電池為電動(dòng)汽車提供能量，使其能夠平穩(wěn)地長(zhǎng)距離行駛。如果使用物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等新一代技術(shù)進(jìn)行升級(jí)，整個(gè)系統(tǒng)肯定會(huì)變得更加強(qiáng)大。

眾所周知，一輛電動(dòng)汽車或一輛無(wú)人機(jī)由許多機(jī)械和電氣部件組成。其中一個(gè)關(guān)鍵部分是電池管理系統(tǒng)(BMS)。

如果你看一個(gè)簡(jiǎn)單的電動(dòng)車，它有一個(gè)電池，一個(gè)轉(zhuǎn)換器和一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)。但這還不是全部。我們需要不斷地監(jiān)控和照顧整個(gè)系統(tǒng)，以防止任何異常。如果你在高速公路上高速駕駛汽車，你不希望因?yàn)殡姵刎?fù)載過(guò)重而出現(xiàn)任何故障。

物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí)

說(shuō)到物聯(lián)網(wǎng)，這個(gè)詞并不新鮮。這是一項(xiàng)存在了幾十年的技術(shù)的名稱。物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things，IoT)描述了物理對(duì)象的網(wǎng)絡(luò)——“物”，這些物理對(duì)象嵌入了傳感器、軟件和其他技術(shù)，通過(guò) Internet 與其他設(shè)備和系統(tǒng)連接和交換數(shù)據(jù)。

物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)詞是在1999年創(chuàng)造的，指的是傳感器和軟件在網(wǎng)絡(luò)上的互連。此外，它是我們可以控制連接的設(shè)備，和相關(guān)的數(shù)據(jù)可以收集和可視化的幫助下，用戶界面。

物聯(lián)網(wǎng)的主要組成部分

物聯(lián)網(wǎng)的生命周期如下:-

1. 收集: 數(shù)據(jù)收集自傳感器和其他各種設(shè)備。它們可能與家庭、車輛或制造廠有關(guān)。

2. 通信: 我們使用通信網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)發(fā)送到目的地(云平臺(tái))。4 g 和5 g 可以作為一種通信媒介。云、 AWS、 Azure 或個(gè)人數(shù)據(jù)中心就是云平臺(tái)的一些例子。

3. 分析: 沒(méi)有信息，數(shù)據(jù)什么都不是。因此，應(yīng)該從這些原始數(shù)據(jù)生成或創(chuàng)建信息。然后熟數(shù)據(jù)被可視化，報(bào)告被建立，并且可以用來(lái)做出預(yù)測(cè)。

4. 操作: 根據(jù)提取的數(shù)據(jù)，可以描述進(jìn)一步的操作。我們可以通過(guò)機(jī)對(duì)機(jī)(M2M)協(xié)議與其他設(shè)備通信，或者向相關(guān)人員發(fā)送通知(短信、電子郵件等)以糾正任何錯(cuò)誤。

關(guān)于電動(dòng)車輛

在文學(xué)語(yǔ)言中，我們可以說(shuō)，“電動(dòng)汽車(EV)是指使用一個(gè)或多個(gè)電動(dòng)馬達(dá)或牽引馬達(dá)來(lái)驅(qū)動(dòng)的交通工具?！彪妱?dòng)汽車可以通過(guò)收集系統(tǒng)通過(guò)車外電源、獨(dú)立電池、太陽(yáng)能電池板、燃料電池或發(fā)電機(jī)將燃料轉(zhuǎn)化為電能。

大多數(shù)人認(rèn)為像特斯拉這樣的智能汽車只能歸類為電動(dòng)汽車。但事實(shí)并非如此。我們?cè)谟《扔须妱?dòng)汽車很長(zhǎng)時(shí)間了。我說(shuō)的是火車，它們也是電動(dòng)車。他們的發(fā)動(dòng)機(jī)是牽引電機(jī)為基礎(chǔ)的。因此，電動(dòng)汽車的中心部件可以是牽引電機(jī)、無(wú)刷直流電機(jī)或交流感應(yīng)電機(jī)。

電動(dòng)汽車的一些優(yōu)點(diǎn)是:

? 減少對(duì)汽油、柴油或其他化石燃料的依賴

? 確保環(huán)境沒(méi)有污染和噪音

? 配有可回收的電池(鋰離子)

? 降低維護(hù)和操作成本

對(duì)于旅行高達(dá)100公里的汽油或柴油為基礎(chǔ)的汽車，你需要填寫約2000盧比價(jià)值的燃料。但你可以通過(guò)3-4小時(shí)的充電行駛相同的距離。相比之下，這樣做成本更低，而且不會(huì)損害你的口袋。

電動(dòng)汽車的主要部件

? 電動(dòng)機(jī): 可以是交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)或無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)。雖然關(guān)于哪一個(gè)是最好的存在著大量的爭(zhēng)論，但是它們都有自己的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。不同的公司使用不同類型的發(fā)動(dòng)機(jī)。例如，豐田使用交流感應(yīng)電機(jī)，而大眾更喜歡無(wú)刷直流電機(jī)。特斯拉 Model s 有一個(gè)交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，而特斯拉 Model 3有一個(gè) BLDC 電動(dòng)機(jī)。

? 控制器: 它是一種電子設(shè)備，用來(lái)控制汽車?yán)锏囊磺小獜碾姵氐墓╇姷桨l(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力需求。

? 充電器: 有兩種類型的充電器，一種類似于旅行充電器，可以插入家用電源插座。它通常是緩慢的。另一個(gè)是超快速直流充電站，設(shè)置在高速公路或加油站。

? 轉(zhuǎn)換器/逆變器: 它可以是 DC-DC 或 DC-AC，取決于電機(jī)的類型(交流或直流)。

? 電池: 鋰離子電池或鋰電池通常用于電動(dòng)汽車，由于低維護(hù)和高功率傳輸?shù)奶攸c(diǎn)。

電動(dòng)車系統(tǒng)配置

三菱電動(dòng)汽車 i-MiEV 操作系統(tǒng)配置

從電源開(kāi)始，電池充電。它可以是定期收費(fèi)，即車載收費(fèi)或快速收費(fèi)，這是大多數(shù)公司安裝在高速公路上。定期充電需時(shí)約7至8小時(shí)，充電時(shí)間由0% 至100% 。但是安裝在加油站或高速公路上的快速充電器可以在1-3小時(shí)內(nèi)充電0% 到100% 。

在電池充電后，逆變器執(zhí)行直流到交流或直流到直流充電轉(zhuǎn)換(取決于電機(jī)所需的電壓或電流)。

變速箱由一個(gè)變速箱和相關(guān)部件組成，之后你就可以開(kāi)車了。

另外值得注意的是，大多數(shù)電動(dòng)汽車都有再生制動(dòng)系統(tǒng)。電動(dòng)汽車每當(dāng)剎車時(shí)，它們都借助摩擦力發(fā)電。所產(chǎn)生的電能用于開(kāi)車時(shí)給電池充電。

大多數(shù)電動(dòng)汽車的電池在汽車的基礎(chǔ)(由于安全原因) ，而不是行李箱或前面。如果電池出了問(wèn)題或者發(fā)生爆炸，汽車和駕駛員都是安全的。這就是房屋管理系統(tǒng)扮演關(guān)鍵角色的地方。

基于物聯(lián)網(wǎng)的電池管理系統(tǒng)

到目前為止，我們已經(jīng)討論了物聯(lián)網(wǎng)和電動(dòng)汽車的基礎(chǔ)知識(shí)。在這里，我們將學(xué)習(xí) BMS 在電動(dòng)汽車中的作用，以及通過(guò)將物聯(lián)網(wǎng)和人工智能集成到 BMS 中，我們?nèi)绾螌?shí)現(xiàn)另一項(xiàng)技術(shù)進(jìn)步。

房屋管理系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)和人工智能的典型連接

多個(gè)傳感器被安裝在一輛電動(dòng)汽車的電壓、電流、溫度和聲學(xué)/振動(dòng)監(jiān)測(cè)給定的數(shù)字。這些參數(shù)是在每一秒鐘收集的。在智能車輛和電動(dòng)汽車中，我們使用邊緣智能系統(tǒng)，這減少了我們對(duì)云的依賴。大多數(shù)電動(dòng)汽車都有實(shí)時(shí)工作的嵌入式計(jì)算系統(tǒng)，允許自己執(zhí)行基本操作。例如，X-Estimation 狀態(tài)，其中 x 代表電荷狀態(tài)(SOC)、可用電力狀態(tài)(SOAP)和健康狀態(tài)(SOH)。

另一方面，邊緣智能采取的行動(dòng)可以幫助限制某些異常，例如通過(guò)降低電機(jī)功耗來(lái)限制最高溫度。雖然這可以使電動(dòng)汽車稍微慢一點(diǎn)，電機(jī)不會(huì)吸取過(guò)多的權(quán)力和熱電池。邊緣智能還可以控制電荷狀態(tài)(SOC) ，以最大限度地提高健康狀態(tài)(SOH)。

在4g/5G 的幫助下，數(shù)據(jù)可以發(fā)送到云端。擁有巨大計(jì)算能力的 gpu 可以計(jì)算數(shù)字健康狀況或者預(yù)測(cè)云計(jì)算的剩余使用壽命。如果在 BMS 中發(fā)生異常，那么通知可以發(fā)送到我們的移動(dòng)電話或任何安裝在 EV 中的儀表板應(yīng)用程序。

基本上，一個(gè)電動(dòng)汽車的數(shù)字孿生兄弟或它的每一個(gè)部分(如電池，電機(jī)，控制器)被創(chuàng)建。通過(guò)分析來(lái)自不同傳感器的數(shù)據(jù)，可以保證駕駛員、乘客和車輛本身的安全。

在物聯(lián)網(wǎng)中使用 BMS 的好處包括:

? 在云端或邊緣上的汽車進(jìn)程和功能的鏡像框架

? 從汽車上遠(yuǎn)程向維修工程師或汽車所有者/公司發(fā)送更新和維修通知，以便他們能夠指導(dǎo)您滿足復(fù)雜的維修需求

? 發(fā)出系統(tǒng)警告，以防任何異常

? 管理儲(chǔ)存在電池中的能量和所需的充電量(智能充電)

? SOX 估計(jì)

? 電池診斷

? 數(shù)據(jù)收集和處理

像特斯拉和 MG 這樣的大型汽車公司已經(jīng)在汽車上安裝了不同種類的傳感器。因此，在更換電池時(shí)，你會(huì)收到一個(gè)通知，說(shuō)明電池已經(jīng)被卸載/安裝在汽車上。此外，這些電池配備了一個(gè) ECU，它有其數(shù)字特性和身份。

關(guān)于數(shù)據(jù)隱私的話題，哪家公司提供電池并不重要。一般來(lái)說(shuō)，汽車制造商的數(shù)據(jù)共享政策起著決定性的作用。假設(shè)一個(gè)特定的汽車公司想要與電池制造商共享數(shù)據(jù)。在這種情況下，這對(duì)后者是有利的，因?yàn)樗麄兛梢愿鶕?jù)電池的使用情況優(yōu)化生產(chǎn)，節(jié)省大量的時(shí)間和成本。

電動(dòng)汽車有望成為未來(lái)的潮流引領(lǐng)者。而一個(gè)高效的房屋管理系統(tǒng)將在實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。因此，必須考慮電池需求的各個(gè)方面，以及諸如物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等技術(shù)的集成能帶來(lái)什么好處。

審核編輯：湯梓紅