物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于電動汽車充電設(shè)施的設(shè)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(shè)充電站目標(biāo)達(dá)到10000座，形成世界之最的“四縱四橫”電動汽車充電網(wǎng)絡(luò)，對于普及電動汽車而言無疑是巨大的動力。電動汽車規(guī)模化發(fā)展成為必然趨勢，應(yīng)對規(guī)?；瘞淼臋C(jī)遇和挑戰(zhàn)，為未來做好技術(shù)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(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);電動汽車;充電;分析

1導(dǎo)言

促進(jìn)電動汽車事業(yè)的發(fā)展也是落實(shí)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(shè)施作為電動汽車事業(yè)發(fā)展的重要保障和基礎(chǔ)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(shè)想了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電動汽車充電設(shè)施中的應(yīng)用，為未來電動汽車充電設(shè)施的順利運(yùn)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(shù)是基于互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用了先進(jìn)的RFID、無線數(shù)據(jù)通信等技術(shù)，所構(gòu)造的一個(gè)覆蓋更多事物的網(wǎng)絡(luò)，很多事物能夠在不需要人的干預(yù)下通過此網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交流。實(shí)際上也是利用了RFID技術(shù)，通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了物品信息的自動識別和信息的共享。從體系構(gòu)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(jìn)行識別，能夠識別的物體包括二維碼、條形碼、RFID標(biāo)簽、讀寫器、識讀器、GPS、攝像頭、傳感器網(wǎng)絡(luò)等，其通過對物體信息的識別，并對識別到的信息進(jìn)行采集。二是網(wǎng)絡(luò)層。網(wǎng)絡(luò)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(jìn)行處理，并將其傳遞給相應(yīng)的模塊。三是應(yīng)用層。應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)的社會分工，同時(shí)還結(jié)合了行業(yè)的實(shí)際需求，促進(jìn)了智能化的實(shí)現(xiàn)。從另外一方面來看，應(yīng)用層也是物聯(lián)網(wǎng)與各行業(yè)的專業(yè)技術(shù)進(jìn)行融合的紐帶。

3物聯(lián)網(wǎng)在充電設(shè)施中的應(yīng)用探討

電動汽車充電設(shè)施是為電動汽車上的動力電池提供電能補(bǔ)給的設(shè)施。目前的充電設(shè)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(jī)的小型乘用車提供常規(guī)充電服務(wù);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(jī)，可同時(shí)為各種類型的電動汽車提供應(yīng)急充電服務(wù)。電動汽車充電設(shè)施，特別是充電站，需要全面采集各類數(shù)據(jù)和信息，實(shí)現(xiàn)對充電設(shè)施的監(jiān)控、調(diào)度、計(jì)量計(jì)費(fèi)、資產(chǎn)管理等。物聯(lián)網(wǎng)將新一代IT技術(shù)應(yīng)用到電動汽車充電設(shè)施，通過在電動汽車、動力電池、充電設(shè)備中設(shè)置傳感器和RFID系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)感知電動汽車運(yùn)行狀態(tài)、動力電池使用狀態(tài)、充電設(shè)備工作狀況、充電設(shè)施輔助設(shè)備運(yùn)行情況等，很容易實(shí)現(xiàn)采集點(diǎn)的全面覆蓋，而且物聯(lián)網(wǎng)投資相對較低，通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)清晰，采集數(shù)據(jù)比較完整。

3.1物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于充電設(shè)施的調(diào)度

將傳感器設(shè)備置于電動汽車中，例如：將RFID標(biāo)簽貼于電動汽車的擋風(fēng)玻璃上，當(dāng)電動汽車經(jīng)過充電設(shè)施時(shí)，充電設(shè)施的RFID讀寫器可以自動識別電動汽車的類型。通過充電設(shè)施內(nèi)的傳感器網(wǎng)絡(luò)將電動汽車監(jiān)測信息的綜合分析結(jié)果上報(bào)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)電動汽車的流量、行駛速度統(tǒng)計(jì)等，為未來充電設(shè)施的規(guī)劃、充電設(shè)施類型的選擇、道路的改造提供了科學(xué)依據(jù)。在電動汽車動力電池中置入RFID標(biāo)簽，那么當(dāng)充電車輛駛?cè)氤潆娫O(shè)施時(shí)，充電設(shè)施處的RFID閱讀器能夠感知當(dāng)前電動汽車電池電量剩余情況。充電設(shè)施將需要等待充電的車輛數(shù)目和充電設(shè)施內(nèi)的剩余充電車位，通過物聯(lián)網(wǎng)上報(bào)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(shè)施，同時(shí)將就近充電設(shè)施的行使線路提供給等待充電的車主，避免車主的長時(shí)間等待，

3.2物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于充電設(shè)施的監(jiān)控

充電站內(nèi)設(shè)備較多，加強(qiáng)對充電站內(nèi)設(shè)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(bào)警等，是確保電動汽車安全、可靠充電，確保站內(nèi)設(shè)施安全運(yùn)行的重要保證。將RFID標(biāo)簽等傳感器置入充電站的充電機(jī)和充電樁中，可以識別充電電池組的狀態(tài)，計(jì)算剩余充電時(shí)間，自動開合充電電路，實(shí)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(shí)時(shí)監(jiān)測站內(nèi)設(shè)備運(yùn)行情況，確保站內(nèi)設(shè)備安全，

3.3物聯(lián)網(wǎng)用于充電設(shè)施的計(jì)量計(jì)費(fèi)

未來，充電站特別是交流充電樁將遍布城市。對充電設(shè)施計(jì)量設(shè)備數(shù)據(jù)的抄收和充電費(fèi)用的結(jié)算將是一項(xiàng)繁重的工作。應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)，可實(shí)現(xiàn)充電設(shè)施的自動計(jì)量計(jì)費(fèi)，將極大地減少抄表、收費(fèi)的工作量，減少充電設(shè)施的運(yùn)行成本。在交流充電樁和直流充電機(jī)內(nèi)安裝智能電能表和刷卡器，可自動實(shí)現(xiàn)充電電量的計(jì)量和充電費(fèi)用的結(jié)算。通過物聯(lián)網(wǎng)與遠(yuǎn)方營運(yùn)中心進(jìn)行數(shù)據(jù)、信息交互，可自動實(shí)現(xiàn)充電車主賬戶管理、充電費(fèi)用結(jié)算等。營運(yùn)中心同時(shí)提供發(fā)卡服務(wù)、用戶投訴、用戶賬戶信息查詢等功能。

3.4物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于充電設(shè)施的資產(chǎn)管理

對大量充電設(shè)施的資產(chǎn)管理將是一項(xiàng)十分龐大的工程。應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)可及時(shí)了解充電設(shè)施的安全狀況，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)充電設(shè)備的故障隱患，及時(shí)進(jìn)行維修，實(shí)現(xiàn)充電設(shè)施的全生命周期管理。將RFID標(biāo)簽和標(biāo)識編碼系統(tǒng)應(yīng)用于充電設(shè)施，進(jìn)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(biāo)對象并獲取數(shù)據(jù)，并將充電設(shè)施運(yùn)行情況及時(shí)上報(bào)給資產(chǎn)管理中心，使管理中心可以制訂出科學(xué)的檢修計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)有針對性、有計(jì)劃的設(shè)備巡檢、維修，

3.5在監(jiān)控中的應(yīng)用

由于電動汽車充電設(shè)施內(nèi)部的設(shè)備比較多，尤其是充電站，因此，需要在保證充電站正常運(yùn)行的情況下，加強(qiáng)對其各設(shè)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(shè)施等進(jìn)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(jī)等設(shè)備中置入RFID標(biāo)簽，當(dāng)汽車靠近充電樁、充電機(jī)時(shí)，其能夠?qū)﹄妱悠嚦潆婋姵亟M中電量的剩余量進(jìn)行識別，根據(jù)識別的結(jié)果再對需要充電的時(shí)間進(jìn)行計(jì)算。這種方法也可對充電電路進(jìn)行自動開和合，進(jìn)而對充電情況進(jìn)行自動化管理。不僅如此，電氣技術(shù)人員還可以通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將電動汽車充電設(shè)施內(nèi)的煙霧報(bào)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(shè)施中的各設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)測，在保證電動汽車安全充電的同時(shí)，也為電動汽車充電設(shè)施內(nèi)各設(shè)備的安全提供保障。

4結(jié)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(jī)、促進(jìn)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(jìn)交通發(fā)展模式轉(zhuǎn)變的有效載體。電動汽車充電設(shè)施作為智能電網(wǎng)的重要建設(shè)內(nèi)容，是發(fā)展電動汽車的重要保障。為了促進(jìn)中國電動汽車事業(yè)的發(fā)展，就要加強(qiáng)對電動汽車充電設(shè)施的建設(shè)。對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電動汽車充電設(shè)施中的應(yīng)用狀況進(jìn)行了大膽設(shè)想，希望能夠?yàn)橹袊妱悠嚦潆娫O(shè)施的建設(shè)、運(yùn)行等提供依據(jù)。

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