基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的充電樁智能共享充電新模式

白聞強(qiáng)

摘要：隨著時(shí)代的進(jìn)步，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。文章是將充電樁通過互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)服務(wù)行業(yè)進(jìn)行深度融合，創(chuàng)造新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式，這是一項(xiàng)通過WiFi來進(jìn)行充電樁付費(fèi)和管理的技術(shù)，并對(duì)充電樁資源進(jìn)行共享。利用移動(dòng)終端App技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)平臺(tái)對(duì)社會(huì)上的充電樁資源進(jìn)行共享，通過聯(lián)網(wǎng)改造使私人的充電樁也接入我們的平臺(tái)，進(jìn)行充電樁資源共享。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);充電樁;智能共享充電

1總體設(shè)計(jì)方案

1.1智能充電樁硬件設(shè)計(jì)

電動(dòng)汽車智能充電樁硬件系統(tǒng)主要由觸摸屏 主控板 數(shù)字儀表 監(jiān)控板 IC卡閱讀器 移動(dòng)通信模塊 指示燈和鑰匙組成。

1.2模塊化設(shè)計(jì)

智能移動(dòng)共享充電樁主要分為功率模塊和總控制模塊。整個(gè)控制模塊由信息處理模塊 信息接收模塊和發(fā)送模塊組成。它主要解決了電力傳輸和數(shù)據(jù)處理的問題，為互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送信息，以及在車庫(kù)里部署所有智能移動(dòng)充電平臺(tái)。分拆部分由智能移動(dòng)充電平臺(tái) 充電槍頭 開關(guān)和軌道部分組成。主要設(shè)計(jì)有一個(gè)箱體設(shè)計(jì)，可以放置在承重柱較小的區(qū)域，靠近承重墻 電源和安全部門。智能移動(dòng)充電平臺(tái)運(yùn)行在軌道部分。采用四軸自由工業(yè)機(jī)械手實(shí)現(xiàn)了機(jī)械手的伸縮 折疊和整體運(yùn)動(dòng)。軌道部分設(shè)計(jì)為高于主充電樁，連接到智能移動(dòng)充電平臺(tái)的收發(fā)站。在特定的車庫(kù)環(huán)境中，也可以根據(jù)具體情況制定具體的規(guī)劃路線。在軌道結(jié)構(gòu)中，采用i型結(jié)構(gòu)，i型結(jié)構(gòu)的溝槽為電纜線路，外槽的滑輪軌道為動(dòng)力模塊。它還需要安裝在環(huán)境的頂部墻壁或環(huán)境的側(cè)壁上。安裝時(shí)可以嵌入墻內(nèi)，也可以通過鉚接結(jié)構(gòu)掛在墻上。充電槍頭和換熱器負(fù)責(zé)更換不同廠家 不同車輛和快速充電所需的充電頭模塊。

2電動(dòng)汽車充電模型

如圖1所示為現(xiàn)階段市場(chǎng)主要的充電產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，在電動(dòng)汽車充電產(chǎn)業(yè)中，電動(dòng)汽車以電力驅(qū)動(dòng)，通過電池的充放電實(shí)現(xiàn)基本功能，對(duì)充電用戶而言，以出行是否方便可靠作為選擇充電設(shè)施和充電環(huán)境的重要約束條件。位于頂層的電力資源由發(fā)電廠接入電網(wǎng)中，構(gòu)成了充電產(chǎn)業(yè)運(yùn)營(yíng)過程的開始。由圖可知充電和換電池相關(guān)設(shè)施成為電動(dòng)汽車用戶與電力資源中間重要環(huán)節(jié)，承擔(dān)著充電業(yè)務(wù)支持以及充電基礎(chǔ)設(shè)施的投入 規(guī)劃 運(yùn)營(yíng)等責(zé)任，中間環(huán)節(jié)的高效率和可靠性直接影響著汽車用戶對(duì)綠色環(huán)保電動(dòng)汽車的選擇。現(xiàn)階段雖然國(guó)家投入大量資金建設(shè)基礎(chǔ)充電設(shè)施，但大部分充電樁以定點(diǎn)形式分布，未實(shí)現(xiàn)將充電服務(wù)與互聯(lián)網(wǎng)的深度融合。

3基于共享服務(wù)的電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)

如圖2所示為提出的基于互聯(lián)網(wǎng)的共享服務(wù)電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)，該系統(tǒng)由充電支持系統(tǒng) 充電需求用戶 共享服務(wù)端 共享云端 智能調(diào)節(jié)端 監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成，將底層各系統(tǒng)通過通信模塊輸出動(dòng)態(tài)信息與共享云端連接，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng) 用戶與共享云端的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。用戶通過手機(jī)APP或者車載APP實(shí)現(xiàn)充電信息的注冊(cè) 查詢 利用等功能。首先擁有私人充電樁的用戶通過嫁接一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的共享充電樁模塊，同時(shí)根據(jù)路段在互聯(lián)網(wǎng)端合理標(biāo)價(jià);充電用戶在APP上查詢附近可提供充電服務(wù)的充電樁信息，實(shí)現(xiàn)充電預(yù)約 排隊(duì) 請(qǐng)求等功能。互聯(lián)網(wǎng)端結(jié)合遺傳算法模型與監(jiān)控系統(tǒng)提供的信息進(jìn)行充電路徑的規(guī)劃與導(dǎo)航，當(dāng)充電用戶到達(dá)充電樁所在位置順利完成充電過程后，通過APP即時(shí)結(jié)算本次充電服務(wù)的費(fèi)用，然后繼續(xù)行駛該系統(tǒng)以充電支持系統(tǒng) 監(jiān)控系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)鏈接系統(tǒng)搭建充電基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)，把信息采集與反饋的網(wǎng)絡(luò)鏈接系統(tǒng)嵌入監(jiān)控系統(tǒng)中，通過對(duì)車載監(jiān)控系統(tǒng) 微觀網(wǎng)絡(luò)鏈接 充電樁監(jiān)控系統(tǒng)和宏觀網(wǎng)絡(luò)鏈接的融合，分別實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)對(duì)電池狀態(tài)安全性 剩余電量的監(jiān)控 智能推薦系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)對(duì)充電機(jī)系統(tǒng) 配電安全系統(tǒng) 計(jì)費(fèi)以及網(wǎng)絡(luò)鏈接等功能的控制，來保證充電系統(tǒng)的高效有序運(yùn)作。在已建立智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)上，將充電信息及時(shí)反饋給電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)電能的局部均衡，避免充電負(fù)荷過大而對(duì)電網(wǎng)造成沖擊。

3智能共享充電新模式

為了緩解北京現(xiàn)存的充電難 停車難等問題，本文提出私家充電樁智能共享充電新模式，通過研制私家充電樁智能共享充電平臺(tái)，其業(yè)務(wù)架構(gòu)如圖3所示，能夠讓私家樁用戶將私家充電樁分享出來，進(jìn)入公共充電網(wǎng)絡(luò)，既補(bǔ)充了公共充電網(wǎng)，又提高了私家充電樁的利用率。智能共享充電新模式的核心是充電樁業(yè)主通過智能共享充電平臺(tái)發(fā)布充電樁共享信息，由服務(wù)平臺(tái)為他人提供充電服務(wù)。業(yè)主可通過自主定價(jià) 設(shè)定分享時(shí)段發(fā)布充電樁的共享信息。電動(dòng)汽車客戶與業(yè)主聯(lián)系，建立合約后，業(yè)主利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)向客戶發(fā)送臨時(shí)授權(quán)碼。客戶通過手機(jī)藍(lán)牙或掃描私人樁專屬二維碼連接充電樁后可操控共享樁的啟停，充電樁正確識(shí)別用戶，允許用戶對(duì)充電樁進(jìn)行充電操作，并將消費(fèi)數(shù)據(jù)發(fā)送至用戶 業(yè)主和云端，提供結(jié)算依據(jù)。智能共享充電平臺(tái)結(jié)構(gòu)如圖4所示，功能實(shí)現(xiàn)主要依靠3個(gè)手段：第一，研制藍(lán)牙充電樁系統(tǒng)，主要包括智能控制器 充電機(jī) 藍(lán)牙模塊 GPRS+GPS位置通訊模塊等。第二，研制利用手機(jī)智能終端實(shí)現(xiàn)人與藍(lán)牙充電樁信息交互和智能控制的軟件，即藍(lán)牙充電樁智能共享充電App。電動(dòng)車用戶使用手機(jī)終端利用藍(lán)牙和GPRS技術(shù)與充電樁進(jìn)行通訊，通過App軟件實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互 用戶身份認(rèn)證 充電控制 數(shù)據(jù)管理 與后臺(tái)系統(tǒng)進(jìn)行通訊等功能。第三，研制智能共享充電平臺(tái)。基于“大云物移”技術(shù)的云端平臺(tái)管理系統(tǒng)支持App數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期存儲(chǔ)及查詢，提供App與充電樁之間交互的密鑰頒發(fā) 充電樁管理及授權(quán)等。智能共享充電平臺(tái)，解決了用戶閑置充電樁資源浪費(fèi)的問題，緩解了城市充電樁建設(shè)用地緊張的問題，大大提高了現(xiàn)有充電樁的利用率。

結(jié)束語

智能共享移動(dòng)充電樁結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占地面積小，施工成本低，共享程度高，應(yīng)用范圍廣。它觸及了目前技術(shù)和政策無法升級(jí)的充電停車空間，使其可以升級(jí)使用，擴(kuò)大充電停車空間的數(shù)量，提高充電停車空間的利用率，解決問題。確定了充電市場(chǎng)中常見問題的根本原因。本文重點(diǎn)研究了互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和現(xiàn)有共享技術(shù)在可靠 便捷 低成本共享升級(jí)共享的方向以及網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)與移動(dòng)電話客戶端的結(jié)合模式，以及充電樁的浪費(fèi)和不合理的充電問題。

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