基于車載網絡的電動汽車智能充電提醒系統

苗家正

摘 要：電動汽車因其以電為動力，對環境污染較小而被廣泛看好，但是技術還未成熟，而作為其主要組成部分的電力系統成為了突破的關鍵。而此電動汽車智能充電提醒系統旨在節約能源，通過車載網絡以及云服務數據庫，反饋至駕駛人員的車輛上，并可選擇最有效的最優的充電方案，進而在電動汽車充電技術上進行了創新。

關鍵詞：電動汽車;智能充電;提醒系統

0 緒論

隨著能源的消耗與大氣污染加劇，電動汽車已經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，人們利用現有的成熟技術可以對其進行處理，以達到零污染排放的目的。電動汽車是以車載電源為動力，其電力驅動及控制系統是電動汽車的核心，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、材料等技術的發展在世界各國激發了研究、開發、應用電動汽車的熱潮，可以預見電動汽車將是21世紀的重要交通工具。電動汽車具有舒適干凈、噪聲低、不污染環境、操作簡單可靠及使用費用低等優點，被稱為綠色汽車。在近幾年的調查中，電動汽車的銷量在逐年攀升，具體數據可見圖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。據調查，某電動汽車使用壽命可達5年，而因對電動汽車的不適當充電行為使其電池的實際使用壽命只達3年左右，所以說基于車載網絡的電動汽車智能充電提醒系統便顯得尤為重要。另一個方面，如何合理提高電池的充電效率同樣十分關鍵。對于電動汽車來說，當其電池的剩余容量在某個特定區間時，在此區間充電，充電效率可達到最高，能源損耗也最小——此區間即為充電的最優區間。打個比方，假設某汽車電池的可用容量為100Ah，剩余電量顯示為20%的時候對其充電，因為過大的能源損耗，需要充90%的電量才可充滿，相當于損耗了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。即在最優區間內充電可以提高充電效率。

1 智能充電系統功用

此項目的研究旨在研發一套智能充電提醒系統，此系統：

（1）利用云服務以及大數據系統，獲取并結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的信息，形成準確判斷，以避免不必要的充電等待。

（2）監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間，從而決定是否開始提醒車主充電，并結合區域內充電樁使用情況來提醒車主選擇最優地點進行充電。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人員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，進行及時預警，以免行駛途中汽車電量耗盡滯留路中。

2 智能充電系統的研究開發

（1）電池電量的準確測量研究。電池電量的準確測量內容包括對應電池的充電最優區間和電池剩余電量兩個方面。電池電量的準確測量研究是研究整個系統的前提，通過對電池剩余電量的測量，才能保證云數據庫及時獲得車輛相關信息并進行處理，從而使系統能夠根據車輛和充電樁的各方面信息及時給駕駛員充電提醒。

（2）云服務數據庫開發與數據管理研究。在此研究內容中云服務數據庫中包括車輛的電池電量數據，充電樁的地理位置與使用情況數據，以及電池充電的最優區間數據，數據庫對所有數據進行管理，包括對數據的輸入，保存和反饋，通過此內容研究，以便于綜合這些數據對駕駛員進行及時的提醒。此內容的研究在整個提醒系統中起著關鍵作用。

（3）基于車載網絡的信息獲取研究。在獲取車輛電池和充電樁的相關信息后，如何將數據上傳至云服務數據庫并進行反饋顯得極為重要。因此應選擇適當的通訊與信息傳遞方式，從而實現信息在云服務數據庫、車輛與充電樁之間進行完整有效的傳遞。本內容研究基于車載網絡進行信息獲取研究，以得到使信息完整有效傳遞的方式。

（4）充電提醒策略研究。在云數據庫獲取到各種相關數據后，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，正是這種隨機性導致了大量的能源浪費，只有根據不同的車輛和充電樁的相關信息，選擇出最優充電方案，并對駕駛員進行及時提醒才能實現對能源的充分利用，由此充電提醒策略的研究很有必要。

3 結論

通過此智能充電提醒系統，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區間充電，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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