物聯網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，國家電網已經建成了京滬高速全線快速充電系統。2016～2020年，國家電網建設充電站目標達到10000座，形成世界之最的“四縱四橫”電動汽車充電網絡，對于普及電動汽車而言無疑是巨大的動力。電動汽車規模化發展成為必然趨勢，應對規模化帶來的機遇和挑戰，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展能力的需要。

關鍵詞：物聯網;電動汽車;充電;分析

1導言

促進電動汽車事業的發展也是落實中國能源節約、節能減排等戰略的重大舉措，而電動汽車的充電設施作為電動汽車事業發展的重要保障和基礎條件，其發展水平對電動汽車的發展速度以及質量等均有著重要的影響。本文設想了物聯網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。

2物聯網簡介

物聯網技術是基于互聯網的基礎上，利用了先進的RFID、無線數據通信等技術，所構造的一個覆蓋更多事物的網絡，很多事物能夠在不需要人的干預下通過此網絡進行交流。實際上也是利用了RFID技術，通過互聯網實現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。感知層也是物聯網的皮膚和五官，其能夠對物體進行識別，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。二是網絡層。網絡層也是物聯網的大腦和神經中樞，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。應用層是物聯網的社會分工，同時還結合了行業的實際需求，促進了智能化的實現。從另外一方面來看，應用層也是物聯網與各行業的專業技術進行融合的紐帶。

3物聯網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充電服務;另一種是充電站，通常配備一定數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據和信息，實現對充電設施的監控、調度、計量計費、資產管理等。物聯網將新一代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，可以實時感知電動汽車運行狀態、動力電池使用狀態、充電設備工作狀況、充電設施輔助設備運行情況等，很容易實現采集點的全面覆蓋，而且物聯網投資相對較低，通信網絡拓撲結構清晰，采集數據比較完整。

3.1物聯網應用于充電設施的調度

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。通過充電設施內的傳感器網絡將電動汽車監測信息的綜合分析結果上報，實現區域內電動汽車的流量、行駛速度統計等，為未來充電設施的規劃、充電設施類型的選擇、道路的改造提供了科學依據。在電動汽車動力電池中置入RFID標簽，那么當充電車輛駛入充電設施時，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目和充電設施內的剩余充電車位，通過物聯網上報給調度指揮中心，由調度指揮中心協調就近的充電設施，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物聯網應用于充電設施的監控

充電站內設備較多，加強對充電站內設備的全面檢測顯得尤為重要。充電站的監測包括充電車位的監測、充電狀態監測、視頻監測、安防監測和煙霧報警等，是確保電動汽車安全、可靠充電，確保站內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，計算剩余充電時間，自動開合充電電路，實現充電的自動管理。將充電站內的煙霧傳感器、安防傳感器、視頻攝像頭通過物聯網接入監控系統，可實時監測站內設備運行情況，確保站內設備安全，

3.3物聯網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據的抄收和充電費用的結算將是一項繁重的工作。應用物聯網，可實現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安裝智能電能表和刷卡器，可自動實現充電電量的計量和充電費用的結算。通過物聯網與遠方營運中心進行數據、信息交互，可自動實現充電車主賬戶管理、充電費用結算等。營運中心同時提供發卡服務、用戶投訴、用戶賬戶信息查詢等功能。

3.4物聯網應用于充電設施的資產管理

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

3.5在監控中的應用

由于電動汽車充電設施內部的設備比較多，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，需要對充電車位、充電狀態、安全設施等進行監測，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，其能夠對電動汽車充電電池組中電量的剩余量進行識別，根據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網技術將電動汽車充電設施內的煙霧報警傳感器、安防傳感器、視頻傳感器等系統與監控系統相連接，使工作人員能夠對電動汽車充電設施中的各設備運行情況進行監測，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展規劃，電動汽車作為一種新型的交通工具，在緩解能源危機、促進環境與人類和諧發展等方面具有不可比擬的優勢，是推進交通發展模式轉變的有效載體。電動汽車充電設施作為智能電網的重要建設內容，是發展電動汽車的重要保障。為了促進中國電動汽車事業的發展，就要加強對電動汽車充電設施的建設。對物聯網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。

參考文獻：

[1]任飛，許麗冰，楊光，韓林，于翔海，胡愛平.基于物聯網的電動汽車智能充電監控系統設計[J].長沙航空職業技術學院學報，2020，20（04）：78-81.

[2]秦奕天.基于“物聯網+智能硬件”的電動汽車充電車位管控系統[J].安徽科技，2017（12）：48-50.

[3]蒲勇健.物聯網協調的電動汽車快速充電最優預約算法[J].重慶大學學報，2014，37（02）：62-68.

[4]蔣梨花.基于物聯網的智能感知電動汽車輔助管理系統方案[J].自動化應用，2014（01）：28-30+58.

[5]鐘猛，周美貞.物聯網技術在電動汽車電能供給網絡中的應用[J].物聯網技術，2013，3（04）：84-86.

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