試析新能源汽車在線監(jiān)測智能管理系統(tǒng)

吳立衛(wèi)

（無錫南洋職業(yè)技術(shù)學院 214081)

1 新能源汽車數(shù)據(jù)采集技術(shù)

1.1 電池管理系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)

電池管理系統(tǒng)中主要的測量參數(shù)有電壓、電流和溫度，需要綜合不同的數(shù)學算法和策略，估算掌握動力電池的荷電狀態(tài)和壽命狀態(tài)參數(shù)，從而根據(jù)參數(shù)情況制定合理的實時控制措施，以保證動力電池組放電以及門限電壓的合理性，提升高壓電安全管理和故障診斷效率。

1.2 電池管理系統(tǒng)的采集內(nèi)容

電池管理系統(tǒng)采集內(nèi)容主要包括：基本信息測量、絕緣電阻檢測、高壓互鎖檢測、狀態(tài)估算、輔助系統(tǒng)、通信和故障診斷。其中基礎(chǔ)信息測量主要是對動力電池電壓進行測量和監(jiān)控，檢測溫度以及流體溫度。狀態(tài)估算是對荷電狀態(tài)和壽命狀態(tài)進行估計，對動力電池功率予以合理把控。輔助系統(tǒng)是實現(xiàn)對繼電器和充電的熱控制。通信和故障診斷就是對運行中存在的問題予以分析。

1.3 DTU智能終端關(guān)鍵技術(shù)

DTU智能終端的研發(fā)主要是為了滿足汽車多參數(shù)采集以及信息的傳輸，保證汽車在惡劣天氣下仍可安全運行。該系統(tǒng)實現(xiàn)了信息數(shù)據(jù)的動態(tài)采集和傳輸，為安全監(jiān)控、運營管理、動力電池監(jiān)控及報警管理等系統(tǒng)的運行提供了數(shù)據(jù)支持，有效降低了汽車運行中高能耗及充電隱患等問題。DTU一方面適應(yīng)了電池管理系統(tǒng)和OBD車聯(lián)網(wǎng)采集系統(tǒng)的對接標準；另一方面通過定位技術(shù)、北斗模塊和三軸陀螺儀芯片感知等技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)對汽車行駛情況及位置等動態(tài)數(shù)據(jù)的實時監(jiān)管，并將其傳輸?shù)?G網(wǎng)絡(luò)平臺中，提供云端一體化服務(wù)應(yīng)用[1]。

電池管理系統(tǒng)中的管理功能主要涵蓋了充放電管理功能、動力電池高壓控制功能、電量計算功能、壽命估算、功率估算、絕緣檢測功能、被動均衡功能、箱體熱管理功能、系統(tǒng)軟件更新功能及數(shù)據(jù)存儲功能等。

1.4 動力電池管理系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

1.4.1 采集單元

采集單元的相關(guān)參數(shù)包括了電壓、溫度和電流3部分。其中電壓的采集精度控制在0.1%左右，采樣范圍控制在5 V以內(nèi)，周期為100 ms；溫度的采集精度控制在1℃左右，其范圍不超過100℃，且不低于-40℃，采集周期則為500 ms；電流則控制在200 mA左右。

1.4.2 絕緣檢測單元

結(jié)合相關(guān)標準規(guī)定，其絕緣檢測精度可以控制在10 kΩ左右，總電壓的檢測精度控制在1 V。

1.4.3 預充電單元

對預充電阻和繼電器吸合壓差進行控制。

1.4.4 加熱管理

加熱功率和工作電壓分別控制在2.5 kW和395 V左右，供電的方式則采用自供電和外部電源供電2種。具體控制措施為：當動力電池溫度在-20℃以上時，動力電池可以自主進行加熱；當?shù)陀?20℃時，則需要利用外部電源加熱；而當溫度高于-10℃時，動力電池會自供加熱，直到加熱到5℃時停止。

DTU智能終端對接汽車多參數(shù)采集數(shù)據(jù)源，是進行無線傳輸和數(shù)據(jù)處理的重要部分，為了保證輸入和輸出端口的通用終端，提升4G模塊的標準性是尤為重要的一個環(huán)節(jié)。

1.5 汽車數(shù)據(jù)通信終端DTU技術(shù)參數(shù)

新能源汽車中主要采用內(nèi)置4G通信單元，具有數(shù)據(jù)補發(fā)的功能，且支持高精度定位傳感器，64G存儲。加上體積小巧、安裝便利、適應(yīng)性較高和耗能低等優(yōu)勢，可以滿足汽車的各種功能需求。

1.6 車聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集技術(shù)

現(xiàn)階段使用的車聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集方式主要有OBD終端汽車數(shù)據(jù)采集形式、智能手機APP采集形式、基于車機、后視鏡、行車記錄儀和HUD等智能終端采集形式。其中OBD是在線診斷系統(tǒng)，既可以實現(xiàn)對車輛運行故障的自動檢測，找出故障存在的位置和原因，又可通過OBD接口數(shù)據(jù)采集，實現(xiàn)與CAN總線數(shù)據(jù)和汽車控制器內(nèi)部數(shù)據(jù)的交互，實時獲取整車相關(guān)數(shù)據(jù)，并上傳至云平臺進行大數(shù)據(jù)分析與處理。

2 新能源汽車智能云平臺

2.1 運行監(jiān)測數(shù)據(jù)云存儲

工作原理為，車載智能終端將采集到的信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)狡脚_中，由平臺對傳感器數(shù)據(jù)及其他特征數(shù)據(jù)進行智能處理，將處理結(jié)果同預定的實效數(shù)據(jù)進行對比。如存在不符，系統(tǒng)會自動做出故障報警，并及時找出故障位置和原因，確保車輛行駛安全[2]。

2.2 云平臺數(shù)據(jù)處理的特征

云平臺數(shù)據(jù)處理的特征有以下幾點：可根據(jù)層級不同實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的合理劃分；實現(xiàn)監(jiān)控數(shù)據(jù)的實時呈現(xiàn)，通過不同圖表將數(shù)據(jù)信息直觀地展現(xiàn)在客戶眼前；多樣性監(jiān)控跟蹤模式，及時對車輛實行定位和監(jiān)管，降低意外事故給客戶帶來的傷害，提升救援效率；及時檢查車輛存在的異常狀況，實現(xiàn)報警處理；資料數(shù)據(jù)的備份管理，為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)提供了保障；自動化監(jiān)控和管理，降低了人工成本消耗，提高了工作效率；良好的擴展性，不僅有助于二次開發(fā)，也實現(xiàn)了同第三方信息數(shù)據(jù)的共享。

2.3 處理內(nèi)容

該平臺的主要工作內(nèi)容有實時監(jiān)控、異常處理、車輛動態(tài)、單車跟蹤、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)關(guān)系、報警條件及外部系統(tǒng)接口處理等內(nèi)容。實時監(jiān)控是對車輛運行中的活躍程度進行檢測、分析和查看，確定車輛的位置以及運行軌跡，并將其生成數(shù)據(jù)直觀展現(xiàn)出來。異常處理是對存在異常問題的車輛數(shù)量、指標數(shù)量以及比例情況實行及時的檢測和查看，并予以報警處理。車輛動態(tài)是對異常數(shù)據(jù)進行分析與整合，明確異常占比情況。單車跟蹤可以通過對比，了解單車在固定時間內(nèi)的運行數(shù)據(jù)情況?；A(chǔ)數(shù)據(jù)關(guān)系是對車輛監(jiān)控的數(shù)據(jù)信息進行綁定，如車載終端及通訊用戶號碼等。設(shè)定監(jiān)控報警條件指標，達到指標后實現(xiàn)自動報警。外部系統(tǒng)接口可將主機廠同供應(yīng)商接口實行有效連接，實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的實時傳輸和共享。

2.4 數(shù)據(jù)匯聚分析和決策報警

數(shù)據(jù)匯集分析和決策報警，是將運行和維修歷史數(shù)據(jù)，與不同狀態(tài)下的監(jiān)控和采集數(shù)據(jù)進行融合分析，及時了解智能控制單元評估檢測系統(tǒng)的運行狀態(tài)，并通過對數(shù)據(jù)的挖掘分析，預測故障發(fā)生的可能性。之后利用多傳感器信息融合技術(shù)，實現(xiàn)故障的自動檢測與判斷，并提出合理的維修建議，提高服務(wù)質(zhì)量。

另外，通過對車聯(lián)網(wǎng)海量數(shù)據(jù)的分析和處理，能夠預測和判斷被監(jiān)控系統(tǒng)后續(xù)的運行情況，從而在故障發(fā)生前進行提示報警，主動開展維修工作，提高車輛運行的安全性和可靠性。

再者，利用車載終端UI及手機APP等方式，可以對相關(guān)系統(tǒng)展開實時的監(jiān)測工作，并通過信息反饋和分析找出其中存在的問題參數(shù)進行報警，以實現(xiàn)人機交互，提升故障的檢測和維修效率。

2.5 數(shù)據(jù)開放服務(wù)

通過互聯(lián)網(wǎng)和云計算能力，構(gòu)建完善的實施方案，打造面向各行業(yè)的開放服務(wù)體系。一方面實現(xiàn)了品牌、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用以及維修服務(wù)等產(chǎn)業(yè)鏈的匯聚；另一方面實現(xiàn)了終端、安全及第三方服務(wù)能力等資源的匯聚，提升了系統(tǒng)組合效率和質(zhì)量，實現(xiàn)了虛擬運營商服務(wù)模式的構(gòu)建。

數(shù)據(jù)開放服務(wù)實現(xiàn)了保險產(chǎn)品的個性化定制，可以結(jié)合用戶需求提供針對性的保險服務(wù)體驗。并通過對車聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)的分析，對保險者行車安全予以準確評估，以此降低保險公司賠付成本。

此外，利用互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建開放性的監(jiān)測系統(tǒng)，更好地實現(xiàn)移動互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的傳輸和共享。在該系統(tǒng)中，人們可以結(jié)合車聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的LBS搜索和廣告、地圖、導航及移動O2O等應(yīng)用，實現(xiàn)線上線下有機結(jié)合的商業(yè)娛樂服務(wù)。隨著移動信息化向智能手機的延伸，融合了會員體系、POI運營、支付和一站式租車等服務(wù)，幫助商家實現(xiàn)了移動信息化的轉(zhuǎn)型[3]。

3 結(jié)束語

近年來，新能源汽車的發(fā)展成為我國汽車行業(yè)的主要風向標。通過投入的增加，技術(shù)的不斷拓展，為新能源汽車的發(fā)展和擴大提供了更多幫助，最終為汽車行業(yè)的良好發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。