基于区块链的可溯源电池回收换电优化方法、系统及终端

本发明涉及新能源汽车换电，更具体地说，它涉及基于区块链的可溯源电池回收换电优化方法、系统及终端。

背景技术：

1、新能源汽车换电模式是指通过集中型换电站对大量电池集中充电，并在换电站内对电动汽车进行电池更换，相比于动辄半个小时以上的充电方式而言，换电模式的效率更高，更有利新能源汽车长途行驶。

2、现有的换电模式管控与共享汽车管控较为相似，主要是在新能源汽车中的电池没电时，在换电站更换电池后依据应用更换后电池所提供的里程数进行收费，电池的所有权不发生变更，所以后续还需要将电池归还至要求地点，换电模式复杂；而且车辆更换电池后还需携带自己的电池，在一定程度上增加了新能源汽车的载重，从而影响到新能源汽车的续航；此外，每完成一次换电就意味着换电站所储备的电池数据降低，这就要求每个换电站需配置大量的电池，投入成本高；另外，电池归还的随机性也会导致不同换电站所储备的电池数量差异较大，最终不同换电站的电池调度也会增加换电模式的运营成本。

3、因此，如何研究设计一种能够克服上述缺陷的电池回收换电优化技术是我们目前急需解决的问题。

技术实现思路

1、为解决现有技术中的不足，本发明的目的是提供基于区块链的可溯源电池回收换电优化方法、系统及终端，可以有效保障电池换电的合理性和平衡性，换电完成后即可以减轻目标车辆的载重，又可以保证换电站的电池数据不变，无需储备大量的备用电池，使得整个电池换电的投入成本低。

2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

3、第一方面，提供了基于区块链的可溯源电池回收换电优化方法，包括以下步骤：

4、获取目标车辆的授权登记信息以及目标车辆在当前换电周期内应用待换电电池的车辆行驶里程；

5、依据授权登记信息从区块链上读取目标车辆在上一个换电站所存储的换电记录数据，换电记录数据包括待换电电池的历史剩余换电等价量以及目标车辆的历史可用换电等价量；

6、根据车辆行驶里程分析待换电电池在当前换电周期内的换电消耗等价量，并依据换电消耗等价量更新历史剩余换电等价量和历史可用换电等价量，得到相应的实时剩余换电等价量和实时可用换电等价量；

7、依据实时可用换电等价量近似匹配得到当前换电站中可用的目标换电电池；

8、基于待换电电池和任意一个目标换电电池完成回收换电，并将目标车辆在当前换电周期中完成回收换电的换电信息上传至当前换电站所对应的区块链节点进行保存。

9、进一步的，所述换电消耗等价量的分析过程具体为：

10、以历史剩余换电等价量为起始点以及车辆行驶里程为宽度，从数据库中匹配得到车辆行驶里程所对应的等价参数；

11、依据车辆行驶里程所对应的等价参数之和计算得到换电消耗等价量。

12、进一步的，所述换电消耗等价量的分析过程具体为：

13、以历史剩余换电等价量为起始点以及车辆行驶里程为宽度，从数据库中匹配得到车辆行驶里程所对应的等价参数；

14、依据车辆行驶里程所对应的等价参数之和计算得到初始的换电消耗等价量；

15、依据当前换电周期和车辆行驶里程计算得到修正系数，修正系数不小于1；

16、以初始的换电消耗等价量和修正系数之积计算得到最终的换电消耗等价量。

17、进一步的，所述待换电电池在全生命周期的等价参数分配公式具体为：

18、；

19、其中，表示待换电电池在第次完全充电后的理论续航里程；表示待换电电池在第次完全充电后的理论续航里程；表示第次完全充电后的理论续航里程中每公里里程所对应的等价参数；表示第次完全充电后的理论续航里程中每公里里程所对应的等价参数；表示待换电电池在全生命周期的理论充电次数。

20、进一步的，所述待换电电池在全生命周期的等价参数分配公式具体为：

21、；

22、其中，表示单次完全充电后最大的理论续航里程；表示最大的理论续航里程中每公里里程所对应的等价参数。

23、进一步的，所述换电消耗等价量的计算公式具体为：

24、；

25、其中，表示换电消耗等价量；表示历史剩余换电等价量所对应的累积行驶里程；表示目标车辆在当前换电周期内应用待换电电池的车辆行驶里程；表示第次完全充电后的理论续航里程中每公里里程所对应的等价参数，行驶里程属于第次完全充电后的理论续航里程。

26、进一步的，所述修正系数的计算过程具体为：

27、以当前换电周期的时长与标准续航里程所对应的最大行驶时长之比计算得到最小充电次数；

28、以车辆行驶里程与标准续航里程之比计算得到预估充电次数；

29、若预估充电次数与最小充电次数的差值为非负值时，则修正系数取值为1；

30、若预估充电次数与最小充电次数的差值为负值时：差值越小，则修正系数越大；差值越大，则修正系数越小。

31、进一步的，若所述待换电电池在上一个换电周期完成回收换电时目标车辆的可用换电等价量大于最终所选取目标换电电池的剩余换电等价量，则在当前换电周期优先选取剩余换电等价量大于实时可用换电等价量的目标换电电池；

32、若所述待换电电池在上一个换电周期完成回收换电时目标车辆的可用换电等价量小于最终所选取目标换电电池的剩余换电等价量，则在当前换电周期优先选取剩余换电等价量小于实时可用换电等价量的目标换电电池。

33、第二方面，提供了基于区块链的可溯源电池回收换电优化系统，包括：

34、目标识别模块，用于获取目标车辆的授权登记信息以及目标车辆在当前换电周期内应用待换电电池的车辆行驶里程；

35、数据调用模块，用于依据授权登记信息从区块链上读取目标车辆在上一个换电站所存储的换电记录数据，换电记录数据包括待换电电池的历史剩余换电等价量以及目标车辆的历史可用换电等价量；

36、消耗分析模块，用于根据车辆行驶里程分析待换电电池在当前换电周期内的换电消耗等价量，并依据换电消耗等价量更新历史剩余换电等价量和历史可用换电等价量，得到相应的实时剩余换电等价量和实时可用换电等价量；

37、电池匹配模块，用于依据实时可用换电等价量近似匹配得到当前换电站中可用的目标换电电池；

38、换电确认模块，用于基于待换电电池和任意一个目标换电电池完成回收换电，并将目标车辆在当前换电周期中完成回收换电的换电信息上传至当前换电站所对应的区块链节点进行保存。

39、第三方面，提供了一种计算机终端，包含存储器、处理器及存储在存储器并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面中任意一项所述的基于区块链的可溯源电池回收换电优化方法。

40、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

41、1、本发明提供的基于区块链的可溯源电池回收换电优化方法，在考虑电池续航性能的情况下，通过对目标车辆所配有待换电电池在当前换电周期的电池性能消耗进行合理分析，再利用目标车辆可支配的电池性能资源从换电站中匹配得到资源差异较小的目标换电电池，且每次匹配的差异均在下一次换电过程进行补偿更新，可以有效保障电池换电的合理性和平衡性，换电完成后即可以减轻目标车辆的载重，又可以保证换电站的电池数据不变，无需储备大量的备用电池，使得整个电池换电的投入成本低；

42、2、本发明采用区块链技术对每次电池换电过程中的信息进行存储，可以对每个参与换电的电池进行溯源追踪，有效保证了电池换电管控的安全性与可靠性，且可以对需要回收的电池进行集中回收和溯源回收，降低了电池回收利用的难度；

43、3、本发明在对换电消耗等价量分析过程中，不仅仅考虑了正常使用过程中里程数对电池性能资源的影响，还考虑了电池长时间停用对电池性能资源的影响，使得换电消耗等价量分析更加符合实际情况；

44、4、本发明在对待换电电池在全生命周期的等价参数分配时，考虑了电池性能衰减情况，使得等价参数分配更为合理；

45、5、本发明在近似匹配可用的目标换电电池时，依据上一次电池换电过程中的资源匹配差异，来改变当前电池换电过程中的资源差异匹配的优先级，避免出现目标车辆在长期换电过程中始终处于超资源匹配或欠资源匹配，有效保证了整个电池换电体系的均衡性。