朱志祥

（江蘇敏安電動(dòng)汽車有限公司南京分公司，江蘇 南京 210000）

近期國(guó)家對(duì)新能源電動(dòng)汽車大力發(fā)展，新能源車輛熱管理系統(tǒng)的控制設(shè)計(jì)對(duì)于車輛安全和舒適起到越來(lái)越重要的作用。傳統(tǒng)燃油車在車輛停止后，動(dòng)力系統(tǒng)不再需要進(jìn)行熱管理，而新能源汽車在車輛停止時(shí)仍需對(duì)電池進(jìn)行熱管理，主要防止電池內(nèi)部出現(xiàn)高溫引起車輛起火；或出現(xiàn)低溫導(dǎo)致電池?zé)o法放電，車輛無(wú)法行駛等問(wèn)題的出現(xiàn)，研究的對(duì)象由原來(lái)的燃油發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)閮?chǔ)能電池。

隨著物聯(lián)網(wǎng)、后臺(tái)云計(jì)算以及數(shù)字化智能手機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和普及，使遠(yuǎn)程熱管理控制的設(shè)計(jì)和應(yīng)用變得更加容易實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用推廣，技術(shù)門檻不再遙不可攀。

本文主要探討遠(yuǎn)程控制方案的具體功能實(shí)現(xiàn)思路和實(shí)際應(yīng)用。

1 遠(yuǎn)程車輛控制權(quán)概述

當(dāng)用戶進(jìn)行手機(jī)APP遠(yuǎn)程控制操作車輛熱管理指令時(shí)，車載通信終端充當(dāng)車輛本地主控角色，需要與車輛相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行鑒權(quán)操作，以使遠(yuǎn)程的手機(jī)APP得到控車權(quán)限，可以遠(yuǎn)程控制車輛操作，極大方便了車主和被授權(quán)手機(jī)用戶。

此鑒權(quán)為車載通信終端與車載網(wǎng)關(guān)設(shè)備認(rèn)證行為。當(dāng)控制指令功能需要車載網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，必須先鑒權(quán) （目的是防止其他非法設(shè)備從 CAN總線入侵車輛），通過(guò)車載通信終端和網(wǎng)關(guān)雙方設(shè)備鑒權(quán)認(rèn)證之后，車載通信終端才可以接收遠(yuǎn)程手機(jī)熱管理指令并向車載網(wǎng)關(guān)發(fā)送相關(guān)消息，車載網(wǎng)關(guān)才可以響應(yīng)車載通信終端的指令。

2 如何獲得遠(yuǎn)程車輛控制權(quán)

考慮到熱管理實(shí)際功能的需求以及車輛控制的安全問(wèn)題，車輛必須在停止?fàn)顟B(tài)時(shí)才可批準(zhǔn)手機(jī)端APP獲得遠(yuǎn)程車輛控制權(quán)，在車輛正常行駛時(shí)不批準(zhǔn)遠(yuǎn)程車輛控制權(quán)。

整個(gè)遠(yuǎn)程車輛控制權(quán)獲取過(guò)程如下。

1）首先手機(jī)端APP向車輛發(fā)送遠(yuǎn)程熱管理指令，此指令會(huì)經(jīng)過(guò)后臺(tái)云計(jì)算機(jī)平臺(tái) （下文簡(jiǎn)稱后臺(tái)）發(fā)送給車輛，后臺(tái)檢測(cè)車載通信終端是否在線，如不在線，則通過(guò)短信遠(yuǎn)程喚醒車載通信終端，車載通信終端通過(guò)車輛上的CAN總線發(fā)送CAN網(wǎng)絡(luò)管理報(bào)文喚醒車輛，同時(shí)向車載網(wǎng)關(guān)發(fā)起鑒權(quán)認(rèn)證請(qǐng)求。

2）車載通信終端接收到后臺(tái)發(fā)送遠(yuǎn)程熱管理指令后，會(huì)以100ms為周期向車輛CAN總線發(fā)送數(shù)據(jù)全0的地址為0x71的報(bào)文TBox_IfActiveData發(fā)起有效鑒權(quán)請(qǐng)求，直到收到車載網(wǎng)關(guān)返回的地址為0x73報(bào)文中 GW_IfActive信號(hào)有效時(shí)；如果5個(gè)周期未收到車載網(wǎng)關(guān)返回，則鑒權(quán)失敗，停止發(fā)送；如果在5個(gè)周期內(nèi)收到車載網(wǎng)關(guān)返回則停止發(fā)送地址為0x71報(bào)文，則繼續(xù)下一步。

3）車載網(wǎng)關(guān)收到車載通信終端的全0數(shù)據(jù)后，生成8bytes的隨機(jī)數(shù)，同時(shí)以100ms為周期通過(guò)地址為0x73幀報(bào)文回發(fā)8bytes的隨機(jī)數(shù) （發(fā)送的隨機(jī)數(shù)需一樣），直到收到車載通信終端返回的非全0的TBox_IfActiveData信號(hào)；如果5個(gè)周期未收到車載通信終端返回，則鑒權(quán)失敗，停止發(fā)送；如果在5個(gè)周期內(nèi)收到非全0的車載通信終端返回則停止發(fā)送地址為0x73報(bào)文并繼續(xù)下一步。

4）車載通信終端收到車載網(wǎng)關(guān)返回的隨機(jī)數(shù)，通過(guò)加密函數(shù)產(chǎn)生認(rèn)證Key，通過(guò)地址為0x71報(bào)文回發(fā)給車載網(wǎng)關(guān)，最長(zhǎng)等待500ms接收車載網(wǎng)關(guān)地址為0x263的報(bào)文 （此為周期報(bào)文，周期為100ms）的GW_AuthentResult_FailReason信號(hào)，返回值為1則鑒權(quán)成功 （則后續(xù)可以執(zhí)行熱管理指令），否則鑒權(quán)失敗。

3 手機(jī)APP的熱管理功能設(shè)計(jì)

3.1 遠(yuǎn)程查看車輛電池溫度

電池溫度是新能源車輛的重要安全指標(biāo)，因此遠(yuǎn)程顯示電池溫度是至關(guān)重要的，用戶可以實(shí)時(shí)了解電池溫度，可以分等級(jí)在APP端顯示出來(lái)，比如電池溫度在20～30℃之間提示為良好溫度，在30～40℃之間為中等溫度，高于40℃為高溫報(bào)警，在0～20℃之間為較低溫度，在0℃以下為低溫報(bào)警，如圖1所示。

圖1 手機(jī)APP功能示例圖1

當(dāng)出現(xiàn)電池溫度過(guò)高時(shí)，手機(jī)APP可以主動(dòng)發(fā)起報(bào)警響聲，提醒用戶進(jìn)行車輛維護(hù)，檢查車輛是否停在較熱的環(huán)境之中、是否需要轉(zhuǎn)移到其它環(huán)境中、是否需要手動(dòng)起動(dòng)電池?zé)峁芾淼纳峁β实炔僮鳌?/p>

3.2 遠(yuǎn)程空調(diào)起動(dòng)

當(dāng)用戶在極高溫或極低溫天氣需要用車時(shí)，可以提前開(kāi)啟車內(nèi)空調(diào)，以便上車時(shí)有一個(gè)舒適的乘車環(huán)境。如圖2所示。

圖2 手機(jī)APP功能示例圖2

有時(shí)在車輛連接充電電源時(shí)就可以同時(shí)開(kāi)啟空調(diào)，這樣可以使用外部電源提前讓空調(diào)工作使車內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定的溫度值，減少行駛后開(kāi)空調(diào)對(duì)于電池的功率損耗，可以提高車輛實(shí)際使用的行駛里程。

3.3 遠(yuǎn)程電池?zé)峁芾?/h3>

在用戶用車前，若電池溫度不在最良好的狀態(tài)，可以手動(dòng)操作APP提前開(kāi)啟電池加熱或降溫；也可以通過(guò)APP設(shè)定電池溫度值范圍，使電池溫度超過(guò)限值時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)熱管理系統(tǒng)工作進(jìn)行電池溫度調(diào)節(jié)，使之達(dá)到良好的溫度狀態(tài)，使用戶在剛開(kāi)始開(kāi)車時(shí)電池就處于一個(gè)良好的溫度狀態(tài)，提供最佳的動(dòng)力性能和安全性能；也可以定時(shí)開(kāi)啟此項(xiàng)功能，比如僅在用戶需要開(kāi)車前1h開(kāi)啟、或每天用戶上班前1h開(kāi)啟 （比如早晨6:30開(kāi)啟，在7:30用車）。

如在連接外部電源充電時(shí)，啟動(dòng)此項(xiàng)功能則又體現(xiàn)出節(jié)能的作用，因?yàn)樵诒狈降貐^(qū)冬季停車一夜后，電池溫度會(huì)下降很多，此時(shí)提前開(kāi)啟運(yùn)程電池?zé)峁芾?，給電池加熱到良好的溫度范圍，可以大大提高車輛的行駛里程，提高用戶對(duì)于車輛的滿意度。如圖3所示。

圖3 手機(jī)APP功能示例

4 總結(jié)和擴(kuò)展

綜上所述，遠(yuǎn)程熱管理控制的實(shí)現(xiàn)，可以有效監(jiān)控電池的溫度，并能實(shí)時(shí)在用戶APP顯示和查看，從而有效提高了車輛電池的安全性能，可以極大地降低車輛在高溫天氣下停放的安全性能，對(duì)于防止新能源電動(dòng)汽車的自燃事故發(fā)生有較好的作用。

同時(shí)可擴(kuò)展遠(yuǎn)程控制汽車軟件系統(tǒng)的功能，實(shí)現(xiàn)多重警戒智能防盜以及車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控管理等各種功能，可實(shí)現(xiàn)手機(jī)遠(yuǎn)程管理汽車、車輛報(bào)警手機(jī)提示以及在后臺(tái)云計(jì)算機(jī)集中進(jìn)行車輛監(jiān)控管理等，極具實(shí)用性。

（編輯 凌 波）