传数据的数据量、并且本次检测任务所需存储空间大于检测终端本地剩余存储空间；所述n为大于1的正整数；

12、执行转发策略包括：检测终端将不属于当前电动汽车的数据打包成第二数据包，并通过p2p网络将所述第二数据包转发给目标检测终端，以通过目标检测终端将所述第二数据包上传至云服务器。

13、作为进一步改进，在检测是否满足转发条件之前，所述方法还包括，检测终端确定本次检测任务所需存储空间；

14、其中，确定本次检测任务所需存储空间，具体包括：

15、检测终端获取bms估计的当前电动汽车充电完成所需时长；

16、检测终端确定bms在n个采样周期对应的时间内采集到数据的数据量；

17、检测终端根据当前电动汽车充电完成所需时长以及bms在n个采样周期对应的时间内采集到数据的数据量计算本次检测任务所需存储空间。

18、作为进一步改进，所述检测终端根据当前电动汽车充电完成所需时长以及bms在n个采样周期对应的时间内采集到数据的数据量计算本次检测任务所需存储空间，具体包括：

19、检测终端将所述当前电动汽车充电完成所需时长进行修正；

20、其中，修正过程具体包括，通过以下公式对当前电动汽车充电完成所需时长进行修正：

21、

22、其中，为修正之后的当前电动汽车充电完成所需时长，为bms估计的当前电动汽车充电完成所需时长，为充电桩对电动汽车充电时的充电倍率，为充电桩按照工况文件输出的第i个测试充电电流时的充电倍率；为充电桩按照工况文件输出的第i个测试充电电流持续的时长；

23、所述检测终端根据修正之后的当前电动汽车充电完成所需时长以及bms在n个采样周期对应的时间内采集到数据的数据量计算本次检测任务所需存储空间。

24、作为进一步改进，所述检测终端将不属于当前电动汽车的数据打包成第二数据包，并通过p2p网络将所述第二数据包转发给目标检测终端，具体包括：

25、当前检测终端获取其他检测终端的任务状态，将其中一个处于第一空闲状态的检测终端作为目标检测终端；其中，第一空闲状态为检测终端放置在容纳仓内、且上传队列为空时的任务状态；

26、当前检测将上传队列中不属于当前电动汽车的数据打包成第二数据包，并通过p2p网络将所述第二数据包转发给目标检测终端。

27、作为进一步改进，所述检测终端将不属于当前电动汽车的数据打包成第二数据包，并通过p2p网络将所述第二数据包转发给目标检测终端，具体包括：

28、当前检测终端获取其他检测终端的任务状态，将其中至少两个处于第二空闲状态的检测终端共同作为目标检测终端；其中，第二空闲状态为检测终端与电动汽车的obd诊断接口连接、且上传队列为空时的任务状态；

29、当前检测终端将不属于当前电动汽车的数据打包成第二数据包，并将所述第二数据包加密后，按照预设的分割策略将加密后的第二数据包分割成与所述目标检测终端数量对应的加密数据包；

30、当前检测终端通过p2p网络向每个目标检测终端转发一份对应的加密数据包。

31、作为进一步改进，所述预设的分割策略，具体包括：

32、根据以下公式确定分割得到的各个加密数据包与第二数据包之间的数据量比例关系：

33、

34、其中，为第i个加密数据包的数据量；为接收第i个加密数据包的目标检测终端的蜂窝网络模块的网速。

35、第二方面，本发明提供一种基于新能源充电桩的电池检测系统，其特征在于，所述电池检测系统包括多组充电设备，每组所述充电设备包括充电桩以及与所述充电桩分体设置的检测终端，所述充电桩上设置有一容纳仓，所述容纳仓内用于放置所述检测终端；所述检测终端包括蜂窝网络模块以及用于供电的蓄电池，所述检测终端与电动汽车的obd诊断接口连接，以从电动汽车的bms获取各电池单体的数据并能够通过蜂窝网络模块将各电池单体的数据上传至云服务器，充电桩的充电枪与电动汽车的充电口连接，以向所述电动汽车的电池充电；其中，

36、所述充电桩还包括第一程序，所述第一程序被执行时，实现如下步骤：

37、充电桩接收到开始充电指令并且检测到所述检测终端不在容纳仓内时，进入检测充电一体化模式；其中，在所述检测充电一体化模式下，所述充电桩根据预设的工况文件，在充电过程中产生不同工况对应的测试充电电流；

38、所述检测终端还包括第二程序，所述第二程序被执行时，实现如下步骤：

39、在利用不同工况对应的测试充电电流对电动汽车的电池进行充电的过程中，检测终端通过电动汽车的obd诊断接口，获取bms监控到的各电池单体的数据；

40、检测终端将获取到的各电池单体的数据打包成第一数据包后，添加到上传队列中，并通过蜂窝网络模块实时将所述上传队列中的第一数据包上传至云服务器，以便所述云服务器根据接收到的第一数据包，分析各单体电池在不同工况下的性能，并生成电池性能报告发送给车主终端。

41、相较于现有技术，本发明提供的一种基于新能源充电桩的电池检测方法及系统，本发明中车主在自助充电时可以获取电池的性能报告，因此，车主通过与电动汽车厂商提供的报告对比，识别厂商是否存在欺诈行为。由于检测终端集成蜂窝网络模块可以实时将采集到的电池单体数据上传至云服务器，在网络良好的情况下，充电完成后，云服务器可以立即进行数据分析得到性能报告发送给车主，提升性能报告生成的速度；而在网络不佳情况下，由于采集到的数据是实时上传的，也可以保证数据可以尽快从检测终端传输到云服务器。同时，检测终端与充电桩是分体式的，车主将检测终端与车内的obd诊断接口连接之后，可以正常关闭车门，不需要额外的监管人员。本实施例中，通过判断检测终端是否在容纳仓内，充电桩可以判断充电时是否需要进入检测充电一体化模式，无需车主额外操作，提升了自助检测电池的效率。