電動汽車電池配送管理信息系統的構建

朱勝楠

摘 要 目前，國家電網提出了“換電為主、插充為輔、集中充電、統一配送”的方針。換電模式將成為未來電動汽車的主流，電池的合理調配也將隨之成為一大問題。因此，設計出一個有效的、現代化的管理信息系統將有助于加強電池配送管理，提高工作效率。本系統是基于Web網絡的B/S結構和SQL Server2012的數據庫管理，根據需求將其分為電池供應商向換電站配送電池的子系統和換電站向緊急客戶配送電池的子系統，通過實時監控配送過程和優化配送路徑，以滿足不同客戶的需求。

關鍵詞 電動汽車電池；配送管理；系統構建

中圖分類號：U463.63 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）05-0067-02

在當今社會能源危機和環境惡化的背景下，隨著電池技術的發展，電動汽車在性能和經濟性方面已經接近甚至優于傳統燃油汽車，并開始在世界范圍內逐漸推廣應用，以電動汽車為代表的新一代節能與環保汽車是汽車工業發展的必然趨勢。受到我國電力系統承載力以及住房環境的限制，未來電動汽車將采用換電為主的模式。建立合理有效的電池配送系統將有助于對我國未來汽車的管理，也有利于促進我國電動汽車的快速發展。

本文是在了解現今電動汽車相關配送研究的基礎上，結合關于其他貨物配送的研究，針對換電站和電動汽車客戶的電池配送需求，提出自己對電池配送管理系統的理解。

1 系統開發環境

1.1 電池管理信息系統

為了滿足電動汽車的實際運行需求，電池管理系統在功能、可靠穩定性和實用性等方面都做出了重要努力。檢測方面，電壓、溫度及電流高測量精度，基本滿足車輛運行和電池使用的要求。數據通訊方面，配備齊全的通信結口，可以將電池的信息發送給整車控制器，顯示界面以及充電機等。數據庫管理方面，多配備電池運行和充電數據的數據庫管理系統，便于對電池性能進行評價，對車用電池的優化設計提供數據支持。

根據現有電池的研究，可以實現電池數據的傳輸，有利于電池服務各方和使用者了解電池的動態，本文在該基礎上實現對電池配送系統的構建。

1.2 GPS和RFID定位

劉超等對城市車輛進行了基于GPS和RFID定位系統的設計，該系統主要由GPS模塊RFID模塊、GPRS模塊等部分組成。該系統通過接收GPS數據和RFID數據，依托ARM平臺進行分析處理，分析處理的結果通過GPRS模塊發送到監控中心以實現對車輛的監控與導航。該系統的實現彌補了現有GPS定位技術的不足，大大提高了城市中車輛導航的精確性。

利用電池RFID電子標簽使電池身份化，再根據具有定位系統的車載終端，可實時對電池和配送車輛進行定位追蹤，掌握電池的準確位置，使動態配送過程可行化。

1.3 SQL Server 2012

SQL Server 2012是一個全面的數據庫平臺，使用集成的商業智能（BI）工具提供了企業級的數據管理，具有開放、可伸縮性、安全性和可拓展性等優點。它集數據定義、數據操縱、數據管理的功能于一體，語言風格統一，是一個具備完全Web支持的數據庫產品，能夠實現對業務數據的高效、可靠地管理。SQL Server 2012采用列式存儲的索引，大大提高了數據倉庫的查詢效率。

2 系統需求

電池的配送途徑主要包括電池廠商向換電站的配送和換電站向應急客戶的配送。該系統的目的是實現對電池的動態調度，根據不同客戶的需求，對各調配途徑上的電池進行合理規劃并實時監控，實現電池配送。滿足多元化的配送管理需求，構建智能化的電池配送體系，提高電池的配送效率。

電動汽車主要采用的是換電為主的模式，電池在各個換電站進行動態游動。換電模式下，換電站的建設正如加油站建設一樣需要布局大量的配送服務網點來滿足換點業務的需求。各換電站都有各自的需求，通過實時監控，電池廠商利用合理配送路線將電池配送到各換電站將有利于提高整條電池配送供應鏈的效率，實現電池的智能化調度。此外，當電動汽車在行駛中，遇到緊急情況導致車輛因電力不足造成無法行駛，此時由于距離充電服務區域存在一定距離，車輛由于無法繼續工作不能行駛到換電站區域完成電動汽車的充換電，對電動汽車進行緊急救援。

3 系統功能結構和數據流程圖分析

圖1 電池配送系統功能結構圖

3.1 客戶子系統

通過齊全的通信接口，電池的信息傳輸到整車系統。當電池的剩余電量為客戶所設置的提醒電量時，電池更換提醒界面（主要包括電池的剩余電量和可行駛里程）將出現在汽車的顯示界面。隨后，客戶可根據換電站查詢等功能對附近換電站里程進行查詢，通過比較電池可行駛里程和換電站里程的關系，決定是否申請故障報修。通過對換電站等候時間的比較可進行向換電站故障報修的申請，從而縮短客戶等待時間，提高應急配送的效率。

圖2 客戶子系統數據流程圖

3.2 換電站子系統

換電站將會有一個電池的管理信息系統，詳細記錄各電池的各種信息（類型、型號、溫度、電壓、狀態——已更換、充電中或已充滿等）。通過在一定時期內對已更換電池類型的分析，對不同類型的電池進行需求分析，并將數據進行回歸分析，從而確定采購需求，向電池供應商下購買訂單。電池廠商在確定訂單但電池配送前，配送電池的類型和數量將通過互聯網傳輸到換電站，換電站工作人員利用POS機在配送電池到貨時對電池進行核實查收。

換電站根據換電電動汽車的流量和緊急救援的汽車數量，合理安排員工，實時更新緊急救援等待時間，并在接到緊急救援時，快速有效地到達救援汽車位置并更換電池。為客戶提供高效快速的服務。

圖3 換電站和電池廠商子系統數據流程圖

3.3 電池廠商子系統

3.3.1 數據流程分析endprint

電池廠商在接收到來自換電站的訂單后，根據庫存確定發貨量，并將數據發送到換電站管理員，根據所需配送的換電站的網點分布，根據最短往返路徑配送電池。在配送過程，利用GPS和RFID結合定位的方法，對配送車輛和電池進行實時監控，使整個配送流程可追溯化，可視化。

3.3.2 配送路線優化

本文中所優化的配送路線是電池廠商到各換電站以及各換電站之間的電池配送，為VRP問題（物流配送車輛的線路優化問題），在滿足換電站需求的基礎上，使電池廠商的總運輸費用最小化。

高鵬等使用改進遺傳算法對物流配送線路進行了研究，本文在借鑒該文的基礎上提出了電池配送路線的模型：電池廠商由配送中心，向個換電站配送電池（或某換電站向其他個換電站配送電池），配送中心有輛車，因存在多輛車配送某一換電站、某一輛車配送多換電站，可形成個配送子回路，其中，配送中心和換電站為“節點”，將其編號：配送中心為“0”，換電站從“1”開始一次編號。表示節點到節點的距離；表示回路中的換電站數量；表示回路中第個換電站的電池需求量，表示第輛車的載重量，表示車輛允許的最大行駛路程。則可得數學模型：

由于VRP是NP難題，很難用優化算法進行直接求解，而啟發式算法是在可行解中尋求最佳或次佳解，現今已有很多學者都采用改進遺傳算法對其進行求解或優化，在此，我們將不再著重研究。

4 結束語

本文主要基于Web網絡的B/S結構和SQL Server2012的數據庫管理和結合GPS和RFID定位方法，優化電池配送路徑和時間，減小電池配送的時間，使配送流程可視化，從而提高整條配送供應鏈效率。此外，本文仍存在欠缺，有些地方還需進一步完善。

參考文獻

[1]郭勇.港口汽車疏運流程優化研究及實現[D].北京交通大學，2009.

[2]充電太早 換電剛好 電網和車商的新能源汽車博弈http：//www.china-nengyuan.com/news/20417.html.

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[11]常春光，陳冬文，宋曉宇，等.面向大規模應急物流配送的線路優化模型[A].第七屆中國管理科學與工程論壇論文集[C].2009：1-6.

[12]吳淑娟.配送車輛線路優化算法研究[D].河海大學，2005.endprint

電池廠商在接收到來自換電站的訂單后，根據庫存確定發貨量，并將數據發送到換電站管理員，根據所需配送的換電站的網點分布，根據最短往返路徑配送電池。在配送過程，利用GPS和RFID結合定位的方法，對配送車輛和電池進行實時監控，使整個配送流程可追溯化，可視化。

3.3.2 配送路線優化

本文中所優化的配送路線是電池廠商到各換電站以及各換電站之間的電池配送，為VRP問題（物流配送車輛的線路優化問題），在滿足換電站需求的基礎上，使電池廠商的總運輸費用最小化。

高鵬等使用改進遺傳算法對物流配送線路進行了研究，本文在借鑒該文的基礎上提出了電池配送路線的模型：電池廠商由配送中心，向個換電站配送電池（或某換電站向其他個換電站配送電池），配送中心有輛車，因存在多輛車配送某一換電站、某一輛車配送多換電站，可形成個配送子回路，其中，配送中心和換電站為“節點”，將其編號：配送中心為“0”，換電站從“1”開始一次編號。表示節點到節點的距離；表示回路中的換電站數量；表示回路中第個換電站的電池需求量，表示第輛車的載重量，表示車輛允許的最大行駛路程。則可得數學模型：

由于VRP是NP難題，很難用優化算法進行直接求解，而啟發式算法是在可行解中尋求最佳或次佳解，現今已有很多學者都采用改進遺傳算法對其進行求解或優化，在此，我們將不再著重研究。

4 結束語

本文主要基于Web網絡的B/S結構和SQL Server2012的數據庫管理和結合GPS和RFID定位方法，優化電池配送路徑和時間，減小電池配送的時間，使配送流程可視化，從而提高整條配送供應鏈效率。此外，本文仍存在欠缺，有些地方還需進一步完善。

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[12]吳淑娟.配送車輛線路優化算法研究[D].河海大學，2005.endprint

電池廠商在接收到來自換電站的訂單后，根據庫存確定發貨量，并將數據發送到換電站管理員，根據所需配送的換電站的網點分布，根據最短往返路徑配送電池。在配送過程，利用GPS和RFID結合定位的方法，對配送車輛和電池進行實時監控，使整個配送流程可追溯化，可視化。

3.3.2 配送路線優化

本文中所優化的配送路線是電池廠商到各換電站以及各換電站之間的電池配送，為VRP問題（物流配送車輛的線路優化問題），在滿足換電站需求的基礎上，使電池廠商的總運輸費用最小化。

高鵬等使用改進遺傳算法對物流配送線路進行了研究，本文在借鑒該文的基礎上提出了電池配送路線的模型：電池廠商由配送中心，向個換電站配送電池（或某換電站向其他個換電站配送電池），配送中心有輛車，因存在多輛車配送某一換電站、某一輛車配送多換電站，可形成個配送子回路，其中，配送中心和換電站為“節點”，將其編號：配送中心為“0”，換電站從“1”開始一次編號。表示節點到節點的距離；表示回路中的換電站數量；表示回路中第個換電站的電池需求量，表示第輛車的載重量，表示車輛允許的最大行駛路程。則可得數學模型：

由于VRP是NP難題，很難用優化算法進行直接求解，而啟發式算法是在可行解中尋求最佳或次佳解，現今已有很多學者都采用改進遺傳算法對其進行求解或優化，在此，我們將不再著重研究。

4 結束語

本文主要基于Web網絡的B/S結構和SQL Server2012的數據庫管理和結合GPS和RFID定位方法，優化電池配送路徑和時間，減小電池配送的時間，使配送流程可視化，從而提高整條配送供應鏈效率。此外，本文仍存在欠缺，有些地方還需進一步完善。

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[12]吳淑娟.配送車輛線路優化算法研究[D].河海大學，2005.endprint