白學森

新能源汽車是當前汽車行業(yè)發(fā)展的趨勢，具有信息化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化等特點。隨著車載信息化程度的日益提升，車輛在駕駛過程中會產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)，對這些數(shù)據(jù)進行采集與儲存，結合大數(shù)據(jù)分析技術挖掘數(shù)據(jù)背后的豐富價值，是當下的一個研究熱點?；诖髷?shù)據(jù)的智能網(wǎng)聯(lián)化的新能源汽車，將是我國汽車行業(yè)轉型升級的重點戰(zhàn)略方向之一。

新能源汽車大數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺

為優(yōu)化新能源汽車的性能和解決汽車安全問題，需要完善新能源汽車監(jiān)管體系，新能源車輛遠程監(jiān)控云平臺應運而生。目前，我國新能源汽車大數(shù)據(jù)監(jiān)管體系形成了企業(yè)監(jiān)測平臺、地方監(jiān)管平臺和國家監(jiān)管平臺的三級架構。車輛運行數(shù)據(jù)實時傳遞至企業(yè)監(jiān)測平臺，企業(yè)主要負責本企業(yè)新能源汽車安全監(jiān)管，同時按照國標要求將車輛運行數(shù)據(jù)、統(tǒng)計信息以及故障信息實時上報給地方和國家平臺。

多維度評價體系構建

1.評價體系總架構

由于企業(yè)監(jiān)測平臺接收的海量實時運行數(shù)據(jù)過于繁雜，缺乏直觀性，企業(yè)對于企業(yè)監(jiān)測平臺的應用，僅局限于簡單的車輛運行狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集和安全監(jiān)管，無法發(fā)揮企業(yè)監(jiān)測平臺的潛力。此外，目前對于新能源車輛運營評價的方法大多依賴于構建獨立的模擬實驗，采集個別車輛的運行狀態(tài)結合個別車輛的運行環(huán)境進行評價，又或者是直接通過計算機進行數(shù)據(jù)模擬，但模擬環(huán)境過于理想，數(shù)據(jù)過于單一，缺乏客觀性和全面性。

為了全面、客觀地分析新能源車輛的運營狀態(tài)，本文以廈門金龍聯(lián)合汽車工業(yè)有限公司（以下簡稱金龍客車）新能源遠程監(jiān)控云平臺為例，結合大數(shù)據(jù)分析技術，從運營道路狀態(tài)評價、運營環(huán)境溫度分析、駕駛行為評價、充電情況評價、動力元件工作點評價、整車能耗評價和整車故障統(tǒng)計7個維度上，對新能源車輛的性能及運營狀態(tài)進行多維度、客觀、全面的自動化分析，自動呈現(xiàn)評價報告，計算效率快，可視化程度高，能為車輛的性能提升與能耗優(yōu)化提供數(shù)據(jù)參考，又不需要額外增加成本。具體的總架構如圖2所示。

2.評價維度解析

基于大數(shù)據(jù)分析的新能源車輛運營評價方法包括以下步驟。

（1）新能源車輛遠程監(jiān)控云平臺通過無線網(wǎng)絡通訊技術與新能源車輛的車載終端進行通訊，實時記錄車載終端反饋的新能源車輛運行數(shù)據(jù)，形成大數(shù)據(jù)庫。

（2）操作平臺（操作平臺為計算機，俗稱電腦，電腦上安裝遠程監(jiān)控云平臺服務端，連接監(jiān)控云平臺的數(shù)據(jù)庫）上輸入指定車輛的標識號（標識號可以為車輛的車號、車牌號或者車載終端號），操作平臺鏈接所述遠程監(jiān)控云平臺的大數(shù)據(jù)庫，抽取該標識號所對應的車載終端反饋的車輛運行數(shù)據(jù)，進行以下7個維度的數(shù)據(jù)分析及評價。

①運營道路狀態(tài)評價

操作平臺基于車載終端實時上傳至監(jiān)控云平臺的行車GPS數(shù)據(jù)信息、整車車速和行駛里程CAN數(shù)據(jù)，分析出車輛行駛里程、平均車速以及該行駛里程的坡度信息，形成數(shù)據(jù)報表。其中，行駛里程的坡度信息優(yōu)選為顯示運營道路實時坡度數(shù)值變化趨勢圖。行車GPS數(shù)據(jù)信息包括經(jīng)度、緯度和GPS高程數(shù)據(jù)，將經(jīng)度和緯度經(jīng)過高斯變化投影至平面坐標，再結合高程數(shù)據(jù)，獲得道路坡度值；根據(jù)整車車速CAN數(shù)據(jù)以及行駛里程CAN數(shù)據(jù)實現(xiàn)平均車速與行駛里程的分析，獲取車輛行駛里程和平均車速。

②運營環(huán)境溫度分析

操作平臺基于車載終端實時上傳至監(jiān)控云平臺的電空調的CAN數(shù)據(jù)，解析出車內(nèi)實時溫度和空調工作時長，形成數(shù)據(jù)報表，其中，車內(nèi)實時溫度優(yōu)選為車內(nèi)實時溫度變化趨勢圖。電空調的CAN數(shù)據(jù)包括車內(nèi)溫度CAN信號、空調電流信號、空調電壓信號和空調設置溫度信號，通過對車內(nèi)溫度CAN信號的解析，獲取車內(nèi)實時溫度；根據(jù)空調工作電流信號大于設定的閾值，判斷空調為工作狀態(tài)，并累計工作時長，獲取空調工作時長。

③駕駛行為評價

操作平臺基于車載終端實時上傳至監(jiān)控云平臺的行車GPS數(shù)據(jù)信息、整車車速、油門踏板開度信號和剎車踏板開度信號，分析出車輛行駛過程中的急加速行為次數(shù)、急減速行為次數(shù)、疲勞駕駛次數(shù)和超速行為次數(shù)，形成數(shù)據(jù)報表。整車速度包括實時車速和加速度，基于加速度大小、油門踏板開度信號和剎車踏板開度信號，當加速度大于設定閾值a或油門踏板前后時刻開度變化大于80%或者連續(xù)3s加速度大于設定閾值b，累計一次急加速行為；當加速度小于設定閾值c，累計一次急減速行為；連續(xù)行駛時間超過4小時，累計一次疲勞駕駛行為；根據(jù)行車GPS數(shù)據(jù)信息獲取當前路況允許最高車速，當實時車速大于路況允許最高車速，累計一次超速行為。

④充電情況評價

操作平臺基于車載終端實時上傳至監(jiān)控云平臺的充電鏈接信號、電池電流信號及電池SOC信息，分析是否處于外接充電狀態(tài)，并累計充電次數(shù)和充電時長，形成數(shù)據(jù)報表。當車速為0、充電鏈接信號為1、電池電流為負值且電池SOC為上升時，判斷為一次外接充電狀態(tài)，累計一次外接充電次數(shù)，并根據(jù)充電時長算法分別累計單次充電時長和總累計充電時長。

⑤動力元件工作點評價

操作平臺基于車載終端實時上傳至監(jiān)控云平臺的電機轉速、電機扭矩信號、發(fā)動機轉速和發(fā)動機扭矩信號，關聯(lián)所匹配的電機和發(fā)動機的臺架測試數(shù)據(jù)，分析得出電機工況點分布、電機工況點效率分析、發(fā)動機工況點分布和發(fā)動機工況點效率分析，形成數(shù)據(jù)報表。其中，電機轉速、電機扭矩、發(fā)動機轉速、發(fā)動機扭矩信息為實時數(shù)值變化趨勢圖；電機、發(fā)動機工況點分布為顯示實時轉速與扭矩信息的MAP散點圖?；陔姍C轉速和電機扭矩信息，并根據(jù)車輛的標識號，關聯(lián)該車輛所匹配的電機的臺架測試數(shù)據(jù)，將電機的工作點，即電機的實時轉速與扭矩信息繪制臺架測試的MAP圖上，插值完成效率分析，得出電機的實時效率，繪制電機工況點的MAP散點圖并進行電機轉速與扭矩的分布區(qū)間統(tǒng)計，形成電機工況點分布與電機工況點效率分析報表。基于發(fā)動機轉速和發(fā)動機扭矩信息，并根據(jù)車輛的標識號，關聯(lián)該車輛所匹配的發(fā)動機的臺架測試數(shù)據(jù)，將發(fā)動機的工作點，即發(fā)動機的實時轉速與扭矩信息繪制至臺架測試的MAP圖上，插值完成效率分析，得出發(fā)動機的實時效率，并繪制發(fā)動機工況點的MAP散點圖并進行發(fā)動機轉速與扭矩的分布區(qū)間統(tǒng)計，形成發(fā)動機工況點分布與發(fā)動機工況點效率分析報表。

⑥整車能耗評價

操作平臺基于車載終端實時上傳至監(jiān)控云平臺的新能源車上的各個高壓零部件的電壓、電流和輸出功率信號，計算出各個高壓零部件的總能耗，再結合里程數(shù)據(jù)計算出各個高壓零部件的百公里能耗，形成數(shù)據(jù)報表。各個高壓零部件的電壓、電流和輸出功率信號包括TM電機的直流母線電壓、TM電機的直流母線電流、電池的電壓、電池的電流、DCDC的電流信號、DCDC的電壓信號、打氣泵輸出功率、轉向泵輸出功率、電子風扇輸出功率和電空調輸出功率。TM電機、電池和DCDC無輸出功率CAN信號，先根據(jù)電流信號I與電壓信號U計算實時輸出功率P=UI，得出TM電機端輸出功率、電池端輸出功率和DCDC輸出功率，再分別對TM電機端輸出功率、電池端輸出功率、DCDC輸出功率、打氣泵輸出功率、轉向泵輸出功率、電子風扇輸出功率和電空調輸出功率進行各自的時間T積分計算，得出各個高壓零部件的總能耗值E，進一步的分別結合行駛里程數(shù)據(jù)S，進行計算百公里能耗e=100E/S，得出各個高壓零部件的百公里能耗。通過對電池負電流工況的分析，積分計算電池端電流小于零的部分功耗為制動能量回收能量，結合電池總能耗進行制動能量回收率的計算，最終分別形成包含電機端能耗分析報表、電池端能耗分析報表、DCDC能耗分析報表、打氣泵能耗分析報表、轉向泵能耗分析報表、電子風扇能耗報表、電空調能耗分析報表和制動能量回收分析的綜合報表。

⑦整車故障統(tǒng)計

操作平臺基于車載終端實時上傳至監(jiān)控云平臺的整車實時故障信息，根據(jù)故障部位以及故障等級，進行故障統(tǒng)計，形成數(shù)據(jù)報表。整車實時故障信息包括整車故障信息、電池故障信息、電機故障信息、油門故障信息、剎車故障信息和電附件故障信息，按照故障不同等級（整車通常根據(jù)故障的嚴重程度分為4級，分別為一級、二級、三級、四級），累計各故障等級的故障次數(shù)。

結語

本文結合大數(shù)據(jù)分析技術，基于新能源遠程監(jiān)控云平臺，通過構建運營道路狀態(tài)評價、運營環(huán)境溫度分析、駕駛行為評價、充電情況評價、動力元件工作點評價、整車能耗評價和整車故障統(tǒng)計7個維度上的評價分析方法，實現(xiàn)對投放市場的新能源車輛運營狀態(tài)的多維度、客觀且全面的自動化分析，一方面可以挖掘數(shù)據(jù)背后車輛在全生命周期內(nèi)的核心部件的工作狀態(tài)，為部件的疲勞壽命評估及設計提供依據(jù)，另一方面對整車能耗優(yōu)化及整車運行安全提供及時和準確的數(shù)據(jù)，確保車輛的安全運行，對新能源車輛的性能提升及優(yōu)化具有重大的意義。