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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于物聯(lián)網(wǎng)和RFID技術(shù)的智能電動(dòng)車電池管理平臺(tái)
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 電動(dòng)汽車行業(yè)發(fā)展迅猛，現(xiàn)今比較成熟的運(yùn)營模式有充電站模式和換電站模式。 國家電網(wǎng)已經(jīng)確定了未來電動(dòng)汽車行業(yè)發(fā)展的換電站模式。本作品是為解決現(xiàn)有換電站模式下電動(dòng)汽車電源管理而設(shè)計(jì)的無線自動(dòng)識(shí)別及管理系統(tǒng)。 系統(tǒng)由嵌入電動(dòng)汽車電池內(nèi)部的電子標(biāo)簽和安裝于換電站的閱讀器以及互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫組成?？蓪?shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車電池信息的自動(dòng)識(shí)別。同時(shí)，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)電池信息的管理和查詢。
- 詳細(xì)介紹：
- 電動(dòng)汽車的發(fā)展步伐正逐步加快，2010年末我國的新能源車保有量達(dá)到萬輛級(jí)水平，到“十二五”末期，我國電動(dòng)汽車行業(yè)將發(fā)展到一個(gè)新的水平，在可預(yù)見的未來，電動(dòng)汽車必將是主流的交通工具。 然而當(dāng)今仍有諸多不利因素制約著電動(dòng)汽車行業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大。最顯著的問題就是基礎(chǔ)設(shè)施、充電設(shè)施的建立不足。近期，為了解決電動(dòng)汽車電池充電時(shí)間較長的問題，租賃式的換電站模式正在興起。電動(dòng)汽車在充電站內(nèi)快速更換電池，節(jié)約了充電所用的時(shí)間。另外，電網(wǎng)公司有峰谷電之分，在波谷時(shí)段用電量較少，充電站內(nèi)的電池利用波谷時(shí)段進(jìn)行充電，起到削峰填谷的作用，同時(shí)又可降低運(yùn)營成本。 然而，在現(xiàn)有租賃方式下，仍存在以下問題需要解決： 一、電池更換如何體現(xiàn)用戶需求。電動(dòng)汽車電池沒有統(tǒng)一的型號(hào)、參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，汽車進(jìn)入充電站之后，如果不能快速的識(shí)別電池型號(hào)，仍然會(huì)花費(fèi)大量時(shí)間來更換電池，而且長期的使用必會(huì)造成型號(hào)標(biāo)簽的磨損，工作人員有誤讀的可能，換上型號(hào)錯(cuò)誤的電池會(huì)給用戶帶來安全隱患。同時(shí)，充電站也應(yīng)該讓用戶對(duì)更換上的電池性能有客觀的了解，讓用戶知道更換的電池能滿足他們的需求，保證用戶的利益； 二、如何優(yōu)化電池管理。為了滿足大量汽車的更換需要，充電站要備有數(shù)量充足的電池，市場上流通的電池?cái)?shù)目將非?？捎^，同時(shí)型號(hào)繁雜，如果沒有一個(gè)合適的管理方案，會(huì)造成市場混亂，大量假冒偽劣產(chǎn)品流入市場，損害用戶的利益。 顯然，現(xiàn)有的租賃模式還沒有實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，從而在推廣上受到了限制。為改進(jìn)現(xiàn)有電動(dòng)汽車充電解決方案的不足，針對(duì)突出問題我們提出了以下解決方案： 對(duì)于租賃方案存在不能滿足用戶對(duì)便捷快速的需求、用戶無法對(duì)自己使用的電池有具體的了解這兩個(gè)問題，我們應(yīng)用嵌入式電池信息采集系統(tǒng)來解決。嵌入式電池信息采集系統(tǒng)是一套附著于電池之上的小型系統(tǒng)，有檢測(cè)、記錄和通信功能，它的作用是采集和記錄電池型號(hào)、參數(shù)、生產(chǎn)日期、歷次充電時(shí)間地點(diǎn)、累計(jì)工作時(shí)間等信息，并且這些信息可以由用戶查閱，讓用戶對(duì)所使用的電池有客觀的了解。 嵌入式電池信息采集系統(tǒng)記錄的信息，在汽車進(jìn)入充電站之后為快速更換電池發(fā)揮作用，RFID無線射頻技術(shù)的應(yīng)用能夠解決將信息快速準(zhǔn)確的傳遞至充電站的管理系統(tǒng)這個(gè)難題。嵌入式電池信息采集系統(tǒng)與充電站都有RFID通信模塊，該技術(shù)的應(yīng)用，使充電站能夠在較遠(yuǎn)距離無接觸的獲得汽車內(nèi)電池的型號(hào)參數(shù)，保證充電站能夠快速更換對(duì)應(yīng)型號(hào)的電池，避免了人工讀取造成的誤讀，提高了工作效率。 電動(dòng)汽車大規(guī)模投入使用之后，為管理市場上流通的數(shù)量龐大、型號(hào)參數(shù)不統(tǒng)一的電動(dòng)汽車電池，我們以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，構(gòu)建電池與充電站的物聯(lián)網(wǎng)，利用物聯(lián)網(wǎng)來管理電動(dòng)汽車電池，提高電池的管理效率，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化的電池管理平臺(tái)，方便管理者管理，同時(shí)可供用戶查詢電池?fù)Q電站和維修站信息彌補(bǔ)現(xiàn)有管理方式的不足。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 隨著能源問題、環(huán)境問題的日益突出，很多國家把發(fā)展電動(dòng)汽車作為“低碳革命”的核心內(nèi)容。電動(dòng)汽車行業(yè)發(fā)展迅猛，現(xiàn)今比較成熟的運(yùn)營模式有充電站模式和換電站模式。 在電動(dòng)車行業(yè)蓬勃發(fā)展的同時(shí)，仍有諸多不利因素制約著電動(dòng)汽車行業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大。其中十分重要的一點(diǎn)就是在電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)模擴(kuò)大所伴隨的電源管理問題。換電站模式相對(duì)于充電站模式在節(jié)省時(shí)間方面具有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)，但仍然存在對(duì)大量電池管理困難、消費(fèi)者信息查詢不方便、電池進(jìn)出電站信息采集耗時(shí)等缺點(diǎn)。此作品以嵌入式無線射頻系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)為載體，使電站可快速自動(dòng)識(shí)別進(jìn)出電站的電動(dòng)汽車上電池的信息，識(shí)別距離可達(dá)10m以上，并可通過物聯(lián)網(wǎng)共享這些信息，管理人員和用戶可通過互聯(lián)網(wǎng)方便地查詢。由此可解決大量電池信息管理難的問題。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 目前，換電站主要靠人工檢查、更換電池，隨著電動(dòng)汽車普及率提高，現(xiàn)有方式就會(huì)表現(xiàn)出局限性。就目前杭州最大的換電站(充電站)古翠換電站的情況來看，停在充電汽車位的基本上都是一些企事業(yè)單位的電動(dòng)汽車，鮮有私家電動(dòng)汽車的身影[1]。同時(shí)電池的自動(dòng)化識(shí)別技術(shù)應(yīng)用極少。用戶對(duì)電池的了解渠道不通暢，也是制約電動(dòng)汽車發(fā)展的一道障礙。本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)電池信息的自動(dòng)識(shí)別和聯(lián)網(wǎng)管理，同時(shí)可記錄和顯示電池的使用及維修情況，可以解決現(xiàn)存模式中存在的問題。據(jù)目前了解，此應(yīng)用尚無先例。 [1]浙江汽車網(wǎng)記者探訪古翠路電動(dòng)汽車“換電站”.[EB/OL].2010-07-07
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 主動(dòng)許可方式
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品，現(xiàn)場演示。
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 系統(tǒng)包括位于換電站的閱讀器、嵌入電池的射頻識(shí)別模塊和物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫。 閱讀器自動(dòng)掃描進(jìn)入換電站的攜帶有電子標(biāo)簽的電動(dòng)車，當(dāng)電子標(biāo)簽確認(rèn)閱讀器身份以后，記錄相應(yīng)信息，并根據(jù)電站指令發(fā)送存儲(chǔ)于標(biāo)簽中的信息，工作人員僅需對(duì)照計(jì)算機(jī)中顯示出來的電池資料換上相同參數(shù)的已充滿電的電池，即可保證汽車再次運(yùn)行，閱讀器通過串口與計(jì)算機(jī)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。 應(yīng)用射頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)了無接觸快速識(shí)別，嵌入式系統(tǒng)減小了體積和能耗，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了信息共享。 本系統(tǒng)適用于電動(dòng)汽車進(jìn)出換電站時(shí)的自動(dòng)識(shí)別及信息管理。同樣可適用于其他需要遠(yuǎn)距離識(shí)別信息的場所，如高速公路的自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)等。本產(chǎn)品量產(chǎn)成本50元，按價(jià)格80元計(jì)算，保守估算電池保有量為電動(dòng)車的1.2倍。每塊電池需安裝一塊應(yīng)答器標(biāo)簽，市場十分可觀。
同類課題研究水平概述
- 隨著石油資源日益緊缺以及人們對(duì)環(huán)境要求的提高，電動(dòng)汽車的發(fā)展步伐正逐步加快。目前，市場上的電動(dòng)汽車主要可以分為三大類：混合動(dòng)力汽車（HEV）、插電式混合動(dòng)力車（PHEV）和純電動(dòng)車（BEV）。目前，電動(dòng)汽車電池的充電方式主要為充電站和換電站兩種模式，充電站模式由于受到充電時(shí)間的限制在應(yīng)用中受到制約，換電站模式雖然可以解決電池充電時(shí)間長的問題，但是換電站模式的電源管理方法還不完善。在2008年北京奧運(yùn)會(huì)期間，我國自主研發(fā)的奧運(yùn)純電動(dòng)客車曾經(jīng)在奧運(yùn)村內(nèi)運(yùn)行，這些電動(dòng)車就是采用在換電站更換電池的方式運(yùn)營的，但是這是屬于國家重點(diǎn)工程層面的電池管理，電池?cái)?shù)量少，運(yùn)行范圍小，并且不用考慮更換電池時(shí)所存在的電池差異等問題。在管理量巨大的情況下必須對(duì)電池管理提供有效的管理方案。國家電網(wǎng)將電動(dòng)汽車充換電站的基本商業(yè)模式確定為：換電為主、插電為輔、集中充電、統(tǒng)一配送【1】，從國家層面確定了換電站的發(fā)展地位。目前，國內(nèi)市場具有代表性的換電站有北京航天橋電動(dòng)汽車換電站、杭州古翠換電站等，其中北京航天橋電動(dòng)汽車換電站已裝備了自動(dòng)換電機(jī)器人，在電池更換過程中實(shí)現(xiàn)了無需人工介入【2】。RFID技術(shù)在全球已經(jīng)有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用，十分有代表性的應(yīng)用當(dāng)屬無線射頻技術(shù)在大型超市的倉儲(chǔ)管理和現(xiàn)代物流業(yè)中的應(yīng)用。據(jù)目前了解，國內(nèi)外換電站電池的管理模式也在探索和實(shí)驗(yàn)階段，并沒有利用物聯(lián)網(wǎng)和RFID技術(shù)來管理電動(dòng)汽車電池的相關(guān)應(yīng)用。我們認(rèn)為，用RFID技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)的模式來管理電池，可以很好的解決將來會(huì)出現(xiàn) 的電源管理問題。 參考文獻(xiàn)： 【1】葉勇 國家電網(wǎng)確定電動(dòng)汽車充換電站基本商業(yè)模式.[EB/OL]. 【2】電動(dòng)汽車自動(dòng)化更換電池系統(tǒng)裝配北京換電站.[EB/OL].
