面向共享電動(dòng)汽車的遠(yuǎn)程控制方案設(shè)計(jì)

陳欣蕾 陳長(zhǎng)健 馮俊 鄭舒懿 韋崠

關(guān)鍵詞：共享電動(dòng)汽車;遠(yuǎn)程控制;限速;禁止上電

0 引言

近年來(lái)隨著新能源汽車的急速發(fā)展，以及“共享經(jīng)濟(jì)”概念的快速普及，新能源汽車作為一種新興產(chǎn)業(yè)進(jìn)入人們視野。共享汽車是一種創(chuàng)新型的服務(wù)類產(chǎn)品，也是個(gè)體交通方式的革命。其憑借環(huán)保、便捷、省錢和資源共享等特點(diǎn)，迅速吸引了大量年輕消費(fèi)者，也具備了強(qiáng)大的發(fā)展?jié)摿1]。共享汽車不僅能有效緩解消費(fèi)者臨時(shí)用車需求、城市交通擁堵和停車?yán)щy等問(wèn)題，也有利于社會(huì)多樣化發(fā)展。

但隨著共享電動(dòng)汽車汽車的投放使用，運(yùn)營(yíng)商的運(yùn)維難度也隨之增大，車輛難管理、用戶惡意租借不退還以及二次惡意轉(zhuǎn)租等問(wèn)題層出不窮，嚴(yán)重困擾著運(yùn)營(yíng)商。而本文提出的面向共享電動(dòng)汽車的遠(yuǎn)程控制策略就在一定程度上解決該問(wèn)題，提升運(yùn)營(yíng)商的運(yùn)維效率，在確保車輛行駛安全前提下，保障運(yùn)營(yíng)商對(duì)車輛的控制。

1 現(xiàn)有方案簡(jiǎn)介

如今市面上的共享電動(dòng)汽車普遍具備整車控制器、車載終端，并能將整車數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái)以進(jìn)行監(jiān)控及國(guó)家備案。而整車控制器作為電動(dòng)汽車的大腦，協(xié)調(diào)控制車內(nèi)其他控制單元例如車身控制器、電機(jī)控制器、充電機(jī)及電池管理系統(tǒng)等，并且能實(shí)時(shí)監(jiān)控整車運(yùn)行狀態(tài)及響應(yīng)駕駛員需求，實(shí)現(xiàn)整車的驅(qū)動(dòng)控制、能量回收和故障診斷等功能。

目前整車控制器可通過(guò)車載CAN 網(wǎng)絡(luò)將整車數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送至車載終端，最終車載終端通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)流傳輸至遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái)，達(dá)到遠(yuǎn)程監(jiān)控、應(yīng)急指揮和車輛定位的目的（圖1）。但該技術(shù)有一定的局限性。

（1）數(shù)據(jù)僅有整車控制器向遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái)單向傳輸，僅實(shí)現(xiàn)整車狀態(tài)監(jiān)控，未實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

（2）目前較為常見(jiàn)的遠(yuǎn)程控制技術(shù)多僅限于實(shí)現(xiàn)門鎖、車窗、空調(diào)等輔助系統(tǒng)的控制，尚未對(duì)整車實(shí)現(xiàn)安全、可靠的遠(yuǎn)程限速、禁止上高壓等驅(qū)動(dòng)控制。

2 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

2.1 方案概述

本文介紹的一種基于共享電動(dòng)汽車的遠(yuǎn)程控制策略，當(dāng)運(yùn)營(yíng)商檢測(cè)到車輛逾期未還或異常使用時(shí)，在合規(guī)前提下，可以通過(guò)前端界面在遠(yuǎn)程控制云平臺(tái)對(duì)車輛進(jìn)行遠(yuǎn)程控制[2]。在平臺(tái)界面下搜索車輛代碼，可以下發(fā)“限速”或“禁止上電”指令。車內(nèi)終端實(shí)時(shí)接收到遠(yuǎn)控指令后存儲(chǔ)至內(nèi)存中記憶指令，并向平臺(tái)反饋“下發(fā)成功”。待終端檢測(cè)到車輛處于充電狀態(tài)時(shí)，再將遠(yuǎn)程“限速”或“禁止上電”指令下發(fā)給整車控制器。

完成充電后，使用人打鑰匙上電時(shí)，整車控制器則根據(jù)接收到的遠(yuǎn)程指令，進(jìn)入限速模式或禁止上高壓模式，并將執(zhí)行結(jié)果反饋終端。車載終端再根據(jù)整車狀態(tài)及整車控制器反饋的執(zhí)行結(jié)果，經(jīng)算法整合后，將最終執(zhí)行結(jié)果反饋至平臺(tái)界面。平臺(tái)工程師可通過(guò)界面，監(jiān)控遠(yuǎn)程控制指令是否成功下發(fā)并執(zhí)行。這不但可以實(shí)現(xiàn)在車輛絕對(duì)安全前提下執(zhí)行限速、禁止上電的操作，還可以避免出現(xiàn)在行駛過(guò)程中接收遠(yuǎn)程指令，造成突然限速或下電的危險(xiǎn)情況。

2.2 系統(tǒng)組成與作用

本方案主要由整車控制器、車載終端和遠(yuǎn)程控制云平臺(tái)組成（圖2）。各部分功能作用如下。

（1）整車控制器是汽車的核心控制部件，相當(dāng)于整車的大腦。作為汽車指揮控制中心，整車控制器主要包含以下功能：驅(qū)動(dòng)力矩控制、制動(dòng)能量的優(yōu)化控制、整車能量管理、CAN 網(wǎng)絡(luò)通信和車輛狀態(tài)監(jiān)控等，它起著控制車輛運(yùn)行的作用。

（2）車載終端是基于國(guó)標(biāo)要求，可對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控的控制器。它具備數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)傳輸和收發(fā)遠(yuǎn)程控制指令的功能，是車輛與外部平臺(tái)進(jìn)行交互的重要轉(zhuǎn)發(fā)部件。車載終端存在一定存儲(chǔ)能力，當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸發(fā)生異常而導(dǎo)致延遲發(fā)送時(shí)，當(dāng)鏈路恢復(fù)穩(wěn)定后，車載終端會(huì)與云端平臺(tái)重新連接，將未發(fā)送的報(bào)文數(shù)據(jù)補(bǔ)發(fā)，避免數(shù)據(jù)丟失。

（3）遠(yuǎn)程控制云平臺(tái)是介于前端界面和車載終端之間的云端平臺(tái)，用于接收前端輸入的控制指令，并通過(guò)特定算法得出相應(yīng)參數(shù)，最終將數(shù)據(jù)發(fā)送給車載終端。

2.3 系統(tǒng)工作原理

與常見(jiàn)的遠(yuǎn)程控制方案相比，本方案在每個(gè)控制節(jié)點(diǎn)均增加了狀態(tài)反饋，便于前端界面的顯示及監(jiān)管。并且“限速”或“禁止上高壓”指令下發(fā)，不會(huì)第一時(shí)間生效，而是在充電后再次起動(dòng)時(shí)生效，確保了車輛的行車安全。具體工作原理如下（圖3）。

（1）工程師確認(rèn)共享電動(dòng)車處于逾期或則違規(guī)行駛狀態(tài)時(shí)，可通過(guò)身份權(quán)限認(rèn)證后，登錄前端界面，輸入該車輛的對(duì)應(yīng)唯一車架號(hào);點(diǎn)擊界面“限速”或者“禁止上電”按鍵，指令將上傳至遠(yuǎn)程控制云平臺(tái)。

（2）云平臺(tái)立即下發(fā)給車輛車載終端。車載終端檢測(cè)車輛狀態(tài)，若車輛處于正常行駛狀態(tài)則將指令存儲(chǔ)至內(nèi)存中記憶。

（3）當(dāng)用戶將車輛拿去充電，車載終端檢測(cè)到車輛正在充電則將信號(hào)通過(guò)CAN 總線發(fā)送給整車控制器，整車控制器進(jìn)入相應(yīng)的“限速”或“禁止上電模式”。待充電完成時(shí)，車輛將被限速10 km/h 或者無(wú)法上高壓。確保在安全的環(huán)境下，后臺(tái)已成功將車輛控制。

（4）當(dāng)運(yùn)維人員抵達(dá)車輛位置或用戶已正常付費(fèi)，則運(yùn)營(yíng)工程師僅需要在前端界面下發(fā)“取消限速”或“取消禁止上高壓”指令至遠(yuǎn)程控制云平臺(tái)，云端立即下發(fā)指令至車載終端，車載終端通過(guò)CAN 信號(hào)立即發(fā)送給整車控制器。再次起動(dòng)后，車輛將恢復(fù)正常行駛狀態(tài)。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)了一種面向共享電動(dòng)汽車的遠(yuǎn)程控制方案。該系統(tǒng)通過(guò)前端輸入的控制指令下發(fā)車載終端，在車輛處于靜止充電時(shí)才下發(fā)車輛，確保了整個(gè)系統(tǒng)的安全可靠。各個(gè)節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)反饋也能便于后臺(tái)監(jiān)控。運(yùn)營(yíng)商在該系統(tǒng)下管理共享汽車可以提升運(yùn)維效率，確保車輛運(yùn)行安全。該方案的使用有助于共享汽車的推廣，給各大運(yùn)營(yíng)商后臺(tái)管控提供便利。