新能源汽車分時租賃車端遠程控制技術實現方案

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）

新能源汽車分時租賃車端遠程控制技術實現方案

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用的需求分析，結合已有車載電子控制技術及遠程無線通信技術，提出了一種可用于分時租賃車輛的遠程認證、控制門禁系統的解決方案，初步實現了用戶注冊、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

1 背景介紹

1.1 分時租賃發展背景

汽車共享是一種滿足居民短途用車需求的創新型交通模式[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。隨著我國對外的石油依存度逐年增加，能源問題已成為發展新能源汽車的重要出發點。根據國家戰略需求，國務院于2012年6月發布《節能與新能源汽車產業發展規劃（2012—2020年）》，明確了我國新能源汽車產業發展以“純電驅動”為我國汽車工業轉型的主要戰略取向的技術路線和階段目標。加快推進電動汽車分時租賃示范應用，重點在科技園區、校園等區域，推動建設電動汽車分時租賃網絡，構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車的租賃業務，無論是從純電動汽車推廣還是從國家的環境保護的角度上來講，純電動汽車分時租賃都比傳統車租賃業務有著更為深遠的意義。

首先，電動汽車的租賃業務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續航里程的恐慌，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，會產生大量的電動車使用數據，為未來的電動車發展提供強大的技術研發數據支持。

為此，將電動汽車和汽車租賃業務有效地結合，通過物聯網式的靈活租賃模式，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境并被社會大眾所接納，充分發揮物聯網和電動汽車的自身優勢。發展電動汽車分時租賃共享，不但可以推動產業升級，提高自主創新能力，還能產生可觀的社會經濟與環境效益。

1.2 分時租賃技術路線

為結合分時租賃的業務需求，提升電動汽車使用的安全性，實現電動汽車能夠隨時、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、指紋識別等技術的探索與研究，實現相應的安全防盜技術和動力防盜安全技術。通過開發整套的相應軟硬件產品并裝車應用，進行整車啟動管理，保障車輛安全，最終達成適用于電動汽車分時租賃的車載終端開發和整車應用方案。

基于分時租賃示范的功能需求，考慮到傳統車載終端已經無法滿足分時租賃過程中的汽車端各項功能，如任意時間、地點網上租車；在線查詢車輛位置、剩余電量和歷史駕駛記錄；遠程開啟充電、遠程開啟空調、遠程開啟電池加熱、尋車、遠程車身解鎖和遠程動力防盜解鎖等。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，優化駕駛感受。整合電動汽車整車信息，在智能終端上實現車輛信息的上傳與遠程控制，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，也便于服務人員進行運營管理、數據監控、故障診斷與預知和維修服務與保養等。

2 分時租賃車端遠程控制技術實現方案

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

系統功能結構如圖1所示。

圖1 系統功能結構圖

分時智能遠程終端（T-BOX）的作用是整車通信終端，內置3G/4G、WIFI等模塊，車身控制器、一體化集成式智能車載導航終端等關鍵零部件均可通過T-BOX接入互聯網。智能車載導航終端內置GPS、WIFI等模塊，通過連接T-BOX創建的WIFI熱點接入互聯網和分時租賃平臺，為用戶提供影音娛樂、智能導航、車輛信息查詢和互聯網信息咨詢等服務。車身控制模塊通過CAN總線與T-BOX模塊相連，并通過其接入數據平臺，主要實現車輛關鍵數據的定期上傳、用戶遠程控制指令執行和安全認證啟動管理等相關工作。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程控制、信息查詢等工作。數據平臺負責與車輛通信收集車輛關鍵數據信息，為其他服務（如分時租賃）提供車輛數據接口，這也是對車輛進行遠程控制的接口。

3 分時租賃車端控制系統功能方案及控制流程設計

3.1 車身中央控制單元功能開發方案

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

/碼和遠程尋車等功能，保證車輛安全，完善了車身防盜功能。

3.2 智能信息娛樂系統中控大屏功能開發方案

智能信息娛樂中控大屏系統（Entertainment Head Unit，EHU）在基礎功能模塊：收音機、USB數據接口、音頻/視頻/圖片等搜索/播放、手機充電、車載藍牙和空調控制功能的基礎上增加了實時導航功能包括導航地圖、導航引擎、實時路況、違章提醒、路徑計算、智能規劃導航路徑和充電樁信息查找顯示；車內音頻設備控制包括高音、中音、低音設置，聲道平衡，隨速音量自動調節；手機互聯包括安卓/iOS系統；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、車輛保養提醒、節能環保等級、一鍵緊急呼叫和車聯網賬戶登陸，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方案

車載信息終端（T-BOX）在實時數據采集電池狀態、整車狀態、GPS信息、報警數據、補發數據和手機APP等遠程查詢數據及其他車輛狀態信息的變化事件的基礎上增加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控平臺，并可以根據故障發生的嚴重等級，自動變更上傳頻率，上傳頻率滿足 0.1～10 Hz，以監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，實現了程序自檢、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、空調狀態、電池預加熱狀態和電池充滿剩余時間）、車輛控制信息（顯示車輛空調、充電、電池加熱的狀態以及預約指令有無狀態、取車、還車狀態、整車租賃模式運行狀態等）。

3.5 分時租賃中取、還車的認證流程

為滿足分時租賃控制流程，在整車模式中特殊設定了2種模式和2種控制狀態。

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

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

圖2 用戶取車認證及解鎖流程

圖3 用戶還車及認證流程

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

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

4 總 結

經過分時智能遠程終端、車身控制器、一體化集成式智能車載導航終端、智能終端APP及數據平臺的開發，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（學術版），2013（H07）：145-147.

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

[3]Cepolina E M, Farina A. A Methodology for Planning a New Urban Car Sharing System with Fully Automated Personal Vehicles. European Transport Research Review, 2014, 6 (2): 191-204.

U471.2

：ADOI：10.14175/j.issn.1002-4581.2017.01.001

1002-4581（2017）01-0001-04

2016? 07? 25

北京市科技計劃資助項目（D151100002615001）。