一种电动滑板增程电池方法及系统与流程

本发明涉及电动滑板电池的，具体涉及一种电动滑板增程电池方法及系统。

背景技术：

1、电动滑板作为短途出行的新兴交通工具，因其便捷性、经济性和环保特性获得了广泛的关注与应用。续航里程的限制一直是制约电动滑板市场发展的一个瓶颈。近年来，电动滑板行业经历了快速的技术革新，特别是在电池技术方面。锂电池凭借其高能量密度、长循环寿命和低维护成本，成为电动滑板电池的主流选择。同时，智能电池管理系统的发展也显著提升了电池的安全性能和使用效率。这些技术进步使得电动滑板的续航能力有了显著的提升，但仍然存在一些未解决的问题。

2、传统的电动滑板通常只配备一块主电池，当电量耗尽，需通过外部充电才能继续使用，限制了电动滑板的实用性。此外，电池的健康状态和环境因素如温度、湿度等，都会对电池性能产生影响，影响电动滑板的整体表现。在电池供电策略上，现有的电动滑板缺乏智能化的管理手段，无法根据实际路况和驾驶习惯动态调整电池的使用模式。同时，电池在长期使用后会出现老化现象，导致容量下降、内阻增加等问题，如果不加以有效的监控和管理，会影响电动滑板的性能，带来安全隐患。因此，开发一种能够优化电池配置和管理策略、增强电动滑板续航性能的解决方案，不仅是市场的需求，也是技术发展的趋势。

3、如公开号为cn109244304a的中国专利申请公开了一种电动车电池组，包括上壳体、下壳体、充放电端口、绝缘板、固定板、电池模块、支架、电池总正极、电池总负极及提手，所述上壳体与下壳体连接。固定板连接在绝缘板与上壳体连接面的对应面，电池模块连接在两组固定板之间，电池总正极连接在固定板的一侧，电池总负极连接在固定板的另一侧。在绝缘板上设置一个电池管理系统bms，在位于电池组下方的固定板下方设置缓冲垫，在下壳体与上壳体连接处设置防水密封圈。增设一个电池管理系统bms提高电池组使用的安全性。电池组通过固定板隔开，便于散热，避免在行驶或者充电过程中因为电池组过热发生事故。电池模块均为统一形式，方便组装及现场施工。

4、如授权公告号为cn204375806u的中国专利公开了一种能增加电动车行驶里程的电池组，包括电池固定盒，电池固定盒带有向上的开口，电池固定盒内的空间通过隔板被划分成多个电池放置腔，每个电池放置腔内分别固定连接有一个电池模块单体，每个电池模块单体的前侧面都带有放电口、充电口和放电开关，电池固定盒前侧固定安装有电动车控制器，每个电池模块单体的放电口分别通过放电线与电动车控制器相连。电池模块单体的前侧和后侧均固定连接有电池固定条，电池固定条水平设置，电池固定条上开有电池固定孔，每个电池放置腔所在的电池固定盒的底壁都开有固定盒固定孔，固定盒固定孔与电池固定孔相对应，电池模块单体通过固定盒固定孔和电池固定孔与电池固定盒相连接。

5、以上专利都存在本背景技术提出的问题：在电池供电策略上，缺乏智能化的管理手段。

6、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域普通技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种电动滑板增程电池方法及系统，提升电动滑板的续航能力、驾驶体验和电池寿命。

2、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

3、一方面，本发明提供一种电动滑板增程电池系统，包括电池模块、数据监测模块、数据存储模块、策略模块、供电控制模块；

4、其中，所述电池模块包括一个主电池和一个增程电池，用于对电动滑板进行供电；

5、所述数据监测模块用于采集行程信息，以及主电池和增程电池的状态参数；

6、所述数据存储模块用于存储所述行程信息，并构建行程数据集；

7、所述策略模块用于基于行程数据集制定供电策略，并基于主电池实时的状态参数调整供电策略；

8、所述供电控制模块用于执行供电策略，控制主电池与增程电池的工作状态。

9、作为本发明所述电动滑板增程电池系统的一种优选方案，其中：所述行程信息包括道路信息与滑板工作信息；所述数据监测模块包括道路信息单元、滑板信息单元、电池状态单元；其中：

10、所述道路信息单元用于实时采集道路信息，包括行程中每个途经点的坐标和坡度信息；

11、所述滑板信息单元用于实时采集滑板工作信息，包括行程中的制动记录以及每个途经点的滑板速度；

12、所述电池状态单元用于采集主电池和增程电池的状态参数，所述状态参数包括工作温度、开路电压、内阻、容量指数。

13、作为本发明所述电动滑板增程电池系统的一种优选方案，其中：所述数据存储模块包括数据清洗单元、行程参数单元、数据集单元；其中：

14、所述数据清洗单元用于对行程信息进行数据清洗；

15、所述行程参数单元基于数据清洗后的行程信息计算行程参数，包括爬坡指数、制动频率、加速系数；

16、所述数据集单元基于行程参数构建行程数据集；方法如下：

17、将一次行程的行程信息、行程参数、行程的日期、行程的开始时间组成一条行程数据；每次行程的行程数据共同构成所述行程数据集。

18、作为本发明所述电动滑板增程电池系统的一种优选方案，其中：行程参数单元计算所述爬坡指数的方法如下：读取任一段行程的道路信息，统计上坡的路径长度与行程的路径总长度并计算爬坡指数；所述爬坡指数为上坡的路径长度与路径总长度之比；

19、行程参数单元计算所述制动频率的方法如下：读取任一段行程的滑板工作信息，基于制动记录统计制动次数并计算制动频率；所述制动频率为制动次数与行程的路径总长度之比；

20、行程参数单元计算所述加速系数的方法如下：读取任一段行程的滑板工作信息，基于每个途经点的滑板速度识别加速路段并计算加速系数；所述加速系数为所有加速路段的路径长度之和与行程的路径总长度之比。

21、作为本发明所述电动滑板增程电池系统的一种优选方案，其中：所述策略模块包括策略生成单元，用于制定供电策略，方法如下：

22、所述策略生成单元基于行程数据集计算主电池的放电阈值，并基于主电池的放电阈值制定供电策略；方法如下：

23、s100：基于神经网络模型计算本次行程的行程参数的预测值；

24、所述神经网络模型的输入为任一次行程的日期、开始时间；输出为该次行程的每种行程参数的预测值；

25、s200：基于本次行程的行程参数的预测值计算本次行程主电池的放电阈值；公式如下：

26、；

27、其中，s表示本次行程主电池的放电阈值；为主电池的放电阈值的参考值；表示制动频率的预测值；表示爬坡指数的预测值；表示加速系数的预测值；表示权重系数；

28、s300：基于本次行程主电池的放电阈值，制定本次行程的供电策略；

29、所述供电策略具体如下：

30、当主电池的剩余容量大于主电池的放电阈值，则由主电池独立对电动滑板进行供电；

31、当主电池的剩余容量不大于放电阈值，且主电池与增程电池之间的电压差不小于安全阈值时，供电方式切换为由增程电池独立向电动滑板进行供电；

32、当主电池的剩余容量不大于放电阈值，且主电池与增程电池之间的电压差小于安全阈值时，供电方式切换为主电池与增程电池同时向电动滑板进行供电。

33、作为本发明所述电动滑板增程电池系统的一种优选方案，其中：所述策略模块还包括状态参数单元、策略调整单元；其中，状态参数单元用于计算主电池和增程电池的温度指数、健康指数；所述策略调整单元基于温度指数、健康指数调整主电池的放电阈值，并生成放电策略指令；

34、所述温度指数为任一电池的工作温度的均值；计算方法如下：自行程开始，在时长为n的时间段内持续采集电池的工作温度并求均值，作为电池的温度指数；

35、所述健康指数的计算公式如下：

36、；

37、其中，h表示任一电池的健康指数；表示容量指数；u表示开路电压；r表示内阻；表示额定开路电压；表示额定内阻；

38、所述调整主电池的放电阈值的公式如下：

39、；

40、其中，表示主电池的放电阈值经过调整后的值；表示主电池的健康指数；表示主电池的温度指数；表示调整系数。

41、作为本发明所述电动滑板增程电池系统的一种优选方案，其中：所述供电控制模块包括策略指令单元、电池监测单元、开关控制单元；其中：

42、所述策略指令单元用于存储放电策略指令；

43、所述电池监测单元用于实时监测主电池的荷电状态以及主电池与增程电池之间的电压差；

44、所述开关控制单元基于放电策略指令控制主电池以及增程电池与供电电路的连接，具体如下：当主电池独立对电动滑板进行供电，将增程电池从供电电路中断开；当供电方式切换为由增程电池独立向电动滑板进行供电，将增程电池接入供电电路，并将主电池从供电电路中断开；当供电方式切换为主电池与增程电池同时向电动滑板进行供电，将主电池接入供电电路。

45、作为本发明所述电动滑板增程电池系统的一种优选方案，其中：所述策略指令单元配置有充电策略指令，具体如下：在进行充电时，当主电池与增程电池之间的电压差大于安全阈值，则单独对主电池与增程电池中荷电状态低的一方进行充电；当主电池与增程电池之间的电压差不大于安全阈值，则充电方式切换为同时对主电池与增程电池进行充电；

46、所述开关控制单元基于充电策略指令控制主电池以及增程电池与充电电路的连接；当单独对主电池与增程电池中荷电状态低的一方进行充电，断开荷电状态高的一方与充电电路的连接；当充电方式切换为同时对主电池与增程电池进行充电，将主电池与增程电池同时接入充电电路。

47、第二方面，本发明提供一种电动滑板增程电池方法，包括以下步骤：

48、s1：采集行程信息以及主电池和增程电池的状态参数；

49、s2：对所述行程信息进行数据清洗，计算行程参数并构建行程数据集；

50、s3：基于所述行程数据集训练用于预测行程参数的神经网络模型；

51、s4：基于神经网络模型计算本次行程的行程参数的预测值，并计算本次行程主电池的放电阈值；

52、s5：基于本次行程主电池的放电阈值，制定本次行程的供电策略；

53、s6：计算主电池的温度指数、健康指数，调整主电池的放电阈值，并基于供电策略生成放电策略指令；

54、s7：执行所述放电策略指令，在本次行程中对电动滑板进行供电。

55、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果如下：

56、增程电池的存在提供了额外的电力来源，根据实际需求和电池状态智能切换供电模式增加了系统的灵活性。通过智能化的电池管理策略，减少了对单个电池的依赖，平衡了主电池和增程电池的工作负担，从而保护了电池健康。主电池与增程电池并联供电的方式，能够提供更高的峰值功率，满足高功耗驾驶行为的需求。

57、通过实时收集道路信息、滑板工作状态以及电池的状态参数，为智能决策提供依据。通过监测电池健康状态来动态调整放电阈值，确保了在不同驾驶条件下主电池与增程电池供电出力的合理分配，提高了能源利用效率。