电池更换

物联网正在迅速发展，预计将推动数十亿甚至上百亿个物品实现智能互联。当前，基于有源技术的物联网连接数量虽在增长，但与业界预期的全面万物智联尚有较大差距。有源物联网模组成本较高，限制了其在某些领域的广泛应用，例如在物流行业，采用有源技术实现每个快件的连接将导致巨额的成本。因此，无源物联网技术，特别是其无需电池的特点，正成为重要的技术补充，它不仅降低了成本，还提高了连接海量物品的可行性。另一方面，许多物件因分布广泛、需灵活移动或应用于极端环境，使得电池更换困难或无法使用电池供电。无源物联网技术解决了这一问题，无源物联网设备无需内置电池，可通过采集环境能量进行供能，因此具有长久的使用寿命，设备更加紧凑，简化了维护，并提高了安全性和效率。随着物联网连接需求的不断增长，无源物联网技术预计将支持更大规模终端节点设备，实现更大规模的传感感知和传输连接。这一特点使得无源物联网在智能城市、农业、工业自动化等领域得到广泛应用。随着技术的不断创新和标准的逐步完善，无源物联网有望在未来实现更广泛的应用，推动物联网生态系统的进一步发展。中国联通联合行业伙伴联想集团、浙江龙感科技有限公司，开展5G无源物联网系统的技术实践，期间进行了以下两个方面的探索：

本项目属于智能用电技术标准领域，在国际上首次提出了电动汽车电池更换模式和典型设计，建立了换电站区域安全控制机制，为世界各国提供了统一的通用技术要求和安全要求。该系列标准建立了电池更换系统的整体架构，明确了电池更换系统由电池更换站、支撑系统、可更换电池系统和供电系统组成；规定了电池更换站各子系统的组成、功能及要求；定义了电池更换系统的接口和分区；提供了电池更换系统的用例和电池更换站的设计方案；提出了电动汽车电池更换系统在电气防护、机械结构、通信方式等方面的安全要求。 项目组在国家科技支撑计划、国家高技术研究发展计划（863 计划）等科技项目的支持下，历时 7 年科技攻关，获授权专利 6 项，软件著作权 3 项，发表论文 7 篇。期间，项目组联合法国雷诺、德国 VDE、韩国电子通讯研究院等国外企业，开展电动汽车电池更换技术国际交流与合作。同时项目组在国内联合车企、科研单位开展了电动汽车充换电关键技术攻关和标准编制，支撑我国电动汽车充换电标准体系建设，依托国家能源智能电网技术研发(实验)中心科研试验条件，验证充换电系统的兼容性、可靠性、安全性。该系列标准的创新成果如下：1）国际首套电动汽车电池更换系统 IEC 标准，填补了电动汽车换电技术国际标准体系空白，迈出了中国主导制定电动汽车充换电国际标准的第一步；2）首次给出了电池更换系统分区权限、用例和解决方案，提出了电动乘用车和商用车适应不同种类电池箱的全自动及半自动电池箱更换技术；3）形成了IEC 领域首套集电气防护、机械结构和通信接口等多行业、跨专业融合的国际标准，提出了一种电池更换设备对电池箱的快速、精确定位方法，增强了系统对车辆停靠位置及姿态的适应能力；4）基于该系列国际标准研制的电动汽车换电系统带动国内外产业发展，遵循该标准建成了国内首个电动乘用车底盘换电示范工程，为国外电动公交车换电系统提供了全套解决方案。该系列标准为国内外电动汽车和充换电设施企业提供了设计和建设依据，提高了电池更换技术的安全性及一致性。在北京、上海、杭州等主要城市构建了标准化的电池更换站，成功支撑了奥运会、G20 等重大活动保障车辆工作，并在法国、以色列、韩国等国家推进示范试点。近三年，依据该系列标准设计开发的充换电系统已在 10 多个省份取得广泛应用。该系列标准的发布与实施，进一步深化了国际间标准合作，全面支撑了我国标准“走出去”战略。

本项目研发的“自取能无线测温装置”（又名守护之环一一守护电网、设备、人身安全）主要针对10kV手车开关柜进行测温，它采用自主设计的“自取能元件”，避免了传统测温设备电池更换频繁的问题，并极大提高了设备监测精度（误差在±1℃），此外可通过手机APP实现设备温度远程实时在线监测和预警。该设备降低了变电站工作人员劳动强度和电力设备故障率，减少停电次数和电费损失，实用性、经济性、推广性较强，在整个电力系统及大型工矿企业都具有推广意义。 该成果在国内首次提出通过设计一整套自取能温度监测体系，构建设备接点温度智能监测系统，解决了封闭式手车开关柜内温度检测难题，切实提升电网抵御风险的能力，确保电网安全可靠运行，为安全生产保驾护航。项目成果的应用，降低电力设备故障率，减少停电次数，满足广大电力客户安全可靠的用电需求，服务广大电力客户生产及生活，促进经济社会稳定发展。