一種基于T-BOX的電動(dòng)汽車遠(yuǎn)程預(yù)約充電策略

羅浩，王佩，黃振興

（廣州汽車集團(tuán)股份有限公司汽車工程研究院，廣東 廣州 511400）

前言

隨著電動(dòng)汽車相關(guān)核心技術(shù)的提升，電動(dòng)汽車的購置率和使用率在不斷地提高。在牌照搖號(hào)，限行等政策的限制下，電動(dòng)汽車也在逐步成為城市人群代步工具的首要選擇。電動(dòng)汽車作為代步工具，充電是每一位用戶必須面對(duì)的問題，而中國(guó)目前正在推廣實(shí)行按照時(shí)段不同收取不同費(fèi)用的“分時(shí)電價(jià)”收費(fèi)方式。在用電高峰期，電價(jià)往往較高，此時(shí)如果對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行充電則費(fèi)用較高[1-2]。以廣州地區(qū)為例，用電峰谷期的電價(jià)差距達(dá)3倍之多，如果能夠有效利用用電低谷期對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行電能補(bǔ)給，則既能滿足電動(dòng)汽車日常通行的要求，又能最大化地降低使用費(fèi)用。

本文提出一種基于T-BOX的預(yù)約充電策略，用戶可以通過APP預(yù)約設(shè)置充電開始的時(shí)間和結(jié)束的時(shí)間，T-BOX在設(shè)定的時(shí)間段內(nèi)控制整車進(jìn)行充電，從而用戶可以在用電低谷期對(duì)車輛進(jìn)行充電，降低充電成本。

1 預(yù)約充電策略設(shè)計(jì)

基于T-BOX的遠(yuǎn)程預(yù)約充電策略是以T-BOX作為控制中心節(jié)點(diǎn)的一種遠(yuǎn)程控制策略，其控制流程圖如下圖1所示：

1.1 T-BOX設(shè)計(jì)

T-BOX作為遠(yuǎn)程預(yù)約充電策略的中心節(jié)點(diǎn)，承擔(dān)了整個(gè)功能開啟和結(jié)束的“指揮”角色，針對(duì)該策略，T-BOX需要進(jìn)行以下設(shè)計(jì)：

圖1 控制流程圖

（1）T-BOX需要能夠存儲(chǔ)TSP轉(zhuǎn)發(fā)的用戶通過APP設(shè)置的預(yù)約充電開始時(shí)間和預(yù)約充電結(jié)束時(shí)間。該信息需要存儲(chǔ)在T-BOX的非易失性存儲(chǔ)器中，保證斷電數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。

（2）T-BOX內(nèi)部需要配備有時(shí)鐘，從而可以實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)。

（3）T-BOX需要與后臺(tái)具備校時(shí)機(jī)制，保證用戶用APP設(shè)置的時(shí)間與T-BOX內(nèi)部的計(jì)時(shí)時(shí)間為同一時(shí)間。

（4）T-BOX在預(yù)約時(shí)間到時(shí)需要自動(dòng)喚醒并通過CAN報(bào)文發(fā)送啟動(dòng)充電的指令給VCU，用于開啟充電。

（5）T-BOX在預(yù)約時(shí)間結(jié)束時(shí)需要通過CAN報(bào)文發(fā)送停止充電指令給VCU，用于停止充電。

1.2 APP設(shè)計(jì)

APP是遠(yuǎn)程預(yù)約充電策略與用戶的接口，需要給用戶提供一種簡(jiǎn)潔，易懂的設(shè)置界面，具體如圖2所示。

圖2 APP設(shè)置圖

1.3 TSP設(shè)計(jì)

TSP作為APP和TBOX的連接通道需要能夠正確將APP中設(shè)置的信息通過與TBOX協(xié)商的協(xié)議下發(fā)給TBOX。

1.4 VCU設(shè)計(jì)

VCU作為電動(dòng)汽車的整車控制器，需要能夠準(zhǔn)確接收T-BOX外發(fā)的充電啟動(dòng)和充電結(jié)束報(bào)文，并通過報(bào)文及整車狀態(tài)執(zhí)行對(duì)整車的充電開啟及結(jié)束的相關(guān)操作。

2 試驗(yàn)分析

2.1 測(cè)試環(huán)境搭建

圖3 試驗(yàn)拓?fù)鋱D

為驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案，需要預(yù)先配置好車內(nèi)和車外的網(wǎng)絡(luò)，并通過Vspy或CANoe等總線工具監(jiān)控CAN總線報(bào)文，確認(rèn)試驗(yàn)結(jié)果，具體的試驗(yàn)拓?fù)鋱D如圖3所示。

2.2 試驗(yàn)步驟

為驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案，按照以下步驟進(jìn)行試驗(yàn)：

（1）整車停住后下電；

（2）插充電槍；

（3）通過APP設(shè)置預(yù)約充電開始和結(jié)束時(shí)間；

（4）通過Vpsy監(jiān)控T-BOX外發(fā)報(bào)文情況；

（5）觀察整車充電情況。

2.3 試驗(yàn)結(jié)果

按照試驗(yàn)步驟進(jìn)行試驗(yàn)并監(jiān)控相關(guān)的報(bào)文，具體的報(bào)文如下圖4所示：

圖4 報(bào)文圖

如圖4所示，下方為T-BOX外發(fā)的報(bào)文，上方為動(dòng)力電池的SOC值報(bào)文。在未設(shè)置預(yù)約充電時(shí)，T-BOX外發(fā)的報(bào)文為“No booking”，即無預(yù)約的報(bào)文。當(dāng)用APP設(shè)置完預(yù)約充電時(shí)間后，T-BOX外發(fā)的報(bào)文變成“Not started in book mode”，即預(yù)約充電未開始，此時(shí)T-BOX開始進(jìn)行計(jì)時(shí)。當(dāng)預(yù)約充電時(shí)間到時(shí)T-BOX外發(fā)報(bào)文變成“In the time of book mode”即預(yù)約充電時(shí)間到，此時(shí)從上方的動(dòng)力電池SOC的報(bào)文可以看出，VCU收到T-BOX外發(fā)的報(bào)文后正確地執(zhí)行了充電操作，整車處于充電狀態(tài)。當(dāng)充電時(shí)間到時(shí)，T-BOX外發(fā)的報(bào)文變成“End in book mode”，即充電結(jié)束，此時(shí)整車停止充電。

3 結(jié)論

本文提出了一種基于T-BOX的電動(dòng)汽車遠(yuǎn)程預(yù)約充電策略，該策略通過T-BOX將車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)和車外網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，從而實(shí)現(xiàn)用戶可以遠(yuǎn)程設(shè)置在不同的時(shí)間段預(yù)約充電的目的。通過試驗(yàn)結(jié)果表明，該策略能夠在設(shè)置的時(shí)間段內(nèi)正確地執(zhí)行充電的動(dòng)作，滿足用戶遠(yuǎn)程預(yù)約充電的需求。