淺析新能源汽車熱管理遠程控制

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展，新能源車輛熱管理系統的控制設計對于車輛安全和舒適起到越來越重要的作用。傳統燃油車在車輛停止后，動力系統不再需要進行熱管理，而新能源汽車在車輛停止時仍需對電池進行熱管理，主要防止電池內部出現高溫引起車輛起火；或出現低溫導致電池無法放電，車輛無法行駛等問題的出現，研究的對象由原來的燃油發動機轉變為儲能電池。

隨著物聯網、后臺云計算以及數字化智能手機技術的不斷發展和普及，使遠程熱管理控制的設計和應用變得更加容易實現和應用推廣，技術門檻不再遙不可攀。

本文主要探討遠程控制方案的具體功能實現思路和實際應用。

1 遠程車輛控制權概述

當用戶進行手機APP遠程控制操作車輛熱管理指令時，車載通信終端充當車輛本地主控角色，需要與車輛相應設備進行鑒權操作，以使遠程的手機APP得到控車權限，可以遠程控制車輛操作，極大方便了車主和被授權手機用戶。

此鑒權為車載通信終端與車載網關設備認證行為。當控制指令功能需要車載網關轉發時，必須先鑒權 （目的是防止其他非法設備從 CAN總線入侵車輛），通過車載通信終端和網關雙方設備鑒權認證之后，車載通信終端才可以接收遠程手機熱管理指令并向車載網關發送相關消息，車載網關才可以響應車載通信終端的指令。

2 如何獲得遠程車輛控制權

考慮到熱管理實際功能的需求以及車輛控制的安全問題，車輛必須在停止狀態時才可批準手機端APP獲得遠程車輛控制權，在車輛正常行駛時不批準遠程車輛控制權。

整個遠程車輛控制權獲取過程如下。

1）首先手機端APP向車輛發送遠程熱管理指令，此指令會經過后臺云計算機平臺 （下文簡稱后臺）發送給車輛，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總線發送CAN網絡管理報文喚醒車輛，同時向車載網關發起鑒權認證請求。

2）車載通信終端接收到后臺發送遠程熱管理指令后，會以100ms為周期向車輛CAN總線發送數據全0的地址為0x71的報文TBox_IfActiveData發起有效鑒權請求，直到收到車載網關返回的地址為0x73報文中 GW_IfActive信號有效時；如果5個周期未收到車載網關返回，則鑒權失敗，停止發送；如果在5個周期內收到車載網關返回則停止發送地址為0x71報文，則繼續下一步。

3）車載網關收到車載通信終端的全0數據后，生成8bytes的隨機數，同時以100ms為周期通過地址為0x73幀報文回發8bytes的隨機數 （發送的隨機數需一樣），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，則鑒權失敗，停止發送；如果在5個周期內收到非全0的車載通信終端返回則停止發送地址為0x73報文并繼續下一步。

4）車載通信終端收到車載網關返回的隨機數，通過加密函數產生認證Key，通過地址為0x71報文回發給車載網關，最長等待500ms接收車載網關地址為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則鑒權成功 （則后續可以執行熱管理指令），否則鑒權失敗。

3 手機APP的熱管理功能設計

3.1 遠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，因此遠程顯示電池溫度是至關重要的，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

當出現電池溫度過高時，手機APP可以主動發起報警響聲，提醒用戶進行車輛維護，檢查車輛是否停在較熱的環境之中、是否需要轉移到其它環境中、是否需要手動起動電池熱管理的散熱功率等操作。

3.2 遠程空調起動

當用戶在極高溫或極低溫天氣需要用車時，可以提前開啟車內空調，以便上車時有一個舒適的乘車環境。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，這樣可以使用外部電源提前讓空調工作使車內溫度達到設定的溫度值，減少行駛后開空調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 遠程電池熱管理

在用戶用車前，若電池溫度不在最良好的狀態，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工作進行電池溫度調節，使之達到良好的溫度狀態，使用戶在剛開始開車時電池就處于一個良好的溫度狀態，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出節能的作用，因為在北方地區冬季停車一夜后，電池溫度會下降很多，此時提前開啟運程電池熱管理，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 總結和擴展

綜上所述，遠程熱管理控制的實現，可以有效監控電池的溫度，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生有較好的作用。

同時可擴展遠程控制汽車軟件系統的功能，實現多重警戒智能防盜以及車輛遠程監控管理等各種功能，可實現手機遠程管理汽車、車輛報警手機提示以及在后臺云計算機集中進行車輛監控管理等，極具實用性。

（編輯 凌 波）