馬如斌，張友煥，尹 穎

Ma Rubin，Zhang Youhuan，Yin Ying

（北京新能源汽車股份有限公司，北京 102606）

新能源汽車分時租賃車端遠(yuǎn)程控制技術(shù)實現(xiàn)方案

馬如斌，張友煥，尹 穎

Ma Rubin，Zhang Youhuan，Yin Ying

（北京新能源汽車股份有限公司，北京 102606）

通過對新能源汽車分時租賃應(yīng)用的需求分析，結(jié)合已有車載電子控制技術(shù)及遠(yuǎn)程無線通信技術(shù)，提出了一種可用于分時租賃車輛的遠(yuǎn)程認(rèn)證、控制門禁系統(tǒng)的解決方案，初步實現(xiàn)了用戶注冊、取車、運行、還車等一套控制流程，為新能源車分時租賃整體方案的應(yīng)用提出了一種切實的正向解決方案。

分時租賃；新能源；控制系統(tǒng)

1 背景介紹

1.1 分時租賃發(fā)展背景

汽車共享是一種滿足居民短途用車需求的創(chuàng)新型交通模式[1]。分時租賃模式由 Zipcar公司于1999年在美國馬薩諸塞州劍橋市誕生。進入21世紀(jì)后，“分時租車”的理念和操作方法正在以強勁的勢頭重建汽車使用新行規(guī)。隨著我國對外的石油依存度逐年增加，能源問題已成為發(fā)展新能源汽車的重要出發(fā)點。根據(jù)國家戰(zhàn)略需求，國務(wù)院于2012年6月發(fā)布《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012—2020年）》，明確了我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展以“純電驅(qū)動”為我國汽車工業(yè)轉(zhuǎn)型的主要戰(zhàn)略取向的技術(shù)路線和階段目標(biāo)。加快推進電動汽車分時租賃示范應(yīng)用，重點在科技園區(qū)、校園等區(qū)域，推動建設(shè)電動汽車分時租賃網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建城市多層次公共交通體系。純電動汽車分時租賃不同于傳統(tǒng)車的租賃業(yè)務(wù)，無論是從純電動汽車推廣還是從國家的環(huán)境保護的角度上來講，純電動汽車分時租賃都比傳統(tǒng)車租賃業(yè)務(wù)有著更為深遠(yuǎn)的意義。

首先，電動汽車的租賃業(yè)務(wù)可以通過電動車以租代售的形式讓使用者用更低的費用親自接觸電動車，對其有一個深入的了解；其次，可以借此解除使用者對純電動車?yán)m(xù)航里程的恐慌，有利于電動車的推廣與宣傳；最后，隨著分時租賃電動車的推廣，會產(chǎn)生大量的電動車使用數(shù)據(jù)，為未來的電動車發(fā)展提供強大的技術(shù)研發(fā)數(shù)據(jù)支持。

為此，將電動汽車和汽車租賃業(yè)務(wù)有效地結(jié)合，通過物聯(lián)網(wǎng)式的靈活租賃模式，在克服目前成熟電動汽車單價較高得不到普及的基礎(chǔ)之上，真正地將電動汽車放到用戶身邊，讓其真正融入到城市交通環(huán)境并被社會大眾所接納，充分發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)和電動汽車的自身優(yōu)勢。發(fā)展電動汽車分時租賃共享，不但可以推動產(chǎn)業(yè)升級，提高自主創(chuàng)新能力，還能產(chǎn)生可觀的社會經(jīng)濟與環(huán)境效益。

1.2 分時租賃技術(shù)路線

為結(jié)合分時租賃的業(yè)務(wù)需求，提升電動汽車使用的安全性，實現(xiàn)電動汽車能夠隨時、隨地、便捷地租還，提出電動汽車分時租賃需求的解決方案。通過二維碼識別、指紋識別等技術(shù)的探索與研究，實現(xiàn)相應(yīng)的安全防盜技術(shù)和動力防盜安全技術(shù)。通過開發(fā)整套的相應(yīng)軟硬件產(chǎn)品并裝車應(yīng)用，進行整車啟動管理，保障車輛安全，最終達(dá)成適用于電動汽車分時租賃的車載終端開發(fā)和整車應(yīng)用方案。

基于分時租賃示范的功能需求，考慮到傳統(tǒng)車載終端已經(jīng)無法滿足分時租賃過程中的汽車端各項功能，如任意時間、地點網(wǎng)上租車；在線查詢車輛位置、剩余電量和歷史駕駛記錄；遠(yuǎn)程開啟充電、遠(yuǎn)程開啟空調(diào)、遠(yuǎn)程開啟電池加熱、尋車、遠(yuǎn)程車身解鎖和遠(yuǎn)程動力防盜解鎖等。除了提供富有科技感和時尚感的車載信息娛樂服務(wù)體驗，還將進行充電樁、充電站信息記錄，電動車行駛能耗分析等特色信息展示，優(yōu)化駕駛感受。整合電動汽車整車信息，在智能終端上實現(xiàn)車輛信息的上傳與遠(yuǎn)程控制，確保信息的實時性與有效性，為用戶帶來舒適便捷的高科技乘駕體驗的同時，也便于服務(wù)人員進行運營管理、數(shù)據(jù)監(jiān)控、故障診斷與預(yù)知和維修服務(wù)與保養(yǎng)等。

2 分時租賃車端遠(yuǎn)程控制技術(shù)實現(xiàn)方案

新能源車輛分時租賃車端遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)主要由分時智能遠(yuǎn)程終端（T-BOX）、車身控制器、一體化集成式智能車載導(dǎo)航終端、智能終端APP和數(shù)據(jù)平臺等幾部分組成。

系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

分時智能遠(yuǎn)程終端（T-BOX）的作用是整車通信終端，內(nèi)置3G/4G、WIFI等模塊，車身控制器、一體化集成式智能車載導(dǎo)航終端等關(guān)鍵零部件均可通過T-BOX接入互聯(lián)網(wǎng)。智能車載導(dǎo)航終端內(nèi)置GPS、WIFI等模塊，通過連接T-BOX創(chuàng)建的WIFI熱點接入互聯(lián)網(wǎng)和分時租賃平臺，為用戶提供影音娛樂、智能導(dǎo)航、車輛信息查詢和互聯(lián)網(wǎng)信息咨詢等服務(wù)。車身控制模塊通過CAN總線與T-BOX模塊相連，并通過其接入數(shù)據(jù)平臺，主要實現(xiàn)車輛關(guān)鍵數(shù)據(jù)的定期上傳、用戶遠(yuǎn)程控制指令執(zhí)行和安全認(rèn)證啟動管理等相關(guān)工作。智能終端APP可連接至分時租賃平臺，用戶身份驗證通過后可以在線進行約車、還車，并且可以實時對租賃車輛進行遠(yuǎn)程控制、信息查詢等工作。數(shù)據(jù)平臺負(fù)責(zé)與車輛通信收集車輛關(guān)鍵數(shù)據(jù)信息，為其他服務(wù)（如分時租賃）提供車輛數(shù)據(jù)接口，這也是對車輛進行遠(yuǎn)程控制的接口。

3 分時租賃車端控制系統(tǒng)功能方案及控制流程設(shè)計

3.1 車身中央控制單元功能開發(fā)方案

車身中央控制單元（Body Control Module，BCM）基于傳統(tǒng)車輛基礎(chǔ)功能模塊即包括自動大燈系統(tǒng)、自動雨刮控制、車窗升降控制、車身防盜安全提醒、遠(yuǎn)程啟動功能、發(fā)動機防盜鎖止功能（Immobilization，IMMO）、Boot loader和CAN LIN網(wǎng)關(guān)等的基礎(chǔ)上開發(fā)分時租賃車端控制系統(tǒng)的核心控制單元，增加了遠(yuǎn)程開閉鎖、識別鑰匙

/碼和遠(yuǎn)程尋車等功能，保證車輛安全，完善了車身防盜功能。

3.2 智能信息娛樂系統(tǒng)中控大屏功能開發(fā)方案

智能信息娛樂中控大屏系統(tǒng)（Entertainment Head Unit，EHU）在基礎(chǔ)功能模塊：收音機、USB數(shù)據(jù)接口、音頻/視頻/圖片等搜索/播放、手機充電、車載藍(lán)牙和空調(diào)控制功能的基礎(chǔ)上增加了實時導(dǎo)航功能包括導(dǎo)航地圖、導(dǎo)航引擎、實時路況、違章提醒、路徑計算、智能規(guī)劃導(dǎo)航路徑和充電樁信息查找顯示；車內(nèi)音頻設(shè)備控制包括高音、中音、低音設(shè)置，聲道平衡，隨速音量自動調(diào)節(jié)；手機互聯(lián)包括安卓/iOS系統(tǒng)；分時租賃消息推送；語音控制等模塊、能量流小計能耗、歷史能耗、車輛故障報警、車輛保養(yǎng)提醒、節(jié)能環(huán)保等級、一鍵緊急呼叫和車聯(lián)網(wǎng)賬戶登陸，充分滿足分時租賃用戶人機界面（Human Machine Interface，HMI）交互需求。

3.3 車載信息終端及后臺功能開發(fā)方案

車載信息終端（T-BOX）在實時數(shù)據(jù)采集電池狀態(tài)、整車狀態(tài)、GPS信息、報警數(shù)據(jù)、補發(fā)數(shù)據(jù)和手機APP等遠(yuǎn)程查詢數(shù)據(jù)及其他車輛狀態(tài)信息的變化事件的基礎(chǔ)上增加CAN總線接口，以滿足對其他終端的實時控制，并通過通訊模塊傳送到監(jiān)控平臺，并可以根據(jù)故障發(fā)生的嚴(yán)重等級，自動變更上傳頻率，上傳頻率滿足 0.1～10 Hz，以監(jiān)控租賃車輛的實時運行情況。

3.4 分時租賃測試手機APP功能方案

分時租賃測試手機APP安裝在用戶手機中，測試版為安卓系統(tǒng)，實現(xiàn)了程序自檢、在線升級、賬號密碼登錄、車輛信息展示（SOC、電芯溫度、充電狀態(tài)、空調(diào)狀態(tài)、電池預(yù)加熱狀態(tài)和電池充滿剩余時間）、車輛控制信息（顯示車輛空調(diào)、充電、電池加熱的狀態(tài)以及預(yù)約指令有無狀態(tài)、取車、還車狀態(tài)、整車租賃模式運行狀態(tài)等）。

3.5 分時租賃中取、還車的認(rèn)證流程

為滿足分時租賃控制流程，在整車模式中特殊設(shè)定了2種模式和2種控制狀態(tài)。

工廠模式：車輛狀態(tài)與常規(guī)車輛相同，在此模式下不能進行“租賃中”與“非租賃”狀態(tài)切換。租賃公司模式：車輛為租賃運營的常規(guī)模式，可按照設(shè)定策略進行“租賃中”與“非租賃”狀態(tài)切換。

租賃中狀態(tài)：在租賃公司模式下，在客戶租賃的使用周期內(nèi)車輛狀態(tài)與常規(guī)車輛相同，包括鑰匙解閉鎖、車輛啟動等操作。非租賃狀態(tài)：車輛處于待租狀態(tài)，客戶需要執(zhí)行APP租賃流程才可以取得車輛的使用權(quán)。

圖2 用戶取車認(rèn)證及解鎖流程

圖3 用戶還車及認(rèn)證流程

通過下線設(shè)備或診斷儀進行設(shè)置，采用UDS協(xié)議完成，VCU（Vehicle Control Unit，整車控制器）、T-Box、BCM需要設(shè)置工廠模式及租賃公司模式這 2種狀態(tài)，工廠模式和租賃公司模式可以使用診斷設(shè)備進行切換，由工廠模式切換到租賃公司模式時默認(rèn)為租賃中狀態(tài)，待外界條件滿足后，由后臺設(shè)置為非租賃狀態(tài)。

圖2和圖3是為滿足分時租賃對車端控制操作開發(fā)的取、還車及認(rèn)證流程，證明各組件的設(shè)計方案可滿足租賃模式的運行和切換。

4 總 結(jié)

經(jīng)過分時智能遠(yuǎn)程終端、車身控制器、一體化集成式智能車載導(dǎo)航終端、智能終端APP及數(shù)據(jù)平臺的開發(fā)，并在一臺實車上進行了驗證，最終完成了定義的用戶取車和還車操作，所有既定流程可以順利進行，整體方案滿足分時租賃對車端遠(yuǎn)程控制的需求。

[1]汪明泉. 純電動汽車共享推廣可行性研究[J]. 交通與運輸（學(xué)術(shù)版），2013（H07）：145-147.

[2]鄔文達(dá). 汽車共享模式研究及其在中國發(fā)展的市場分析[D].廣州：中山大學(xué)，2010.

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1002-4581（2017）01-0001-04

2016? 07? 25

北京市科技計劃資助項目（D151100002615001）。