基于車載網(wǎng)絡(luò)的電動汽車智能充電提醒系統(tǒng)

苗家正

摘 要：電動汽車因其以電為動力，對環(huán)境污染較小而被廣泛看好，但是技術(shù)還未成熟，而作為其主要組成部分的電力系統(tǒng)成為了突破的關(guān)鍵。而此電動汽車智能充電提醒系統(tǒng)旨在節(jié)約能源，通過車載網(wǎng)絡(luò)以及云服務(wù)數(shù)據(jù)庫，反饋至駕駛?cè)藛T的車輛上，并可選擇最有效的最優(yōu)的充電方案，進而在電動汽車充電技術(shù)上進行了創(chuàng)新。

關(guān)鍵詞：電動汽車;智能充電;提醒系統(tǒng)

0 緒論

隨著能源的消耗與大氣污染加劇，電動汽車已經(jīng)開始慢慢進入人們的視野，并逐漸地為越來越多的人青睞，唯一使電動汽車產(chǎn)生污染的是為電動汽車提供能量、需要不斷充電的蓄電池。而蓄電池的廢棄物則主要以無機物為主，是有形的和易于收集的，人們利用現(xiàn)有的成熟技術(shù)可以對其進行處理，以達到零污染排放的目的。電動汽車是以車載電源為動力，其電力驅(qū)動及控制系統(tǒng)是電動汽車的核心，而電池也可以說是電動汽車的“心臟”，所以如何讓電池得到高效利用，避免因充放電不妥而造成電池的損耗，并且讓其壽命最大化是非常重要的課題。

在隨著電力電子、控制、材料等技術(shù)的發(fā)展在世界各國激發(fā)了研究、開發(fā)、應(yīng)用電動汽車的熱潮，可以預(yù)見電動汽車將是21世紀(jì)的重要交通工具。電動汽車具有舒適干凈、噪聲低、不污染環(huán)境、操作簡單可靠及使用費用低等優(yōu)點，被稱為綠色汽車。在近幾年的調(diào)查中，電動汽車的銷量在逐年攀升，具體數(shù)據(jù)可見圖1：

電動汽車的銷售量不斷增加，每年的電動汽車的電池報廢量也不可小覷。據(jù)調(diào)查，某電動汽車使用壽命可達5年，而因?qū)﹄妱悠嚨牟贿m當(dāng)充電行為使其電池的實際使用壽命只達3年左右，所以說基于車載網(wǎng)絡(luò)的電動汽車智能充電提醒系統(tǒng)便顯得尤為重要。另一個方面，如何合理提高電池的充電效率同樣十分關(guān)鍵。對于電動汽車來說，當(dāng)其電池的剩余容量在某個特定區(qū)間時，在此區(qū)間充電，充電效率可達到最高，能源損耗也最小——此區(qū)間即為充電的最優(yōu)區(qū)間。打個比方，假設(shè)某汽車電池的可用容量為100Ah，剩余電量顯示為20%的時候?qū)ζ涑潆姡驗檫^大的能源損耗，需要充90%的電量才可充滿，相當(dāng)于損耗了10%的電能;而剩余50%的電量就進行充電時，只需要充51%的電就可將其充滿，只損耗了1%的電能。即在最優(yōu)區(qū)間內(nèi)充電可以提高充電效率。

1 智能充電系統(tǒng)功用

此項目的研究旨在研發(fā)一套智能充電提醒系統(tǒng)，此系統(tǒng)：

（1）利用云服務(wù)以及大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，獲取并結(jié)合車輛既定行駛路線上，充電樁的地理位置和實時使用情況，利用這些信息進行分析處理后反饋到汽車上，使駕駛員能夠得到行駛路線上的充電樁位置及使用狀態(tài)的信息，形成準(zhǔn)確判斷，以避免不必要的充電等待。

（2）監(jiān)控并反饋汽車的實時電量和地理位置，判斷是否達到最佳充電區(qū)間，從而決定是否開始提醒車主充電，并結(jié)合區(qū)域內(nèi)充電樁使用情況來提醒車主選擇最優(yōu)地點進行充電。如果信息反饋顯示，最近的充電樁沒有空余或等待時間過長則提醒駕駛?cè)藛T選擇臨近充電樁充電。提醒充電后，若車主選擇不充電，則計算剩余電量是否足夠到達目的地或下一個充電樁，進行及時預(yù)警，以免行駛途中汽車電量耗盡滯留路中。

2 智能充電系統(tǒng)的研究開發(fā)

（1）電池電量的準(zhǔn)確測量研究。電池電量的準(zhǔn)確測量內(nèi)容包括對應(yīng)電池的充電最優(yōu)區(qū)間和電池剩余電量兩個方面。電池電量的準(zhǔn)確測量研究是研究整個系統(tǒng)的前提，通過對電池剩余電量的測量，才能保證云數(shù)據(jù)庫及時獲得車輛相關(guān)信息并進行處理，從而使系統(tǒng)能夠根據(jù)車輛和充電樁的各方面信息及時給駕駛員充電提醒。

（2）云服務(wù)數(shù)據(jù)庫開發(fā)與數(shù)據(jù)管理研究。在此研究內(nèi)容中云服務(wù)數(shù)據(jù)庫中包括車輛的電池電量數(shù)據(jù)，充電樁的地理位置與使用情況數(shù)據(jù)，以及電池充電的最優(yōu)區(qū)間數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫對所有數(shù)據(jù)進行管理，包括對數(shù)據(jù)的輸入，保存和反饋，通過此內(nèi)容研究，以便于綜合這些數(shù)據(jù)對駕駛員進行及時的提醒。此內(nèi)容的研究在整個提醒系統(tǒng)中起著關(guān)鍵作用。

（3）基于車載網(wǎng)絡(luò)的信息獲取研究。在獲取車輛電池和充電樁的相關(guān)信息后，如何將數(shù)據(jù)上傳至云服務(wù)數(shù)據(jù)庫并進行反饋顯得極為重要。因此應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)耐ㄓ嵟c信息傳遞方式，從而實現(xiàn)信息在云服務(wù)數(shù)據(jù)庫、車輛與充電樁之間進行完整有效的傳遞。本內(nèi)容研究基于車載網(wǎng)絡(luò)進行信息獲取研究，以得到使信息完整有效傳遞的方式。

（4）充電提醒策略研究。在云數(shù)據(jù)庫獲取到各種相關(guān)數(shù)據(jù)后，需及時對其進行處理和反饋。而電動汽車充電行為具有時間和空間上的隨機性，正是這種隨機性導(dǎo)致了大量的能源浪費，只有根據(jù)不同的車輛和充電樁的相關(guān)信息，選擇出最優(yōu)充電方案，并對駕駛員進行及時提醒才能實現(xiàn)對能源的充分利用，由此充電提醒策略的研究很有必要。

3 結(jié)論

通過此智能充電提醒系統(tǒng)，可以極大程度上提高電池的充電效率以及使用壽命，以減少能源浪費。通過在電池的剩余電量的最優(yōu)區(qū)間充電，從而減少輸入電能的損耗，也能最大程度上保證電池壽命，減少電動汽車的廢棄量，以免造成大量的電池污染。

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