物聯(lián)網(wǎng)應用于電動汽車充電設施的設想

于帥

摘 要：為了解決長途充電問題，國家電網(wǎng)已經(jīng)建成了京滬高速全線快速充電系統(tǒng)。2016～2020年，國家電網(wǎng)建設充電站目標達到10000座，形成世界之最的“四縱四橫”電動汽車充電網(wǎng)絡，對于普及電動汽車而言無疑是巨大的動力。電動汽車規(guī)?；l(fā)展成為必然趨勢，應對規(guī)?；瘞淼臋C遇和挑戰(zhàn)，為未來做好技術積累和支撐，是未雨綢繆提升我國電動汽車發(fā)展能力的需要。

關鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);電動汽車;充電;分析

1導言

促進電動汽車事業(yè)的發(fā)展也是落實中國能源節(jié)約、節(jié)能減排等戰(zhàn)略的重大舉措，而電動汽車的充電設施作為電動汽車事業(yè)發(fā)展的重要保障和基礎條件，其發(fā)展水平對電動汽車的發(fā)展速度以及質(zhì)量等均有著重要的影響。本文設想了物聯(lián)網(wǎng)技術在電動汽車充電設施中的應用，為未來電動汽車充電設施的順利運行提供前瞻性的依據(jù)。

2物聯(lián)網(wǎng)簡介

物聯(lián)網(wǎng)技術是基于互聯(lián)網(wǎng)的基礎上，利用了先進的RFID、無線數(shù)據(jù)通信等技術，所構造的一個覆蓋更多事物的網(wǎng)絡，很多事物能夠在不需要人的干預下通過此網(wǎng)絡進行交流。實際上也是利用了RFID技術，通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了物品信息的自動識別和信息的共享。從體系構架上來看，其主要包括：一是感知層。感知層也是物聯(lián)網(wǎng)的皮膚和五官，其能夠?qū)ξ矬w進行識別，能夠識別的物體包括二維碼、條形碼、RFID標簽、讀寫器、識讀器、GPS、攝像頭、傳感器網(wǎng)絡等，其通過對物體信息的識別，并對識別到的信息進行采集。二是網(wǎng)絡層。網(wǎng)絡層也是物聯(lián)網(wǎng)的大腦和神經(jīng)中樞，是對采集到的信息進行處理，并將其傳遞給相應的模塊。三是應用層。應用層是物聯(lián)網(wǎng)的社會分工，同時還結合了行業(yè)的實際需求，促進了智能化的實現(xiàn)。從另外一方面來看，應用層也是物聯(lián)網(wǎng)與各行業(yè)的專業(yè)技術進行融合的紐帶。

3物聯(lián)網(wǎng)在充電設施中的應用探討

電動汽車充電設施是為電動汽車上的動力電池提供電能補給的設施。目前的充電設施主要由兩大類組成：一種是未來將遍布于街頭、小區(qū)停車場的交流充電樁，主要為具備車載充電機的小型乘用車提供常規(guī)充電服務;另一種是充電站，通常配備一定數(shù)量的交流充電樁和直流充電機，可同時為各種類型的電動汽車提供應急充電服務。電動汽車充電設施，特別是充電站，需要全面采集各類數(shù)據(jù)和信息，實現(xiàn)對充電設施的監(jiān)控、調(diào)度、計量計費、資產(chǎn)管理等。物聯(lián)網(wǎng)將新一代IT技術應用到電動汽車充電設施，通過在電動汽車、動力電池、充電設備中設置傳感器和RFID系統(tǒng)，可以實時感知電動汽車運行狀態(tài)、動力電池使用狀態(tài)、充電設備工作狀況、充電設施輔助設備運行情況等，很容易實現(xiàn)采集點的全面覆蓋，而且物聯(lián)網(wǎng)投資相對較低，通信網(wǎng)絡拓撲結構清晰，采集數(shù)據(jù)比較完整。

3.1物聯(lián)網(wǎng)應用于充電設施的調(diào)度

將傳感器設備置于電動汽車中，例如：將RFID標簽貼于電動汽車的擋風玻璃上，當電動汽車經(jīng)過充電設施時，充電設施的RFID讀寫器可以自動識別電動汽車的類型。通過充電設施內(nèi)的傳感器網(wǎng)絡將電動汽車監(jiān)測信息的綜合分析結果上報，實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)電動汽車的流量、行駛速度統(tǒng)計等，為未來充電設施的規(guī)劃、充電設施類型的選擇、道路的改造提供了科學依據(jù)。在電動汽車動力電池中置入RFID標簽，那么當充電車輛駛?cè)氤潆娫O施時，充電設施處的RFID閱讀器能夠感知當前電動汽車電池電量剩余情況。充電設施將需要等待充電的車輛數(shù)目和充電設施內(nèi)的剩余充電車位，通過物聯(lián)網(wǎng)上報給調(diào)度指揮中心，由調(diào)度指揮中心協(xié)調(diào)就近的充電設施，同時將就近充電設施的行使線路提供給等待充電的車主，避免車主的長時間等待，

3.2物聯(lián)網(wǎng)應用于充電設施的監(jiān)控

充電站內(nèi)設備較多，加強對充電站內(nèi)設備的全面檢測顯得尤為重要。充電站的監(jiān)測包括充電車位的監(jiān)測、充電狀態(tài)監(jiān)測、視頻監(jiān)測、安防監(jiān)測和煙霧報警等，是確保電動汽車安全、可靠充電，確保站內(nèi)設施安全運行的重要保證。將RFID標簽等傳感器置入充電站的充電機和充電樁中，可以識別充電電池組的狀態(tài)，計算剩余充電時間，自動開合充電電路，實現(xiàn)充電的自動管理。將充電站內(nèi)的煙霧傳感器、安防傳感器、視頻攝像頭通過物聯(lián)網(wǎng)接入監(jiān)控系統(tǒng)，可實時監(jiān)測站內(nèi)設備運行情況，確保站內(nèi)設備安全，

3.3物聯(lián)網(wǎng)用于充電設施的計量計費

未來，充電站特別是交流充電樁將遍布城市。對充電設施計量設備數(shù)據(jù)的抄收和充電費用的結算將是一項繁重的工作。應用物聯(lián)網(wǎng)，可實現(xiàn)充電設施的自動計量計費，將極大地減少抄表、收費的工作量，減少充電設施的運行成本。在交流充電樁和直流充電機內(nèi)安裝智能電能表和刷卡器，可自動實現(xiàn)充電電量的計量和充電費用的結算。通過物聯(lián)網(wǎng)與遠方營運中心進行數(shù)據(jù)、信息交互，可自動實現(xiàn)充電車主賬戶管理、充電費用結算等。營運中心同時提供發(fā)卡服務、用戶投訴、用戶賬戶信息查詢等功能。

3.4物聯(lián)網(wǎng)應用于充電設施的資產(chǎn)管理

對大量充電設施的資產(chǎn)管理將是一項十分龐大的工程。應用物聯(lián)網(wǎng)可及時了解充電設施的安全狀況，并及時發(fā)現(xiàn)充電設備的故障隱患，及時進行維修，實現(xiàn)充電設施的全生命周期管理。將RFID標簽和標識編碼系統(tǒng)應用于充電設施，進行資產(chǎn)身份管理、資產(chǎn)狀態(tài)監(jiān)測、資產(chǎn)全壽命周期管理，能夠自動識別目標對象并獲取數(shù)據(jù)，并將充電設施運行情況及時上報給資產(chǎn)管理中心，使管理中心可以制訂出科學的檢修計劃，實現(xiàn)有針對性、有計劃的設備巡檢、維修，

3.5在監(jiān)控中的應用

由于電動汽車充電設施內(nèi)部的設備比較多，尤其是充電站，因此，需要在保證充電站正常運行的情況下，加強對其各設備的安全性檢測。一般情況下，在充電站內(nèi)，需要對充電車位、充電狀態(tài)、安全設施等進行監(jiān)測，這樣也能夠更好地保證電動汽車充電的安全性和可靠性。如可在充電站的充電樁、充電機等設備中置入RFID標簽，當汽車靠近充電樁、充電機時，其能夠?qū)﹄妱悠嚦潆婋姵亟M中電量的剩余量進行識別，根據(jù)識別的結果再對需要充電的時間進行計算。這種方法也可對充電電路進行自動開和合，進而對充電情況進行自動化管理。不僅如此，電氣技術人員還可以通過物聯(lián)網(wǎng)技術將電動汽車充電設施內(nèi)的煙霧報警傳感器、安防傳感器、視頻傳感器等系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)相連接，使工作人員能夠?qū)﹄妱悠嚦潆娫O施中的各設備運行情況進行監(jiān)測，在保證電動汽車安全充電的同時，也為電動汽車充電設施內(nèi)各設備的安全提供保障。

4結論

近年來，國家出臺了一系列新能源汽車的發(fā)展規(guī)劃，電動汽車作為一種新型的交通工具，在緩解能源危機、促進環(huán)境與人類和諧發(fā)展等方面具有不可比擬的優(yōu)勢，是推進交通發(fā)展模式轉(zhuǎn)變的有效載體。電動汽車充電設施作為智能電網(wǎng)的重要建設內(nèi)容，是發(fā)展電動汽車的重要保障。為了促進中國電動汽車事業(yè)的發(fā)展，就要加強對電動汽車充電設施的建設。對物聯(lián)網(wǎng)技術在電動汽車充電設施中的應用狀況進行了大膽設想，希望能夠為中國電動汽車充電設施的建設、運行等提供依據(jù)。

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