物联网技术在锂电池行业的应用

引言

随着信息技术的快速发展，物联网技术应用范围更加广泛。物联网(InternetofThings)技术主要是通过射频识别(RFID)等传感设备，按照通信协议要求，实现物品的识别、定位和在线监控等功能。为响应国家节能减排的号召，锂电池作为新型绿色能源，在国家“十二五”期间将越来越多地应用在电动汽车、储能电站等行业。因此，弓进物联网技术，实现锂电池信息在线查询、电池智能分选、智能仓储管理及在线监测查询等功能，成为未来行业发展的热点。

1系统概述

物联网指的是将信息传感设备(如射频识别装置、红外感应器、全球定位系统、射频阅读器等装置)与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。其目的是让所有的物品都与网络连接在一起，以自动、实时地对物体进行识别、定位、追踪、监控并触发相应事件。

物联网系统的技术架构可分为三层：感知层、网络层和应用层，图1所示是物联网的技术架构图。

其中，感知层由各种传感器以及传感器网关构成，包括二氧化碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、二维码标签、RFID标签和读写器、摄像头、GPS等感知终端。感知层主要功能是识别物体，采集信息。网络层由各种局域网、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成，负责传递和处理感知层获取的信息。应用层是物联网和用户(包括人、组织和其他系统)的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。

2锂电池行业物联网实现方案

2.1电池信息查询

利用一维条码和RFID技术，在生产工序建立电池生产数据库，实现物料信息和电池测试信息的追溯功能，可对电池生产环节从配料到半成品工序实现“人、机、料、法、环”等环节全方位记录和监控。

针对电池生产数据量大、实时处理、计算和操作较为复杂等因素，本系统采用基于.NET的C/S体系结构，系统具有强大的数据操作和运算能力。该系统所有逻辑业务采用VisualBasic.Net面向编程技术和SQLSever2000数据库技术及条码技术设计与实现，可在不同生产工序开发客户端软件，实现单体电池物料信息和生产信息的采集和上传。

根据企业生产流程，本系统功能模块与企业ERP对接，其功能主要包括电池基础信息管理、计划管理、物料管理、单体电池管理、成品电池管理、电池标识管理和查询管理等。

2.2电池智能分选

根据客户要求，利用电池信息数据库、条码技术及分选运算软件，自定义添加分选条件，实现电池智能分选。其中，系统控制单元主要完成分选参数、算法运算、信号输出与动作执行信号等功能。数据传输采用RS-485接口，采集到条码信息后，分选系统控制部分对数据进行运算和处理，并将信号发送至分选设备执行系统，完成电池分选工作。

2.3智能仓储系统

智能仓储主要由入库、出库、盘点、分拣等环节组成。成品电池附有RFID标签，标签内容包括产品ID、类别、测试信息、物料批次等信息。在仓库入口/出口处安装射频标签阅读器，产品入库/出库时，阅读器读取电池条码信息，并在立体库系统中更新，实现单体电池、托盘及库位的绑定。

业务系统基于Internet环境，采用C/S体系结构，基于Java平台设计实现WMS业务，系统包括用户信息管理、基础数据维护、仓库作业管理、数据查询中心、任务管理、日志管理和接口管理。

3电池管理系统的物联网应用

3.1GPS定位功能

电池组中每支电池配有唯一ID号的RFID标签，RFID标签和阅读器构成物联网基本节点，通过阅读器能读取电池制造信息、成组测试信息等关键指标。阅读器内置3G通信接口，通过移动网络和互联网，将锂电池的ID信息、地理位置，维修信息等发送至管理系统服务器，实现电池管理系统的GPS定位功能，具有一定防盗功能。

3.2数据监测功能

结合物联网技术，开发相应内置RFID芯片，同时通过ZigBee技术将实时采集的数据反馈至BMS监管平台。系统每隔1min将采集的电流、电压和剩余电量绘制出锂电池组充放电折线图，并将数据上传至管理系统数据库，便于技术人员实时准确地掌握电池运行状态。

3.3换电运营模式

通过在电池管理系统安装内置芯片，将车行里程器纳入物联网。汽车进站时，换电站内阅读器读取车程里程信息，同时将信息发送至运营管理中心数据库。换电站实现电池信息联网，当车载电池管理系统驶入其他站点时，阅读器读取电池里程信息，判断电池状态，实现电池换电服务。针对缴费问题，可通过安装非接触式RFID芯片，并在电动汽车运营管理系统建立用户缴费信息，实现换电时自动扣款功能。

4结语

正如“智慧地球”概念的描述，将锂电池行业引入物联网概念，可通过物物相联的巨型网络体系，实现智能交通、智能安防、智能监控、智能物流以及智能在线诊断等功能，因此,可以预见，物联网必将改变未来人类的生活方式，成为未来的行业发展趋势。

20211021_6171505a56a21__物联网技术在锂电池行业的应用