基于物联网技术的充电桩智能共享充电新模式李小丽

基于物联网技术的充电桩智能共享充电新模式李小丽

李小丽

天津市300000

摘要：电动汽车的普及应用已逐渐成为一种解决全球能源危机和环境污染问题的有效措施,目前,中国电动汽车已经进入了产业化阶段。但电动汽车的发展要跳出电动汽车的局限,应将汽车、能源、交通、城市看作一个相互交融的整体来部署、规划和推进。

关键词：物联网技术；充电桩；智能共享充电；新模式

1国内充电桩网络目前存在的问题

1.1接口标准不统一

现阶段我国的大部分电动汽车还是使用交流慢充的方式,而且接口标准也逐渐被各大车厂接受并采纳。但未来发展趋势不可避免的直流快充,超级充电等快速充电方式,在目前各个生产厂家的标准还没有统一,A厂商生产的车不能在B厂商设置的充电桩使用。如国际电动汽车厂商龙头特斯拉,其电动汽车不能适应中国的直流充电标准,所以不得不自己建设超级充电站。这也是限制电动汽车普及发展的一大瓶颈。

1.2服务信息共享差

虽然众多充电网络服务平台APP竞相上线,但目前信息的共享仅局限在充电桩位置分布,但充电桩使用状态、预约充电、在线交易等功能还有待完善。物联网技术还不够成熟,有些车主查询到充电桩位置开到那后发现已被占用,白跑一趟。如北京市充换电管理服务平台“易充网”,其中的两大主要功能:充电服务与网上营业厅都还在完善建设中;若要使用京沪高速公路上的充电网络,在预约之后自己还不能自主充电,需要电网的工作人员配合,这样不仅耽误了时间,也增加了运营成本,影响了经济效率。

1.3使用效果不理想

充电桩本意的设计与配备是给电动汽车专用的,但我们经常可以发现,在众多公共充电停车位上,有非电动汽车停放,有普通汽车,也有随意停发的自行车、摩托车、电瓶车等。还有一些充电桩维护不到位,车位空着,充电桩却是坏的。还有一大部分充电桩不对所有公众开放,如一个品牌的4S店里的充电桩不允许别的品牌的电动汽车充电,一个小区里的充电桩不允许非业主的电动汽车来充电,一些充电桩形同虚设,根本没有发挥应有的使用效果。

1.4充电费用不经济

大众购买电动汽车很大的一个原因就是认为充电比加油便宜得多,但目前有些充电桩的使用费用却较高。如写字楼商场所建立的大小充电桩,不仅收取充电费,还收取一定的停车费。京沪高速充电网络上,在北京地区的充电价格仅为0.8元一度电,而开到近邻河北省,充电价格却高达2元一度,这也是河北省段的充电桩几乎无人问津的主要原因。如能在电动汽车充电费和停车费上有减免与优惠,一定能吸引更多的潜在消费群体购买电动汽车。

2电动汽车用户的用电需求

城市电动汽车的用电需求具有3个特殊性:可移动性、多样性、分时性。

可移动性:作为交通运输工具,同一辆电动汽车可能会停靠在多个不同的位置,其用电需求也会在不同停靠位置间移动,因此针对传统电网用户设计的“定点用电、定点计费”的用电服务方式就不再适用,而必须为电动汽车用户提供“多点用电、多点计费”的用电服务方式。

多样性:不同种类电动汽车用户的用电需求不同。如电动公交车、环卫车、出租车和私人轿车的用电需求存在较大差异。其次,同一个电动汽车用户存在多种用电需求,既有对电池快速更换的需求,也有对直流充电和交流充电的需求。

分时性:电动汽车的用电需求可由用户来自主选择分配充电时间。就目前采用的慢充技术而言,一般可在5～8h完成充电过程。据统计,90%的汽车有95%的时间处于停驶状态,这意味着通过合理的激励手段和物联网技术,将私家充电桩加入到统一运营管理平台中,实现1台充电桩可同时满足多台电动汽车的充电需求。

独立和孤立的充电桩不能满足电动汽车的可移动性用电需求,城市充电基础设施必须具备网络化的属性,通过合理优化充电桩的物理网点布局和物联网信息平台,构建一个有机共享充电服务网络,实现高效、智能、规范的网络化建设和运营平台。

3智能共享充电新模式

为了缓解北京现存的充电难、停车难等问题,本文提出私家充电桩智能共享充电新模式,通过研制私家充电桩智能共享充电平台,能够让私家桩用户将私家充电桩分享出来,进入公共充电网络,既补充了公共充电网,又提高了私家充电桩的利用率。

智能共享充电新模式的核心是充电桩业主通过智能共享充电平台发布充电桩共享信息,由服务平台为他人提供充电服务。业主可通过自主定价、设定分享时段发布充电桩的共享信息。电动汽车客户与业主联系,建立合约后,业主利用网络平台向客户发送临时授权码。客户通过手机蓝牙或扫描私人桩专属二维码连接充电桩后可操控共享桩的启停,充电桩正确识别用户,允许用户对充电桩进行充电操作,并将消费数据发送至用户、业主和云端,提供结算依据。

功能实现主要依靠3个手段:第一,研制蓝牙充电桩系统,主要包括智能控制器、充电机、蓝牙模块、GPRS+GPS位置通讯模块等。第二,研制利用手机智能终端实现人与蓝牙充电桩信息交互和智能控制的软件,即蓝牙充电桩智能共享充电App。电动车用户使用手机终端利用蓝牙和GPRS技术与充电桩进行通讯,通过App软件实现人机交互、用户身份认证、充电控制、数据管理、与后台系统进行通讯等功能。第三,研制智能共享充电平台。基于“大云物移”技术的云端平台管理系统支持App数据的长期存储及查询,提供App与充电桩之间交互的密钥颁发、充电桩管理及授权等。

智能共享充电平台,解决了用户闲置充电桩资源浪费的问题,缓解了城市充电桩建设用地紧张的问题,大大提高了现有充电桩的利用率。

4充电桩智能共享充电App功能模块设计

充电桩智能共享充电App功能模块主要由四个子模块组成,人机交互、用户身份认证、充电控制、数据管理、与后台系统进行通信等功能。作为充电用户使用界面来看,App主要体现出4大功能:精准找桩(地图找桩、列表找桩、筛选找桩以及关键字搜索找桩);快速充电(支持扫码充电和输码充电2种方式,您可扫描充电桩上的二维码启动充电,也可输入充电桩上的充电编码进行充电操作);互联互通(App系统内的用户名互联互通,轻松体验智能充电;安全支付(优易充小程序支持充电币免密支付、微信支付,更安全更便捷)。

5智能共享充电平台运营的效益分析

5.1有利于提高私人充电设施的利用率

利用平台的建设,为广大私家充电桩业主提供一个私家充电设施分享且同时能够收益的平台,从而提高私家充电设施的利用率,这是电动汽车的充电网络的重要补充部分,为电动汽车推广普及有重要作用。简单讲:就是拥有私家桩的“桩主”在App自主发布共享桩,设置充电费用和闲时共享时段,将自用桩变成共享桩。共享收益归桩主所有,平台不收取任何费用。电动汽车用户通过App“寻找电桩”“预约充电”和“在线导航”功能找到可预约的共享桩,并根据桩主设置的共享时段预约充电,充电完成后,在线支付直接付费到平台,桩主通过平台提现。“自用”“赚钱”一举两得,方便快捷。在2017年至2018年期间,据不完全统计,1台共享桩可同时满足4位车主的充电需求。平台已累计为近2万无桩车主提供充电服务11万次,为共享桩车主创造收益320万元。

5.2社会效益

平台实现了用户需求和电动汽车、充电设施的信息化交互,使用户管能及时掌握全市充电设施的分布和使用情况,知道到哪里充电、充电桩是否可用。本平台的建设提升了北京市新能源汽车充电设施信息采集、收集的数字化水平;深度开发信息资源,可以实现管理信息化,决策科学化,从而实现整体工作的优化。

5.3经济效益

本模式坚持需求导向、点面结合,保护投资、整合资源的原则,平台系统在充分利用现有网络资源和信息资源的基础上,通过统一规划、共同开发、互联互通,既可以盘活存量资源,又可以减少重复建设,节省投资。

结论

平台应用人员可以对信息化采集数据进行综合分析,提高充电设施信息的分析速度,提高充电设施安全保障服务能力,提高管理效率,节约管理成本,充电设施的分享为用户创造收益的同时促进了产业推广和发展。

结论

参考文献：

[1]田剑.电动汽车智能充电桩的设计与实现[J].科技与创新,2016(1).

[2]肖志远.浅析电动汽车充电桩建设[J].建材与装饰,2015(51).

[3]谢伟才.电动汽车充电桩的设计与研究[J].通讯世界,2016(2).