車聯網在電動汽車上的應用

張 翔

（東軟集團股份有限公司戰略咨詢服務部，上海 201203）

目前，電動汽車技術的不成熟，導致其產品的可靠性和安全性都不如傳統的燃油汽車高。近年來，在我國的新能源汽車示范運營活動中，杭州、上海、深圳等城市都出現了電動汽車的安全事故。因此通過無線通信網絡，對電動汽車的運行參數進行監控管理，是在目前技術水平下，提高電動汽車安全性的一個切實可行的途徑，而車聯網是目前最好的可利用資源。

1 車聯網在國內外的發展

車聯網主要為汽車提供通信和信息服務功能，在此基礎上，為駕駛員提供緊急救援協助、實時安全檢測、被盜車輛定位等功能。汽車行駛中出現故障時，車聯網通過無線通信連接服務中心，進行遠程車輛診斷，車載診斷系統OBD記錄汽車主要部件的狀態，并隨時為維修人員提供準確的故障位置和原因。通過終端機屏幕接收信息，并查看交通地圖、路況介紹、交通信息、安全與治安服務以及娛樂信息服務等。

1.1 車聯網在國內外的應用

在國外，1997年通用汽車公司在凱迪拉克轎車上安裝了全球第一臺車聯網系統安吉星 （OnStar），隨后福特、豐田、本田、現代、奔馳、寶馬等汽車制造商相繼推出安裝車聯網系統的汽車。目前在美國、歐洲、日本和韓國等汽車發達國家，車聯網行業經過多次淘汰與重組，已經形成了一個成熟的產業。

在國內，中國的車聯網產業才剛剛起步。2009年3月，豐田汽車公司的雷克薩斯RX350轎車登陸中國市場，開始裝備了G-Book車聯網系統。2009年12月，上海通用汽車公司開始向凱迪拉克車主提供安吉星車聯網服務。2010年4月，上海汽車公司的自主品牌榮威350轎車上市，配備了InkaNet車聯網系統。2011年開始，中國眾多自主品牌汽車制造商相繼推出或者發布了華泰TIVI、一汽D-Partner、長安汽車Incall和吉利G-NetLink等車聯網系統。

中國市場上銷售的主要車聯網產品有通用汽車的安吉星、豐田汽車的G-Book和上海汽車的InkaNet，其它產品銷量較少或者沒有大規模上市。它們的功能各有特色:其中安吉星的主要功能是安防和導航，G-Book的主要功能是通過語音命令在后臺話務員的幫助下實現導航，InkaNet/iVoka的主要功能是提供語音控制的導航和信息資訊服務。目前大部分車聯網產品都有呼叫中心和導航功能。

表1為中國市場的一些車聯網產品的功能比較。

表1 中國市場車聯網產品的功能比較

目前，市場上銷量最大的前裝車聯網產品是安吉星。安吉星在全球已經擁有600萬的用戶，在中國有45萬用戶，占有80%以上的中國市場份額。它可以提供碰撞自動求助、緊急救援協助、安全氣囊爆開自動求助、車況檢測報告、車載信息手機應用、實時按需檢測、愛心援助路人、被盜車輛定位、遠程車門應急開啟、車停位置提示、路邊救援協助、全音控免提電話、興趣點向導、全程音控領航、目的地設置協助等服務功能。

1.2 車聯網在國內的收費標準

目前大部分中國車聯網收費標準不明確，各個城市情況都不一樣。由于車聯網上市時間短，目前基本采取購車后1～2年內的免費使用政策，今后的收費政策還未出臺，中國車聯網收費標準參考數據見表2。只有安吉星明確地提出了針對一年服務的5種收費套餐，價格為480～1580元。同時針對這5種套餐，又分別設計了1～3年套餐，共計11種套餐（見表3）。

2 車聯網在電動汽車上的應用

在國外，已經有公司開展利用車聯網來監控管理電動汽車的運行參數、提高安全性、優化電動汽車能量使用效率的應用。

2.1 安吉星的電動汽車應用功能

Volt沃藍達是通用汽車公司開發的一款增程型電動車，2010年12月在美國上市。2011年11月21日廣州車展上，沃藍達增程型電動車正式在中國上市，售價49.8萬元。沃藍達以全進口形式引入中國，全國8個城市13家雪佛蘭經銷商店取得首批授權。中國成為繼美國本土之后，全球最早導入這款搭載車型的市場之一。

沃藍達在純電動模式下最高可行駛80 km，增程模式下的續航總里程達570 km，0—100 km/h加速約9 s、最高車速160 km/h，并獲得NHTSA美國國家高速公路交通安全管理局五星安全評級，關鍵組件可享受6年/15萬公里超長質保。2011年通用汽車公司共銷售了7671輛沃藍達，其中四分之一的汽車銷往美國加州。2012年前5個月沃藍達已經售出了7000多輛，其中5月份銷量達到1680輛。2011年美國國家交通安全管理局對雪佛蘭沃藍達進行了碰撞測試，測試之后被撞測試車被停放到停車場，曾兩次出現意外著火事故，這一事故影響了沃藍達的銷量。

為了保證沃藍達的安全行駛，安吉星開發了REMOTELINKTM手機應用程序 （圖1），可以在iPhone、安卓和黑莓手機上運行,安吉星也即將在國內推出專為沃藍達設計的手機應用功能。REMOTELINKTM手機應用程序除了集成之前已經為大家耳熟能詳的遠程車門上鎖/解鎖、遠程起動、車位提示等應用，還將向車主顯示電池電量、電動續航里程、充電開始 （完成）時間、電壓、充電狀態等一系列包含電池信息的車況數據；沃藍達的車主還將可以通過手機瀏覽充電模式 （立即充電模式、基于出發時間和費率充電模式、基于出發時間充電模式），甚至通過手機一鍵啟動充電。

它提供如下控制功能:①開始為沃藍達充電（Startcharging yourVolt）； ②改變充電模式（Change your charge modes）； ③上鎖/解鎖車門（Lock/unlock your doors）； ④遠程起動沃藍達（Start your Volt remotely）； ⑤導航 （Search for destinations and send Turn–by–Turn directions to your Volt）； ⑥專業顧問服務 （Contact a dedicated Volt advisor）；⑦實時顯示續駛里程 （See your real-time electric range）；⑧通過短消息和郵件設置充電報警（Set charge alerts via both text and email）； ⑨檢查當前的電池剩余電量 （Check on current battery charge level）；⑩檢查當前的剩余燃料 （Check on current fuel level）；?顯示最近的圖形化的燃油效率 （View your latest fuel efficiency figures）； ?顯示實時胎壓信息 （View real-time tire pressure information）； ?管理賬號 （Access account information）。

2.2 日產聆風電動汽車的ICT車聯網

2010年12月，日產聆風電動汽車開始在日本和美國銷售，至今全球銷量已經超過2.2萬輛，其中在日本銷售10310輛，在北美銷售9788輛。聆風電動汽車前置前驅，交流發電機的功率為80kW，扭矩輸出280 Nm，最高時速可達145 km/h，巡航里程可達175 km。2011年7月，在美國國家公路交通安全管理局 （NHTSA）的新車碰撞測試 （NCAP）中，日產純電動車聆風獲得了整體安全五星評級，并榮獲公路安全保險協會授予的頂級安全獎 （Top Safety Pick）。2011年11月，日產汽車公司向武漢市交付了首批15輛純電動汽車日產聆風，參加電動汽車示范項目。另外，聆風未來會在廣州花都新工廠進行國產化。

2010年11月1日，日產發布了用于電動汽車的ICT系統 （Information and Communication Technology system，信息和通信技術系統）。ICT系統被搭載到聆風電動汽車上，在日本、美國和歐洲銷售。它為電動汽車的駕駛帶來了便利、舒適和安全，也為低碳社會記錄了大量的電動汽車運行數據。

聆風電動汽車的車主可以借助ICT系統，從日產CARWINGS數據中心獲得優化電動汽車駕駛經驗的數據和信息。CARWINGS是日產的車聯網系統，它通過TCU模塊 （Telematics Communication Unit，車聯網通信模塊 ）幫助車載導航系統與后臺數據中心進行通信，從而獲得語音導航、安防、上網和娛樂等功能，ICT系統在CARWINGS的網絡平臺上，增加了電動汽車特有的功能，例如電動汽車的行駛記錄、電池狀態、遙控電池充電、車內氣候控制，ICT系統可以通過智能手機和電腦登錄專用的網站，管理電動汽車的能量使用。日產ICT+CARWINGS車聯網通信系統如圖2所示。

2.2.1 電動汽車的在線服務 （駕駛過程中）

1）在地圖上顯示可以到達的目的地功能（“Expected reachable area map display” function）:通過點擊屏幕，可以檢查出聆風電動汽車可以到達的最遠距離，如圖3所示。

2）充電站位置更新功能 （“Charging spot update”function）:自動更新數據，顯示最近的充電站位置，如圖4所示。

3）充電計時器功能 （“Timer charging”function）:可以按照設置的理想時間對電動汽車充電，例如夜晚充電，電價很便宜，如圖5所示。

2.2.2 電動汽車的離線服務 （駕駛前和駕駛后）

1）遙控功能 （Remote control function）: 包括檢查電池的充電狀態、控制電池充電，估計完成充電的時間、顯示續駛里程、維護電池和故障診斷。

2）車內氣候遙控功能 （Remote climate control function）:在進入汽車之前，遙控開啟空調系統，使車內保持舒適的溫度。

3）耗電仿真功能 （Electricity rate simulation function）:每次駕駛結束后，顯示預測的消耗電量的費用，同時顯示駕駛電動汽車減少的CO2的預測排放量。

4）節能車主排名功能 （“Ranking” function）:全球的日產聆風電動汽車的車主可以通過耗電量、駕駛距離、再生制動能量回收等指標的比較，列出節能車主排名。

5） 路徑規劃功能 （“Route planner” function）:根據電動汽車的續駛里程和附近的充電站位置，建立一個出行路線計劃，如圖6所示。

在征求聆風電動汽車車主同意后，日產CARWINGS數據中心會保存全球車主們的駕駛、充電和耗電量等歷史數據。分析這些數據，可以計算出駕駛電動汽車，減少了多少CO2排放量，使用了多少清潔能源。日產ICT項目也是橫浜市智慧城市項目的一部分，它為建立可持續的零排放社會做出了貢獻。

2.3 Better Place公司的Oscar電動汽車車聯網

Better Place公司是一家成立于2007年、總部在美國的公司，其主要業務是開發電動汽車充 （換）電相關技術及服務體系，并投資電動汽車發展所需基礎設施。Better Place公司的主要投資者包括:以色列控股集團公司、匯豐銀行和摩根士丹利等。2008年，Better Place公司與雷諾日產汽車公司簽訂合作協議，在以色列建立全球第一個可快換電池的電動汽車充電站網絡 （Electric Recharge Grid Operator，簡稱ERGO)模型，Better Place公司負責建造充電站，雷諾公司負責提供價格與汽油機車接近的電動汽車。

到目前為止，Better Place公司已在北美、歐洲、以色列、日本和澳大利亞等地，與電池制造商、電力公用事業公司和政府建立了廣泛的合作關系，并且建立了示范運營充電站。Better Place公司在以色列的上千個充電樁和幾十個電池快換站組成了充電網絡。

Better Place公司正與中國的汽車制造商、公用事業公司、地方政府和科研機構等多方討論發展合作關系。2010年4月的北京國際車展上，Better Place公司與奇瑞共同宣布就電動汽車技術合作達成協議。2011年3月16日，Better Place公司董事長與南方電網集團公司董事長共同在廣州簽署了戰略合作框架協議。2011年12月，Better Place公司在廣州建成了中國首個電動汽車充換電站體驗中心。

為了保證電動汽車和充電站的安全工作，Better Place公司開發了基于智能手機的Oscar應用程序（圖7），Oscar通過手機與電動汽車的互聯，可以幫助車主了解電動汽車的充電狀態，隨時聯系客戶中心 （Customer Care）。具體功能包括:①查看電動汽車電池的充電狀態；②通過點擊手機屏幕，訪問客戶中心；③使用充電預測器 （charge estimator）預測電池充滿電的時間和進度；④查看電池管理系統的預熱和預冷功能是否開啟，用于控制電池的溫度。

Better Place公司的Oscar車聯網系統是一個基于車載設備、網站和手機應用的全面車聯網平臺，用戶可以訪問Better Place公司的全球網絡，獲得智能導航、個人能量管理、準確的續駛里程預測服務，這些都是Better Place會員可以得到的標準服務。Oscar基于車載設備的應用如圖8所示。

3 結論

車聯網技術在美國、日本和歐洲已經形成一個成熟的產業。在中國，車聯網發展十分迅速。2011年汽車行業同比增長2.5%，而車聯網增長率達到50%。2012年4月，國務院正式發布 《節能與新能源汽車產業發展規劃 （2012～2020年）》， 確定到2015年，純電動汽車和插電式混合動力汽車累計產銷量力爭達到50萬輛，到2020年，純電動汽車和插電式混合動力汽車生產能力達200萬輛，累計產銷量超過500萬輛的戰略目標。隨著中國電動汽車戰略的實施，中國的電動汽車車聯網產業將會呈現巨大的發展機會。

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