淺析新能源汽車熱管理遠(yuǎn)程控制

朱志祥

（江蘇敏安電動汽車有限公司南京分公司，江蘇 南京 210000）

近期國家對新能源電動汽車大力發(fā)展，新能源車輛熱管理系統(tǒng)的控制設(shè)計對于車輛安全和舒適起到越來越重要的作用。傳統(tǒng)燃油車在車輛停止后，動力系統(tǒng)不再需要進(jìn)行熱管理，而新能源汽車在車輛停止時仍需對電池進(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，車輛無法行駛等問題的出現(xiàn)，研究的對象由原來的燃油發(fā)動機轉(zhuǎn)變?yōu)閮δ茈姵亍?/p>

隨著物聯(lián)網(wǎng)、后臺云計算以及數(shù)字化智能手機技術(shù)的不斷發(fā)展和普及，使遠(yuǎn)程熱管理控制的設(shè)計和應(yīng)用變得更加容易實現(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現(xiàn)思路和實際應(yīng)用。

1 遠(yuǎn)程車輛控制權(quán)概述

當(dāng)用戶進(jìn)行手機APP遠(yuǎn)程控制操作車輛熱管理指令時，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，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)

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

整個遠(yuǎn)程車輛控制權(quán)獲取過程如下。

1）首先手機端APP向車輛發(fā)送遠(yuǎn)程熱管理指令，此指令會經(jīng)過后臺云計算機平臺 （下文簡稱后臺）發(fā)送給車輛，后臺檢測車載通信終端是否在線，如不在線，則通過短信遠(yuǎn)程喚醒車載通信終端，車載通信終端通過車輛上的CAN總線發(fā)送CAN網(wǎng)絡(luò)管理報文喚醒車輛，同時向車載網(wǎng)關(guān)發(fā)起鑒權(quán)認(rèn)證請求。

2）車載通信終端接收到后臺發(fā)送遠(yuǎn)程熱管理指令后，會以100ms為周期向車輛CAN總線發(fā)送數(shù)據(jù)全0的地址為0x71的報文TBox_IfActiveData發(fā)起有效鑒權(quán)請求，直到收到車載網(wǎng)關(guān)返回的地址為0x73報文中 GW_IfActive信號有效時；如果5個周期未收到車載網(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的隨機數(shù)，同時以100ms為周期通過地址為0x73幀報文回發(fā)8bytes的隨機數(shù) （發(fā)送的隨機數(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；如果5個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)返回的隨機數(shù)，通過加密函數(shù)產(chǎn)生認(rèn)證Key，通過地址為0x71報文回發(fā)給車載網(wǎng)關(guān)，最長等待500ms接收車載網(wǎng)關(guān)地址為0x263的報文 （此為周期報文，周期為100ms）的GW_AuthentResult_FailReason信號，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APP的熱管理功能設(shè)計

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，用戶可以實時了解電池溫度，可以分等級在APP端顯示出來，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℃為高溫報警，在0～20℃之間為較低溫度，在0℃以下為低溫報警，如圖1所示。

圖1 手機APP功能示例圖1

當(dāng)出現(xiàn)電池溫度過高時，手機APP可以主動發(fā)起報警響聲，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、是否需要手動起動電池?zé)峁芾淼纳峁β实炔僮鳌?/p>

3.2 遠(yuǎn)程空調(diào)起動

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

圖2 手機APP功能示例圖2

有時在車輛連接充電電源時就可以同時開啟空調(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，減少行駛后開空調(diào)對于電池的功率損耗，可以提高車輛實際使用的行駛里程。

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)，可以手動操作APP提前開啟電池加熱或降溫；也可以通過APP設(shè)定電池溫度值范圍，使電池溫度超過限值時自動啟動熱管理系統(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)，使用戶在剛開始開車時電池就處于一個良好的溫度狀態(tài)，提供最佳的動力性能和安全性能；也可以定時開啟此項功能，比如僅在用戶需要開車前1h開啟、或每天用戶上班前1h開啟 （比如早晨6:30開啟，在7:30用車）。

如在連接外部電源充電時，啟動此項功能則又體現(xiàn)出節(jié)能的作用，因為在北方地區(qū)冬季停車一夜后，電池溫度會下降很多，此時提前開啟運程電池?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，提高用戶對于車輛的滿意度。如圖3所示。

圖3 手機APP功能示例

4 總結(jié)和擴展

綜上所述，遠(yuǎn)程熱管理控制的實現(xiàn)，可以有效監(jiān)控電池的溫度，并能實時在用戶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，對于防止新能源電動汽車的自燃事故發(fā)生有較好的作用。

同時可擴展遠(yuǎn)程控制汽車軟件系統(tǒng)的功能，實現(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，可實現(xiàn)手機遠(yuǎn)程管理汽車、車輛報警手機提示以及在后臺云計算機集中進(jìn)行車輛監(jiān)控管理等，極具實用性。

（編輯 凌 波）