摘要:混合动力汽车和纯电动汽车技术发展已经较为成熟,处于研发和试生产阶段,车辆未定型之前难免有些技术缺陷,为了提高运营的可靠性并降低风险,研发一套车辆远程监控系统对车辆进行远程监控、状态评估、故障诊断是非常有必要的。
新能源汽车是指使用非常规车用燃料(或使用常规车用燃料但装载新型动力装置),具有新技术、新结构和先进技术原理的汽车。其中纯电动汽车(BEV )、混合动力电动汽车(HEV)和燃料电池电动汽车(FCEV)发展前景最为良好,也是目前国家大力推广的主要新能源车型。
中国汽车技术研究中心汽车工程研究院依托工信部和天津市科委项目“天津市电动汽车规模示范信息化管理平台建设及动力总成控制系统的优化与应用”,开发了新能源汽车监控管理系统。本系统参考国家相关标准:JT/T 794-2011道路运输车辆卫星定位系统车载终端技术要求;JT/T 796-2011道路运输车辆卫星定位系统平台技术要求;JT/T808-2011道路运输车辆卫星定位系统终端通信协议及数据格式;GB/T 19056汽车行驶记录仪。中国汽车技术研究中心汽车工程研究院根据以上国家标准制订了企业标准:新能源实时监控系统功能规范;新能源车辆GPRS通信内容规范;新能源实时监控系统车载终端设计规范;新能源实时监控系统监控管理平台软件设计规范。本文将主要介绍远程监控终端。
1 国内外现状
1.1国外汽车远程监控系统的研究现状
在美国,远程监控系统通过无线网络实时为行车提供各种所需信息,被定义为Telematics,它的大部分应用系统位于网络上,而非汽车内,如通信网络、卫星与广播等。驾驶者可运用无线传输的方式,连接网络传输与接收资讯和服务,也可以下载应用系统或更新软体等,所耗的成本较低,主要功能仍以行车安全与车辆保全为主,其特点如下。
1) GPS导航:透过GPS配合路线资讯,作路况报导与路线指引。
2)汽车防盗:透过卫星定位提供失窃车辆的搜寻与追踪。
3)自动防撞:透过传感器或雷达,感应车与车间安全行驶距离。
4)车况掌握:车辆性能与车况的自动侦测、维修诊断等。
5)个人资讯:收发电子邮件与个人化资讯等。
6)拖车追踪:通过车联网和移动网络联系地面拖车单位。
7)道路援救:行车过程中,假使发生车祸或车辆故障意外,通过按键,自动联系救援。
8)多媒体娱乐:高画质与高音质的视听设备、游戏机、上网机、个人行动资讯中心、随选视讯等。
9)车辆应急预警系统:信息通信技术为智能汽车应用开发提供根据,并提供车辆附近周围的车辆信息和基础设施目标的规定。
在所有的汽车企业中,美国通用公司首先把OnStar-Telematics技术应用于高档轿车领域,它通过无线网络连接服务中心,同时服务中心利用GPS卫星定位系统确定车辆位置,以最快的速度响应车辆的实时要求。同时,随着混合动力汽车的深入研究,国外出现了一些具有故障诊断记录功能的分析系统,例如德国Vector公司开发的工具软件CANoe和CANalyzer等数据采集分析系统,但系统的价格昂贵,一套CANoe系统27万元人民币,同时需要专人随车操作,在混合动力产业化的背景下,系统的通用性受到限制。
1.2国内汽车远程监控系统的研究现状
在国内,早期的车辆监控系统一直停留在GPS卫星导航的层面上,没有出现对车辆状态信息进行分析处理的实时监控系统。由于工信部在2009年6月17日发布的《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》中对于车辆监控系统的规定,现在国内运营的多数电动汽车都安装了相应的远程监控系统,并且取得了一定的成效。中国汽车技术研究中心汽车工程研究院自主研发的新能源汽车远程监控终端,目前多个整车厂家和运营公司的新能源汽车已经安装了本产品,包括纯电动汽车、混合动力公交车等车型。监控管理平台运行状况良好,能够实时显示新能源汽车的位置、故障、状态、基础数据等信息,而且实现了短信报警、数据分析等功能,对新能源车辆的安全运行起到了保障作用,并通过数据分析为新能源汽车的改进提供了依据。
2 实时监控管理系统简介
如图1所示,远程车载终端采集GPS定位信息和新能源汽车数据,通过GPRS网络发送到中心监控管理平台、协同管理平台、个人消费者管理平台。
远程车载终端:车载终端是新能源汽车监控管理系统关键部分,车载终端采集新能源汽车信息并转发到监控管理平台。传感器采集电路以及CAN网关网络对车辆本身运行状态、整车控制器、电池管理系统、电机控制器、新能源其它相关附件信息进行采集,利用铁电和Flash等数据存储技术储存相关信息。利用USB通信、USB HOST结构技术实现车载电子装置和驾驶员之间的信息交换。利用GPS定位技术,实现车载GPS的应用,为车辆的定位和保障提供有效手段。利用GPRS通信技术,实现车载电子装置和实时监控平台中心服务器的数据交换。
监控管理平台包括中心监控管理平台、协同监控管理平台、个人消费者管理平台,下面对3种管理平台进行介绍。
中心监控管理平台:简称中心系统,所有被监控的新能源车辆信息都会录入到中心系统,同时所有车辆的数据也会发送到中心系统。中心系统只有一个,可以监控所有的安装远程终端的新能源车辆。被授以权限的用户可以通过远程访问中心系统,实时察看车辆信息。
协同监控管理平台:简称协同系统,协同系统指客户专用的监控管理平台,可以满足客户自己搭建服务器并在客户本地保留数据的要求。协同系统只能录入本公司或本车厂的车辆信息,不能监控本车厂以外的车辆。可以建立多个协同系统,组成协同系统群,通过网络和中心系统连接。
个人消费者管理平台:又称为个人消费者服务系统,这个系统主要为移动终端客户提供服务,客户可以随时通过移动终端登陆系统察看相关车辆信息。移动终端客户包括手机用户和PAD用户。个人消费者服务系统通过网络和中心系统连接。