純電動(dòng)汽車遠(yuǎn)程鎖車系統(tǒng)設(shè)計(jì)

王慶燦，田建國(guó)，翁福建，王昆，田鵬

（聊城中通輕型客車有限公司，山東 聊城 252000）

前言

隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，越來(lái)越多的新能源汽車進(jìn)入市場(chǎng)，汽車租賃成為一個(gè)熱門話題，但隨之而來(lái)的是租賃汽車的安全可控問(wèn)題[1-2]。由于法規(guī)要求，新能源汽車基本都安裝有遠(yuǎn)程監(jiān)控終端[3]，這為遠(yuǎn)程鎖車提供了條件，配合新能源汽車的整車控制器即可實(shí)現(xiàn)車輛的遠(yuǎn)程鎖定。本文針對(duì)純電動(dòng)新能源汽車遠(yuǎn)程鎖車的技術(shù)原理、實(shí)現(xiàn)過(guò)程提出了一種設(shè)計(jì)方案，無(wú)須額外增加硬件，只需現(xiàn)有硬件增加相應(yīng)軟件程序支持即可，目前已應(yīng)用于市場(chǎng)車輛，可幫助車輛運(yùn)營(yíng)廠商進(jìn)行車隊(duì)安全管理，提高風(fēng)險(xiǎn)把控度。

為保證遠(yuǎn)程鎖車及解鎖功能正常，避免誤鎖車，本文所述遠(yuǎn)程鎖車系統(tǒng)要求保持遠(yuǎn)程監(jiān)控終端與遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)及VCU數(shù)據(jù)通信正常。

1 遠(yuǎn)程鎖車功能原理

遠(yuǎn)程鎖車系統(tǒng)由整車控制器（VCU）、車載遠(yuǎn)程監(jiān)控終端（T-Box）、車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)、儀表共同組成，主要實(shí)現(xiàn)方式為遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)發(fā)送鎖車指令至遠(yuǎn)程監(jiān)控終端，終端接收到指令后發(fā)送請(qǐng)求至整車控制器，整車控制器執(zhí)行車輛限速或禁止行車指令，并緩存鎖車原因，儀表顯示車輛被鎖信息用來(lái)提醒用戶。相應(yīng)地，當(dāng)遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)發(fā)出解鎖指令時(shí)，執(zhí)行對(duì)應(yīng)的解鎖流程。

當(dāng)遠(yuǎn)程終端被拆除時(shí)會(huì)導(dǎo)致上電握手校驗(yàn)失敗，VCU緩存校驗(yàn)失敗信息，并在下次上電時(shí)進(jìn)行二次校驗(yàn)，若校驗(yàn)仍不通過(guò)則執(zhí)行鎖車動(dòng)作，限制車速。非平臺(tái)命令導(dǎo)致的鎖車在下次握手校驗(yàn)通過(guò)時(shí)自動(dòng)解鎖。為避免誤鎖車，應(yīng)保持T-Box與VCU的可靠連接。

2 遠(yuǎn)程鎖車設(shè)計(jì)方案

2.1 鎖車系統(tǒng)各部件主要工作

（1）遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)。遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺(tái)是鎖車系統(tǒng)地起始環(huán)節(jié)，平臺(tái)前端需要增加鎖車指令按鈕、鎖車密碼輸入框，后端需要實(shí)現(xiàn)對(duì)鎖車密碼的判斷、鎖車功能的首次激活、指定車輛鎖車指令的遠(yuǎn)程下發(fā)、車輛鎖車執(zhí)行結(jié)果的顯示等[4]。

（2）遠(yuǎn)程監(jiān)控終端。遠(yuǎn)程監(jiān)控終端作為平臺(tái)與整車控制器間地中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)，將整車數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)，并接收遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)的相關(guān)指令[5]。在本系統(tǒng)中主要負(fù)責(zé)接收平臺(tái)的鎖車指令，并發(fā)送相應(yīng)報(bào)文至整車控制器。

（3）整車控制器。整車控制器負(fù)責(zé)控制整車動(dòng)力分配、輸入輸出信號(hào)處理、CAN通信、故障處理等工作[6]，是鎖車系統(tǒng)的具體執(zhí)行環(huán)節(jié)，也是最重要的環(huán)節(jié)。整車控制器收到遠(yuǎn)程監(jiān)控終端的指令后，在車輛處于停止?fàn)顟B(tài)或車輛下電時(shí)，根據(jù)鎖車策略，執(zhí)行鎖車動(dòng)作。

（4）儀表。儀表作為顯示環(huán)節(jié)，主要負(fù)責(zé)為用戶顯示鎖車信息，提示用戶車輛已被鎖定，及時(shí)聯(lián)系相關(guān)負(fù)責(zé)人進(jìn)行處理。

2.2 遠(yuǎn)程鎖車流程

（1）鎖車功能激活。車輛正常下線默認(rèn)不開(kāi)啟鎖車功能，要激活或激活后關(guān)閉鎖車功能，需在遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)輸入密碼，密碼驗(yàn)證通過(guò)后，遠(yuǎn)程終端向VCU發(fā)送激活鎖車功能請(qǐng)求及固定密鑰，密鑰驗(yàn)證通過(guò)后，VCU激活鎖車功能[7]。功能激活步驟如圖1所示。

圖1 鎖車功能激活/關(guān)閉

（2）握手校驗(yàn)。如圖2所示，車輛每次上ON檔電時(shí)，都要進(jìn)行握手校驗(yàn)。上電后2s內(nèi)VCU隨機(jī)生成一個(gè)校驗(yàn)seed，并與固定密鑰組合后發(fā)送至T-Box，T-Box在3s內(nèi)使用MD5算法計(jì)算出密鑰（Key）并回復(fù)給VCU，同時(shí)VCU也使用MD5算法計(jì)算密鑰[8]，并與T-Box的返回結(jié)果進(jìn)行比較，若一致則校驗(yàn)通過(guò)。由于標(biāo)準(zhǔn)MD5值為32位16進(jìn)制數(shù)（16字節(jié)），而CAN報(bào)文數(shù)據(jù)域長(zhǎng)度為8個(gè)字節(jié)，因此可使用MD5值的低8字節(jié)或高8字節(jié)當(dāng)作Key值來(lái)校驗(yàn)。

（3）鎖車。當(dāng)運(yùn)營(yíng)商有鎖車需求時(shí)，可在遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)發(fā)出鎖車指令，并指定要限制的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速設(shè)置較低時(shí)，車輛無(wú)法行駛。T-Box收到指令后發(fā)送鎖車數(shù)據(jù)至VCU，VCU收到鎖車信息后，立即進(jìn)行握手校驗(yàn)，若校驗(yàn)通過(guò)，則執(zhí)行鎖車命令[9-12]。為保證安全，若在車輛行駛時(shí)收到鎖車限制轉(zhuǎn)速為0指令，則在車輛停止，車速為0后再執(zhí)行鎖車動(dòng)作，避免車輛行駛過(guò)程中突然停止給客戶造成恐慌或產(chǎn)生其他事故，此控制邏輯由VCU處理。

圖2 握手校驗(yàn)

（4）解鎖。當(dāng)VCU收到解鎖指令時(shí)，立即進(jìn)行握手校驗(yàn)，若校驗(yàn)通過(guò)則執(zhí)行解鎖流程。為保證解鎖成功，應(yīng)保持終端與平臺(tái)、終端與VCU的正常通信。

（5）儀表顯示。車輛被鎖定時(shí)，儀表應(yīng)顯示鎖車信息，如：“車輛已鎖定，車速受限！”。

3 結(jié)束語(yǔ)

遠(yuǎn)程鎖車作為一項(xiàng)可選功能，可為車輛租賃、車隊(duì)管理、車輛防盜提供便利，隨機(jī)生成的校驗(yàn)種子、不可逆運(yùn)算的MD5算法密鑰極大程度上增加了鎖車的安全性。