一种电动汽车充放电效率的检测系统的制作方法

1.本实用新型涉及充电桩技术领域，尤其涉及一种电动汽车充放电效率的检测系统。


背景技术：

2.随着新能源汽车的日益普及，人们对新能源汽车的认知已经从朦胧的新鲜感，逐渐转变为日益挑剔的产品审视。电动汽车的续航里程是被市场最为关心的评价项目之一。新能源车在宣传时为了打消客户的里程顾虑，通常都会标榜自身的“长距离续航里程”，而消费者在实际使用过程中，通常又会有“明明充了相应的电，为什么开不到相应的里程”的疑问。然而，无论是充电方(充电桩)还是放电方(新能源车)的充放电数据，都无法令最终用户得到信服的解释。目前，市场上尚无有效的第三方检测手段和检测设备。


技术实现要素：

3.为了解决上述问题，本实用新型提供了一种电动汽车充放电效率的检测系统，该检测系统能够使最终用户比较直观的确认电动汽车实际充电与实际放电的效率。
4.实用新型为此本实用新型提供了一种电动汽车充放电效率的检测系统，其包括：充电采集装置，放电采集装置，信息收集单元，信息处理单元，其中所述充电采集装置与充电桩输出端配接，所述放电采集装置分别与车载电池及车载电机配接，所述信息收集单元与车载电池的bms及obs通讯连接，所述信息处理单元分别与所述充电采集装置、放电采集装置、信息收集单元数据连接
5.其中充电采集装置，用于测量充电桩输出的电压电流以获得充电桩的输出电量e1。放电采集装置，用于在车载电池向车载电机放电时，测量车载电池的电压电流以获得车载电池的输出电量e3。信息收集单元，用于与车载电池的bms通讯，读取车载电池充电电量的参考值e2。与车载电池的obs通讯，读取车载电池放电电量的参考值e4。信息处理单元，用于通过计算得到车载电池的充电效率和车载电池的放电效率。
6.进一步地，充电采集装置为接在充电桩和电动汽车之间的中间插件。充电采集装置包括：车端充电插座、桩端充电插头以及连接在两者之间的通讯线和电源线。电源线上连接有电流采集模块和电压采集模块。电流采集模块、电压采集模块和通讯线三者汇合后与plc模块连接。plc模块传输电压电流数据，以分析获得充电桩的输出电量e1。
7.进一步地，放电采集装置为接在车载电池和车载电机之间的中间插件。放电采集装置包括：电池接口、dc/ac转换器接口以及连接在两者之间的电源线。电源线上连接有电流采集模块和电压采集模块。电流采集模块和电压采集模块两者汇合后与plc模块连接。plc模块传输电压电流数据，以分析获得电池的输出电量e3。
8.进一步地，检测系统还包括用于记录地理位置信息并将信息上传至信息处理单元的gps，信息处理单元能够整合gps信息与功率/电量信息以绘制不同地理位置的能耗图。
9.进一步地，检测系统还包括用于为gps、信息处理单元和信息收集单元供电的供电
单元，供电单元包括蓄电池和变压器。
10.本实用新型提供的该电动汽车充放电效率的检测系统，能够使最终用户比较直观的确认电动汽车实际充电与实际放电的效率，能够合理地解释电动汽车“明明充了相应的电，为什么开不到相应的里程”的疑问。
附图说明
11.构成本技术的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
12.图1为本实用新型的电动汽车充放电效率的检测原理流程图；
13.图2为充电采集装置结构示意图；
14.图3为放电采集装置结构示意图；
15.图4为本实用新型电动汽车充放电效率的检测系统的结构示意图。
16.100
‑
车端充电插座、200
‑
桩端充电插头、110
‑
通讯线、120
‑
电源线、300
‑
电池接口、310
‑
电源线、330
‑
远端、400
‑
dc/ac转换器接口，电压采集模块v，电流采集模块a。
具体实施方式
17.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
18.为了使本领域的技术人员更好的理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，在本领域普通技术人员没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型的保护范围。
19.需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。此外除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“布设”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况，结合现有技术来理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。且图示中的部件中的一个或多个可以是必须的或非必须的，以及上述图示的各部件之间的相对位置关系可以根据实际需要进行调整。
20.如图1所示，本实用新型提供的该电动汽车充放电效率的检测系统的检测原理为，通过获取充电桩的输出电量e1和车载电池充电电量的参考值e2，计算e2/e1*100％可以得到电动汽车的充电效率。通过获取车载电池的输出电量e3和车载电池放电电量的参考值e4，计算e3/e4*100％可以得到电动汽车的放电效率。
21.图2为充电采集装置的结构示意图。充电采集装置为接在充电桩和电动汽车之间的中间插件。充电采集装置包括车端充电插座100用于与电动汽车的接口适配连接。桩端充电插头200用于与充电桩连接以及连接。在车端充电插座100和桩端充电插头200两者之间连接有通讯线110和电源线120。电源线120上连接有电流采集模块a和电压采集模块v。电流采集模块a、电压采集模块v和通讯线110三者汇合后与plc模块连接。plc模块传输电压电流数据，以分析获得充电桩的输出电量e1。
22.图3为放电采集装置结构示意图。放电采集装置为接在车载电池和车载电机之间的中间插件。放电采集装置包括电池接口300、dc/ac转换器接口400以及连接在两者之间的电源线310。电源线310上连接有电流采集模块a和电压采集模块v。电流采集模块a和电压采集模块v两者汇合后与plc模块连接。plc模块传输电压电流数据，以分析获得电池的输出电量e3。
23.下面通过两个具体的实施例对本实用新型的电动汽车充放电效率的检测系统的实际运用方式进行简单的说明。
24.实施例1：对行驶车辆中的soc、v、a、power等进行连续检测，并与位置信息(gps)以及温度\湿度\大气压力等环境条件联系在一起，得到车辆在实际道路上行驶时的电池工作真实数据。
25.计算在外部环境(t1，h1，p1)状态下，行驶距离s1需要消耗的功率ea。某日，车辆由甲地移动到乙地，通过测量设备测得行驶过程中的电压v、电流a以及行驶时间t，经积分运算得到功率ea＝∫dvdadt。记录行驶过程中的环境温度t1、湿度h1以及大气压力p1。gps记录行程信息行驶距离s1。最终得出在外部环境(t1，h1，p1)状态下，行驶距离s1需要消耗的功率ea。
26.计算在外部环境(t2，h2，p2)状态下，行驶距离s1需要消耗功率e
b
。次日，车辆由乙地同路径返回甲地，记录当日行驶过程中的环境温度t2、湿度h2以及大气压力p2。同时，记录当日行驶过程中的电压v、电流a以及行驶时间t，经积分运算得到功率eb＝∫dvdadt。最终得出在外部环境(t2，h2，p2)状态下，行驶距离s1需要消耗功率eb。理论上ea＝eb，但因为路况或外部环境的不同ea、eb存在差异，通过多次重复测量，可以得到综合平均能耗e
平均
，此数值即为电池工作状态真实的里程能耗值。
27.实施例2：根据环境条件实时计算出电动汽车电压、电流数据的实时变化特点，实时获取车辆行驶状态的电池基础数据。它可以对电压、电流进行连续检测，根据所得到的汽车“电流量”的值，计算出每单位行驶距离的耗电量。设备不仅可以实车实时得到“电流量”数据，而且还可以同时读取gps的位置信息、温度、湿度以及大气压力信息，使电参数数据和行驶状态联系在一起，最终得到实时的电耗量结果。
28.在上述的实施例中，对整个路程中的某一时刻进行分析，将耗能与gps信息中的位置信息相匹配，得到某单位路程中的能耗信息。例如，高度变化为δh，长度变化为δs，计算得出车辆行驶过程中的坡度变化δk，相应路程中得能量消耗为e’，则可计算出行驶上(下)坡度k的路程中，车辆耗能e’。
29.如图4所示，为了实现上述数据的采集，本实用新型提供的该电动汽车充放电效率的检测系统，其包括充电采集(测量)装置、放电采集(测量)装置、信息收集单元、信息处理单元、gps以及供电单元。工作时，充电桩为车辆充电，充电枪连接至充电测量装置，充电测
量装置在不影响充电效率的前提下，通过使用充电枪延长线对车辆进行充电。信息收集单元通过用车端充电插座的can通讯读取电动汽车车载电池的bms信息(充电反馈)。检测系统通过使用延长线的方式，在车载电池向车载电机放电时，测量电池放电电压电流数据。信息收集单元通过obs读取车载电池电量信息(放电反馈)。
30.信息处理单元内置计算单元(cpu)，计算单元(cpu)与信息收集单元进行通讯(lan等)对信息收集的(充电/放电)时间、电压以及电流进行收集及存储。对瞬时电压(v)、电流(i)进行积分得到瞬时功率(p)。同时，对瞬时功率(p)与时间(t)进行积分，得出电量e＝∫dvdadt。根据公式，对瞬时电压v和瞬时电流i进行积分得到瞬时功率p，对各个时间段的瞬时功率p和使用时间t进行积分，得出整个充放电过程中的总电量。
31.此外，信息处理单元通过收集gps信息，后期可整合gps信息与功率/电量等信息，用于绘制不同地理位置的能耗图。gps信息用于记录地理位置。
32.在一个实施例中，使用检测设备检测到放电总量为100kwh，车辆行驶距离为100km，但是通过gps信号的读取，发现车辆行驶的路况80％为下坡，该情况下的放电量与行驶里程并不能代表实际车辆的能耗。在这种情况下，只有将实际行驶的地理位置与当时的电量、里程等信息综合起来，才能更客观地对充放电效率进行评测。
33.具体地，假设车辆重量为m，行驶过程中根据gps取得原始坐标位置(x0，y0，z0)。行驶过程中采集坐标位置(x
t
，y
t
，z
t
)，假设从行驶开始至结束过程中，整车消耗e
t
的电量。
34.则实际做功为：e＝mgμ「(x
t
‑
x
o
)+(y
t
‑
y
o
)」+mg(z
t
‑
z
o
)+mf
w
35.其中，e为能量j、m为车辆质量kg、g为重力加速度m/s2、μ为摩擦系数、x、y、z为坐标(单位m)、f
w
为风阻系数。公式左边为电池消耗的总电能(能量)，公式右边为车辆克服地面摩擦力使车辆在平面位置移动产生的功+车辆在垂直方向克服重力势能做的功+车辆克服风阻移动做的功。理论上等号左右两边能量守恒，电池用于车辆动力消耗的总能量用于车辆移动所需要的总的功的和，即车辆克服地面阻力即风阻后做的功及车辆克服重力势能做的功。进行et与e的比较可作为整车对能耗利用率的评价标准。
36.为了不给车辆增加负载负担，使用专门的独立电源给上述三个单元进行供电。本实用新型的供电单元包括蓄电池和变压器。
37.综上所述，本实用新型提供的该电动汽车充放电效率的检测系统，能够使最终用户比较直观的确认电动汽车实际充电与实际放电的效率，从而能够向客户合理地解释电动汽车的实际电力使用状态，避免各类虚假里程宣传等纠纷，从而为保障消费者提供帮助。
38.以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
39.本领域技术人员可以理解，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本实用新型提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本实用新型提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以
及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本实用新型提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。
40.此外实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read
‑
only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
41.此外，本实用新型实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型实施例的思想，其同样应当视为本实用新型实施例所公开的内容。