本發(fā)明涉及電動(dòng)滑板電池的，具體涉及一種電動(dòng)滑板增程電池方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、電動(dòng)滑板作為短途出行的新興交通工具，因其便捷性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保特性獲得了廣泛的關(guān)注與應(yīng)用。續(xù)航里程的限制一直是制約電動(dòng)滑板市場(chǎng)發(fā)展的一個(gè)瓶頸。近年來(lái)，電動(dòng)滑板行業(yè)經(jīng)歷了快速的技術(shù)革新，特別是在電池技術(shù)方面。鋰電池憑借其高能量密度、長(zhǎng)循環(huán)壽命和低維護(hù)成本，成為電動(dòng)滑板電池的主流選擇。同時(shí)，智能電池管理系統(tǒng)的發(fā)展也顯著提升了電池的安全性能和使用效率。這些技術(shù)進(jìn)步使得電動(dòng)滑板的續(xù)航能力有了顯著的提升，但仍然存在一些未解決的問(wèn)題。

2、傳統(tǒng)的電動(dòng)滑板通常只配備一塊主電池，當(dāng)電量耗盡，需通過(guò)外部充電才能繼續(xù)使用，限制了電動(dòng)滑板的實(shí)用性。此外，電池的健康狀態(tài)和環(huán)境因素如溫度、濕度等，都會(huì)對(duì)電池性能產(chǎn)生影響，影響電動(dòng)滑板的整體表現(xiàn)。在電池供電策略上，現(xiàn)有的電動(dòng)滑板缺乏智能化的管理手段，無(wú)法根據(jù)實(shí)際路況和駕駛習(xí)慣動(dòng)態(tài)調(diào)整電池的使用模式。同時(shí)，電池在長(zhǎng)期使用后會(huì)出現(xiàn)老化現(xiàn)象，導(dǎo)致容量下降、內(nèi)阻增加等問(wèn)題，如果不加以有效的監(jiān)控和管理，會(huì)影響電動(dòng)滑板的性能，帶來(lái)安全隱患。因此，開(kāi)發(fā)一種能夠優(yōu)化電池配置和管理策略、增強(qiáng)電動(dòng)滑板續(xù)航性能的解決方案，不僅是市場(chǎng)的需求，也是技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。

3、如公開(kāi)號(hào)為cn109244304a的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了一種電動(dòng)車(chē)電池組，包括上殼體、下殼體、充放電端口、絕緣板、固定板、電池模塊、支架、電池總正極、電池總負(fù)極及提手，所述上殼體與下殼體連接。固定板連接在絕緣板與上殼體連接面的對(duì)應(yīng)面，電池模塊連接在兩組固定板之間，電池總正極連接在固定板的一側(cè)，電池總負(fù)極連接在固定板的另一側(cè)。在絕緣板上設(shè)置一個(gè)電池管理系統(tǒng)bms，在位于電池組下方的固定板下方設(shè)置緩沖墊，在下殼體與上殼體連接處設(shè)置防水密封圈。增設(shè)一個(gè)電池管理系統(tǒng)bms提高電池組使用的安全性。電池組通過(guò)固定板隔開(kāi)，便于散熱，避免在行駛或者充電過(guò)程中因?yàn)殡姵亟M過(guò)熱發(fā)生事故。電池模塊均為統(tǒng)一形式，方便組裝及現(xiàn)場(chǎng)施工。

4、如授權(quán)公告號(hào)為cn204375806u的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種能增加電動(dòng)車(chē)行駛里程的電池組，包括電池固定盒，電池固定盒帶有向上的開(kāi)口，電池固定盒內(nèi)的空間通過(guò)隔板被劃分成多個(gè)電池放置腔，每個(gè)電池放置腔內(nèi)分別固定連接有一個(gè)電池模塊單體，每個(gè)電池模塊單體的前側(cè)面都帶有放電口、充電口和放電開(kāi)關(guān)，電池固定盒前側(cè)固定安裝有電動(dòng)車(chē)控制器，每個(gè)電池模塊單體的放電口分別通過(guò)放電線(xiàn)與電動(dòng)車(chē)控制器相連。電池模塊單體的前側(cè)和后側(cè)均固定連接有電池固定條，電池固定條水平設(shè)置，電池固定條上開(kāi)有電池固定孔，每個(gè)電池放置腔所在的電池固定盒的底壁都開(kāi)有固定盒固定孔，固定盒固定孔與電池固定孔相對(duì)應(yīng)，電池模塊單體通過(guò)固定盒固定孔和電池固定孔與電池固定盒相連接。

5、以上專(zhuān)利都存在本背景技術(shù)提出的問(wèn)題：在電池供電策略上，缺乏智能化的管理手段。

6、公開(kāi)于該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本發(fā)明的總體背景的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種電動(dòng)滑板增程電池方法及系統(tǒng)，提升電動(dòng)滑板的續(xù)航能力、駕駛體驗(yàn)和電池壽命。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一方面，本發(fā)明提供一種電動(dòng)滑板增程電池系統(tǒng)，包括電池模塊、數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、策略模塊、供電控制模塊；

4、其中，所述電池模塊包括一個(gè)主電池和一個(gè)增程電池，用于對(duì)電動(dòng)滑板進(jìn)行供電；

5、所述數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)模塊用于采集行程信息，以及主電池和增程電池的狀態(tài)參數(shù)；

6、所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)所述行程信息，并構(gòu)建行程數(shù)據(jù)集；

7、所述策略模塊用于基于行程數(shù)據(jù)集制定供電策略，并基于主電池實(shí)時(shí)的狀態(tài)參數(shù)調(diào)整供電策略；

8、所述供電控制模塊用于執(zhí)行供電策略，控制主電池與增程電池的工作狀態(tài)。

9、作為本發(fā)明所述電動(dòng)滑板增程電池系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，其中：所述行程信息包括道路信息與滑板工作信息；所述數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)模塊包括道路信息單元、滑板信息單元、電池狀態(tài)單元；其中：

10、所述道路信息單元用于實(shí)時(shí)采集道路信息，包括行程中每個(gè)途經(jīng)點(diǎn)的坐標(biāo)和坡度信息；

11、所述滑板信息單元用于實(shí)時(shí)采集滑板工作信息，包括行程中的制動(dòng)記錄以及每個(gè)途經(jīng)點(diǎn)的滑板速度；

12、所述電池狀態(tài)單元用于采集主電池和增程電池的狀態(tài)參數(shù)，所述狀態(tài)參數(shù)包括工作溫度、開(kāi)路電壓、內(nèi)阻、容量指數(shù)。

13、作為本發(fā)明所述電動(dòng)滑板增程電池系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，其中：所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊包括數(shù)據(jù)清洗單元、行程參數(shù)單元、數(shù)據(jù)集單元；其中：

14、所述數(shù)據(jù)清洗單元用于對(duì)行程信息進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗；

15、所述行程參數(shù)單元基于數(shù)據(jù)清洗后的行程信息計(jì)算行程參數(shù)，包括爬坡指數(shù)、制動(dòng)頻率、加速系數(shù)；

16、所述數(shù)據(jù)集單元基于行程參數(shù)構(gòu)建行程數(shù)據(jù)集；方法如下：

17、將一次行程的行程信息、行程參數(shù)、行程的日期、行程的開(kāi)始時(shí)間組成一條行程數(shù)據(jù)；每次行程的行程數(shù)據(jù)共同構(gòu)成所述行程數(shù)據(jù)集。

18、作為本發(fā)明所述電動(dòng)滑板增程電池系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，其中：行程參數(shù)單元計(jì)算所述爬坡指數(shù)的方法如下：讀取任一段行程的道路信息，統(tǒng)計(jì)上坡的路徑長(zhǎng)度與行程的路徑總長(zhǎng)度并計(jì)算爬坡指數(shù)；所述爬坡指數(shù)為上坡的路徑長(zhǎng)度與路徑總長(zhǎng)度之比；

19、行程參數(shù)單元計(jì)算所述制動(dòng)頻率的方法如下：讀取任一段行程的滑板工作信息，基于制動(dòng)記錄統(tǒng)計(jì)制動(dòng)次數(shù)并計(jì)算制動(dòng)頻率；所述制動(dòng)頻率為制動(dòng)次數(shù)與行程的路徑總長(zhǎng)度之比；

20、行程參數(shù)單元計(jì)算所述加速系數(shù)的方法如下：讀取任一段行程的滑板工作信息，基于每個(gè)途經(jīng)點(diǎn)的滑板速度識(shí)別加速路段并計(jì)算加速系數(shù)；所述加速系數(shù)為所有加速路段的路徑長(zhǎng)度之和與行程的路徑總長(zhǎng)度之比。

21、作為本發(fā)明所述電動(dòng)滑板增程電池系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，其中：所述策略模塊包括策略生成單元，用于制定供電策略，方法如下：

22、所述策略生成單元基于行程數(shù)據(jù)集計(jì)算主電池的放電閾值，并基于主電池的放電閾值制定供電策略；方法如下：

23、s100：基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型計(jì)算本次行程的行程參數(shù)的預(yù)測(cè)值；

24、所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸入為任一次行程的日期、開(kāi)始時(shí)間；輸出為該次行程的每種行程參數(shù)的預(yù)測(cè)值；

25、s200：基于本次行程的行程參數(shù)的預(yù)測(cè)值計(jì)算本次行程主電池的放電閾值；公式如下：

26、；

27、其中，s表示本次行程主電池的放電閾值；為主電池的放電閾值的參考值；表示制動(dòng)頻率的預(yù)測(cè)值；表示爬坡指數(shù)的預(yù)測(cè)值；表示加速系數(shù)的預(yù)測(cè)值；表示權(quán)重系數(shù)；

28、s300：基于本次行程主電池的放電閾值，制定本次行程的供電策略；

29、所述供電策略具體如下：

30、當(dāng)主電池的剩余容量大于主電池的放電閾值，則由主電池獨(dú)立對(duì)電動(dòng)滑板進(jìn)行供電；

31、當(dāng)主電池的剩余容量不大于放電閾值，且主電池與增程電池之間的電壓差不小于安全閾值時(shí)，供電方式切換為由增程電池獨(dú)立向電動(dòng)滑板進(jìn)行供電；

32、當(dāng)主電池的剩余容量不大于放電閾值，且主電池與增程電池之間的電壓差小于安全閾值時(shí)，供電方式切換為主電池與增程電池同時(shí)向電動(dòng)滑板進(jìn)行供電。

33、作為本發(fā)明所述電動(dòng)滑板增程電池系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，其中：所述策略模塊還包括狀態(tài)參數(shù)單元、策略調(diào)整單元；其中，狀態(tài)參數(shù)單元用于計(jì)算主電池和增程電池的溫度指數(shù)、健康指數(shù)；所述策略調(diào)整單元基于溫度指數(shù)、健康指數(shù)調(diào)整主電池的放電閾值，并生成放電策略指令；

34、所述溫度指數(shù)為任一電池的工作溫度的均值；計(jì)算方法如下：自行程開(kāi)始，在時(shí)長(zhǎng)為n的時(shí)間段內(nèi)持續(xù)采集電池的工作溫度并求均值，作為電池的溫度指數(shù)；

35、所述健康指數(shù)的計(jì)算公式如下：

36、；

37、其中，h表示任一電池的健康指數(shù)；表示容量指數(shù)；u表示開(kāi)路電壓；r表示內(nèi)阻；表示額定開(kāi)路電壓；表示額定內(nèi)阻；

38、所述調(diào)整主電池的放電閾值的公式如下：

39、；

40、其中，表示主電池的放電閾值經(jīng)過(guò)調(diào)整后的值；表示主電池的健康指數(shù)；表示主電池的溫度指數(shù)；表示調(diào)整系數(shù)。

41、作為本發(fā)明所述電動(dòng)滑板增程電池系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，其中：所述供電控制模塊包括策略指令單元、電池監(jiān)測(cè)單元、開(kāi)關(guān)控制單元；其中：

42、所述策略指令單元用于存儲(chǔ)放電策略指令；

43、所述電池監(jiān)測(cè)單元用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)主電池的荷電狀態(tài)以及主電池與增程電池之間的電壓差；

44、所述開(kāi)關(guān)控制單元基于放電策略指令控制主電池以及增程電池與供電電路的連接，具體如下：當(dāng)主電池獨(dú)立對(duì)電動(dòng)滑板進(jìn)行供電，將增程電池從供電電路中斷開(kāi)；當(dāng)供電方式切換為由增程電池獨(dú)立向電動(dòng)滑板進(jìn)行供電，將增程電池接入供電電路，并將主電池從供電電路中斷開(kāi)；當(dāng)供電方式切換為主電池與增程電池同時(shí)向電動(dòng)滑板進(jìn)行供電，將主電池接入供電電路。

45、作為本發(fā)明所述電動(dòng)滑板增程電池系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，其中：所述策略指令單元配置有充電策略指令，具體如下：在進(jìn)行充電時(shí)，當(dāng)主電池與增程電池之間的電壓差大于安全閾值，則單獨(dú)對(duì)主電池與增程電池中荷電狀態(tài)低的一方進(jìn)行充電；當(dāng)主電池與增程電池之間的電壓差不大于安全閾值，則充電方式切換為同時(shí)對(duì)主電池與增程電池進(jìn)行充電；

46、所述開(kāi)關(guān)控制單元基于充電策略指令控制主電池以及增程電池與充電電路的連接；當(dāng)單獨(dú)對(duì)主電池與增程電池中荷電狀態(tài)低的一方進(jìn)行充電，斷開(kāi)荷電狀態(tài)高的一方與充電電路的連接；當(dāng)充電方式切換為同時(shí)對(duì)主電池與增程電池進(jìn)行充電，將主電池與增程電池同時(shí)接入充電電路。

47、第二方面，本發(fā)明提供一種電動(dòng)滑板增程電池方法，包括以下步驟：

48、s1：采集行程信息以及主電池和增程電池的狀態(tài)參數(shù)；

49、s2：對(duì)所述行程信息進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗，計(jì)算行程參數(shù)并構(gòu)建行程數(shù)據(jù)集；

50、s3：基于所述行程數(shù)據(jù)集訓(xùn)練用于預(yù)測(cè)行程參數(shù)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；

51、s4：基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型計(jì)算本次行程的行程參數(shù)的預(yù)測(cè)值，并計(jì)算本次行程主電池的放電閾值；

52、s5：基于本次行程主電池的放電閾值，制定本次行程的供電策略；

53、s6：計(jì)算主電池的溫度指數(shù)、健康指數(shù)，調(diào)整主電池的放電閾值，并基于供電策略生成放電策略指令；

54、s7：執(zhí)行所述放電策略指令，在本次行程中對(duì)電動(dòng)滑板進(jìn)行供電。

55、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果如下：

56、增程電池的存在提供了額外的電力來(lái)源，根據(jù)實(shí)際需求和電池狀態(tài)智能切換供電模式增加了系統(tǒng)的靈活性。通過(guò)智能化的電池管理策略，減少了對(duì)單個(gè)電池的依賴(lài)，平衡了主電池和增程電池的工作負(fù)擔(dān)，從而保護(hù)了電池健康。主電池與增程電池并聯(lián)供電的方式，能夠提供更高的峰值功率，滿(mǎn)足高功耗駕駛行為的需求。

57、通過(guò)實(shí)時(shí)收集道路信息、滑板工作狀態(tài)以及電池的狀態(tài)參數(shù)，為智能決策提供依據(jù)。通過(guò)監(jiān)測(cè)電池健康狀態(tài)來(lái)動(dòng)態(tài)調(diào)整放電閾值，確保了在不同駕駛條件下主電池與增程電池供電出力的合理分配，提高了能源利用效率。