基于云計(jì)算的電動(dòng)車充電管理系統(tǒng)

王曉波++王鋅桐++池坤鵬

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2017.30.153

摘 要：電動(dòng)汽車的使用日益增加，但是電池一直是發(fā)展電動(dòng)汽車的瓶頸。本文提出一種基于云計(jì)算的電動(dòng)汽車充電管理系統(tǒng)，從另外一種途徑解決了電動(dòng)汽車電池的瓶頸問題。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)車 云計(jì)算 充電管理

中圖分類號(hào)：U469.72 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）10（c）-0153-02

Abstract： The use of electric vehicles is increasing， but the battery has been the bottleneck of the development of electric vehicles. This paper presents a electric vehicle charging management system base on the cloud computing， this method solve the electric vehicle battery bottlenecks from another view.

Key Words： Electric car； Cloud computing； Charge management

隨著全球能源危機(jī)的不斷加深，石油資源的日趨枯竭，各國政府普遍認(rèn)識(shí)到節(jié)能和減排是未來汽車技術(shù)發(fā)展的主攻方向[2]，發(fā)展電動(dòng)汽車將是解決這二個(gè)技術(shù)難點(diǎn)的最佳途徑。

市場調(diào)研統(tǒng)計(jì)顯示，較短的續(xù)航里程及較長的充電時(shí)間嚴(yán)重影響了顧客的選擇與購買，也成為了制約電動(dòng)汽車發(fā)展的重要瓶頸。而解決續(xù)航里程的核心在于提高電動(dòng)汽車電池的技術(shù)能力，縮短充電時(shí)間。

1 基于云計(jì)算的電動(dòng)車充電管理系統(tǒng)

本文從另外的途徑提出解決電動(dòng)汽車的電能提供問題。電動(dòng)汽車上的電池做成可以拆卸的，電池容量不用做的非常大，目的是為了減輕重量，便于更換電池。多設(shè)置更換電池或者充電的“電動(dòng)車服務(wù)站”，城市里和高速公路上的里程數(shù)滿足小容量、老舊電池的里程需求。電動(dòng)車主到服務(wù)站可以要求更換電池，由于電池容量大大，更換難度也較小。

管理系統(tǒng)統(tǒng)一把電動(dòng)汽車電池進(jìn)行編碼，以確定電池價(jià)值。編碼采用加密編碼的方式，編碼原則由“電動(dòng)車服務(wù)站”掌握，目的是為了防止不法分子在價(jià)值較低的電池上印制假編碼，冒充價(jià)值較高的電池，使服務(wù)站或者電動(dòng)車主利益受損；同時(shí)，由于每組電池的編碼是唯一的，而且編碼原則是加密的，不法分子也無法用廢舊電池冒充新電池。

由于每次充電均會(huì)影響電池的價(jià)值，為了防止用戶在“電動(dòng)車服務(wù)站”以外的地方充電而不被記錄，設(shè)計(jì)以下電路。

在電動(dòng)汽車充電口設(shè)置一塊擋板。這個(gè)擋板首先可以起到防止人無意碰到充電極板，保護(hù)人被電擊的危險(xiǎn)；其次可以保持充電極板的干凈不落灰、不被雨水淋到或者洗車時(shí)被水濺到、起到部分隔離氧氣而造成充電極板加速氧化的作用；再次，還能起到實(shí)現(xiàn)電路功能的作用。如圖1所示，在電池組緊貼擋板處設(shè)置一個(gè)行程開關(guān)，其中觸點(diǎn)1為常閉觸點(diǎn)，觸點(diǎn)2常開接點(diǎn)。當(dāng)擋板打開準(zhǔn)備為電動(dòng)車充電時(shí)，觸點(diǎn)1閉合，觸點(diǎn)2打開；當(dāng)充電完畢關(guān)上擋板時(shí)，觸點(diǎn)1打開，觸點(diǎn)2閉合。擋板由電子鎖控制，平時(shí)處于上鎖狀態(tài)，電動(dòng)車駕駛員不能打開。“電動(dòng)車服務(wù)站”為每位準(zhǔn)備接受服務(wù)的車主配備統(tǒng)一的IC卡，當(dāng)在“電動(dòng)車服務(wù)站”以外的地方進(jìn)行充電時(shí)，車主需要刷卡，然后電池組內(nèi)的電池鎖打開，此時(shí)才能打開擋板進(jìn)行充電。當(dāng)刷卡打開擋板后，電池組內(nèi)部的內(nèi)置通訊裝置會(huì)向“電動(dòng)車服務(wù)站”的主機(jī)發(fā)送信號(hào)，通知這組電池進(jìn)行了一次充電，而所有的“電動(dòng)車服務(wù)站”會(huì)通過“云”獲得這個(gè)信息，以后無論這個(gè)電池組在哪個(gè)“電動(dòng)車服務(wù)站”進(jìn)行服務(wù)，這次充電信息都會(huì)被記錄。如圖2所示，當(dāng)擋板打開后，行程開關(guān)的觸點(diǎn)2打開，此時(shí)電動(dòng)汽車的電機(jī)不能上電的，電動(dòng)汽車是不能行使的，而當(dāng)擋板關(guān)閉后，行程開關(guān)的觸點(diǎn)2閉合，電動(dòng)汽車的電機(jī)才有可能會(huì)上電（可能還有其他措施使電機(jī)不能上電），這樣做的目的是為了防止車主充電后不把擋板關(guān)上，以后再次充電，而造成的電池組的充電次數(shù)漏記。

編碼中記錄電池的信息來確定它的價(jià)值，每次車主來服務(wù)站更換電池時(shí)，管理系統(tǒng)通過云計(jì)算，快速計(jì)算出車主接受本次服務(wù)應(yīng)該支付的費(fèi)用。

舉例如下：王先生駕駛電動(dòng)汽車前往“電動(dòng)車服務(wù)站”更換電池，此電動(dòng)車上的電池為A品牌、X容量的電池，此電池的全新電池核定價(jià)格為50000元，電池報(bào)廢殘值為10000元，電池可以循環(huán)充電2000次，則每次充電后電池價(jià)值會(huì)減少20元（（50000-10000）÷2000=20元）。此電動(dòng)車上電池已經(jīng)充電100次，則此電池的核定價(jià)格為48000元（50000-20×100=48000），服務(wù)人員把電池編碼上傳云端，通過云計(jì)算迅速確定王先生電動(dòng)汽車上的電池具體信息，并且找尋到本服務(wù)站現(xiàn)有的電池，參數(shù)與王先生的電池參數(shù)最接近的電池，這塊待更換的電池電壓與王先生的電車電池相同，為B品牌，容量為Y，已經(jīng)充電次數(shù)為98次，這款電池的電池的全新電池核定價(jià)格也為50000元，電池報(bào)廢殘值為10000元，可以循環(huán)充電2000次。那么這塊電池的核定價(jià)格為48040元（（50000-10000）÷2500=20元，50000-20×98=48040），電動(dòng)車服務(wù)站每次服務(wù)費(fèi)用總共為30元，那么王先生更換電池后需要支付給服務(wù)站的費(fèi)用為70元（48040-48000+30=70）。

2 結(jié)語

由于采用了云計(jì)算的方式，確定電池信息、找到合適電池、計(jì)算服務(wù)總費(fèi)用的速度非?？?，同時(shí)，更換電池的速度也比電動(dòng)車充電的速度也快得多。又由于能夠很方便的更換電池，電動(dòng)車電池容量也不用做的很大，可以降低電動(dòng)汽車的成本，同時(shí)，由于電池容量減小，電動(dòng)車的自身重量也會(huì)降低，又可以提高電動(dòng)車的行駛里程，這是一個(gè)良性循環(huán)。

電動(dòng)汽車上同時(shí)安裝云計(jì)算設(shè)備，實(shí)時(shí)分析電池剩余電量能夠行駛的里程（綜合計(jì)算，根據(jù)電池容量，電動(dòng)汽車的總重量），以做到提示最近的、最方便的“電動(dòng)車服務(wù)站”，以便車主及時(shí)更換電池或者選擇在合適的地點(diǎn)充電。

參考文獻(xiàn)

[1] 羅培煜.我國電動(dòng)車管理研究[D].長沙：湖南大學(xué)，2013.

[2] 高紅波.電動(dòng)汽車技術(shù)的現(xiàn)狀及前景[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2008（12）：108.endprint