物联网应用于电动汽车充电设施的设想

于帅

摘 要：为了解决长途充电问题，国家电网已经建成了京沪高速全线快速充电系统。2016～2020年，国家电网建设充电站目标达到10000座，形成世界之最的“四纵四横”电动汽车充电网络，对于普及电动汽车而言无疑是巨大的动力。电动汽车规模化发展成为必然趋势，应对规模化带来的机遇和挑战，为未来做好技术积累和支撑，是未雨绸缪提升我国电动汽车发展能力的需要。

关键词：物联网;电动汽车;充电;分析

1导言

促进电动汽车事业的发展也是落实中国能源节约、节能减排等战略的重大举措，而电动汽车的充电设施作为电动汽车事业发展的重要保障和基础条件，其发展水平对电动汽车的发展速度以及质量等均有着重要的影响。本文设想了物联网技术在电动汽车充电设施中的应用，为未来电动汽车充电设施的顺利运行提供前瞻性的依据。

2物联网简介

物联网技术是基于互联网的基础上，利用了先进的RFID、无线数据通信等技术，所构造的一个覆盖更多事物的网络，很多事物能够在不需要人的干预下通过此网络进行交流。实际上也是利用了RFID技术，通过互联网实现了物品信息的自动识别和信息的共享。从体系构架上来看，其主要包括：一是感知层。感知层也是物联网的皮肤和五官，其能够对物体进行识别，能够识别的物体包括二维码、条形码、RFID标签、读写器、识读器、GPS、摄像头、传感器网络等，其通过对物体信息的识别，并对识别到的信息进行采集。二是网络层。网络层也是物联网的大脑和神经中枢，是对采集到的信息进行处理，并将其传递给相应的模块。三是应用层。应用层是物联网的社会分工，同时还结合了行业的实际需求，促进了智能化的实现。从另外一方面来看，应用层也是物联网与各行业的专业技术进行融合的纽带。

3物联网在充电设施中的应用探讨

电动汽车充电设施是为电动汽车上的动力电池提供电能补给的设施。目前的充电设施主要由两大类组成：一种是未来将遍布于街头、小区停车场的交流充电桩，主要为具备车载充电机的小型乘用车提供常规充电服务;另一种是充电站，通常配备一定数量的交流充电桩和直流充电机，可同时为各种类型的电动汽车提供应急充电服务。电动汽车充电设施，特别是充电站，需要全面采集各类数据和信息，实现对充电设施的监控、调度、计量计费、资产管理等。物联网将新一代IT技术应用到电动汽车充电设施，通过在电动汽车、动力电池、充电设备中设置传感器和RFID系统，可以实时感知电动汽车运行状态、动力电池使用状态、充电设备工作状况、充电设施辅助设备运行情况等，很容易实现采集点的全面覆盖，而且物联网投资相对较低，通信网络拓扑结构清晰，采集数据比较完整。

3.1物联网应用于充电设施的调度

将传感器设备置于电动汽车中，例如：将RFID标签贴于电动汽车的挡风玻璃上，当电动汽车经过充电设施时，充电设施的RFID读写器可以自动识别电动汽车的类型。通过充电设施内的传感器网络将电动汽车监测信息的综合分析结果上报，实现区域内电动汽车的流量、行驶速度统计等，为未来充电设施的规划、充电设施类型的选择、道路的改造提供了科学依据。在电动汽车动力电池中置入RFID标签，那么当充电车辆驶入充电设施时，充电设施处的RFID阅读器能够感知当前电动汽车电池电量剩余情况。充电设施将需要等待充电的车辆数目和充电设施内的剩余充电车位，通过物联网上报给调度指挥中心，由调度指挥中心协调就近的充电设施，同时将就近充电设施的行使线路提供给等待充电的车主，避免车主的长时间等待，

3.2物联网应用于充电设施的监控

充电站内设备较多，加强对充电站内设备的全面检测显得尤为重要。充电站的监测包括充电车位的监测、充电状态监测、视频监测、安防监测和烟雾报警等，是确保电动汽车安全、可靠充电，确保站内设施安全运行的重要保证。将RFID标签等传感器置入充电站的充电机和充电桩中，可以识别充电电池组的状态，计算剩余充电时间，自动开合充电电路，实现充电的自动管理。将充电站内的烟雾传感器、安防传感器、视频摄像头通过物联网接入监控系统，可实时监测站内设备运行情况，确保站内设备安全，

3.3物联网用于充电设施的计量计费

未来，充电站特别是交流充电桩将遍布城市。对充电设施计量设备数据的抄收和充电费用的结算将是一项繁重的工作。应用物联网，可实现充电设施的自动计量计费，将极大地减少抄表、收费的工作量，减少充电设施的运行成本。在交流充电桩和直流充电机内安装智能电能表和刷卡器，可自动实现充电电量的计量和充电费用的结算。通过物联网与远方营运中心进行数据、信息交互，可自动实现充电车主账户管理、充电费用结算等。营运中心同时提供发卡服务、用户投诉、用户账户信息查询等功能。

3.4物联网应用于充电设施的资产管理

对大量充电设施的资产管理将是一项十分庞大的工程。应用物联网可及时了解充电设施的安全状况，并及时发现充电设备的故障隐患，及时进行维修，实现充电设施的全生命周期管理。将RFID标签和标识编码系统应用于充電设施，进行资产身份管理、资产状态监测、资产全寿命周期管理，能够自动识别目标对象并获取数据，并将充电设施运行情况及时上报给资产管理中心，使管理中心可以制订出科学的检修计划，实现有针对性、有计划的设备巡检、维修，

3.5在监控中的应用

由于电动汽车充电设施内部的设备比较多，尤其是充电站，因此，需要在保证充电站正常运行的情况下，加强对其各设备的安全性检测。一般情况下，在充电站内，需要对充电车位、充电状态、安全设施等进行监测，这样也能够更好地保证电动汽车充电的安全性和可靠性。如可在充电站的充电桩、充电机等设备中置入RFID标签，当汽车靠近充电桩、充电机时，其能够对电动汽车充电电池组中电量的剩余量进行识别，根据识别的结果再对需要充电的时间进行计算。这种方法也可对充电电路进行自动开和合，进而对充电情况进行自动化管理。不仅如此，电气技术人员还可以通过物联网技术将电动汽车充电设施内的烟雾报警传感器、安防传感器、视频传感器等系统与监控系统相连接，使工作人员能够对电动汽车充电设施中的各设备运行情况进行监测，在保证电动汽车安全充电的同时，也为电动汽车充电设施内各设备的安全提供保障。

4结论

近年来，国家出台了一系列新能源汽车的发展规划，电动汽车作为一种新型的交通工具，在缓解能源危机、促进环境与人类和谐发展等方面具有不可比拟的优势，是推进交通发展模式转变的有效载体。电动汽车充电设施作为智能电网的重要建设内容，是发展电动汽车的重要保障。为了促进中国电动汽车事业的发展，就要加强对电动汽车充电设施的建设。对物联网技术在电动汽车充电设施中的应用状况进行了大胆设想，希望能够为中国电动汽车充电设施的建设、运行等提供依据。

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