新能源汽车分时租赁车端远程控制技术实现方案

马如斌，张友焕，尹 颖

Ma Rubin，Zhang Youhuan，Yin Ying

（北京新能源汽车股份有限公司，北京 102606）

新能源汽车分时租赁车端远程控制技术实现方案

马如斌，张友焕，尹 颖

Ma Rubin，Zhang Youhuan，Yin Ying

（北京新能源汽车股份有限公司，北京 102606）

通过对新能源汽车分时租赁应用的需求分析，结合已有车载电子控制技术及远程无线通信技术，提出了一种可用于分时租赁车辆的远程认证、控制门禁系统的解决方案，初步实现了用户注册、取车、运行、还车等一套控制流程，为新能源车分时租赁整体方案的应用提出了一种切实的正向解决方案。

分时租赁；新能源；控制系统

1 背景介绍

1.1 分时租赁发展背景

汽车共享是一种满足居民短途用车需求的创新型交通模式[1]。分时租赁模式由 Zipcar公司于1999年在美国马萨诸塞州剑桥市诞生。进入21世纪后，“分时租车”的理念和操作方法正在以强劲的势头重建汽车使用新行规。随着我国对外的石油依存度逐年增加，能源问题已成为发展新能源汽车的重要出发点。根据国家战略需求，国务院于2012年6月发布《节能与新能源汽车产业发展规划（2012—2020年）》，明确了我国新能源汽车产业发展以“纯电驱动”为我国汽车工业转型的主要战略取向的技术路线和阶段目标。加快推进电动汽车分时租赁示范应用，重点在科技园区、校园等区域，推动建设电动汽车分时租赁网络，构建城市多层次公共交通体系。纯电动汽车分时租赁不同于传统车的租赁业务，无论是从纯电动汽车推广还是从国家的环境保护的角度上来讲，纯电动汽车分时租赁都比传统车租赁业务有着更为深远的意义。

首先，电动汽车的租赁业务可以通过电动车以租代售的形式让使用者用更低的费用亲自接触电动车，对其有一个深入的了解；其次，可以借此解除使用者对纯电动车续航里程的恐慌，有利于电动车的推广与宣传；最后，随着分时租赁电动车的推广，会产生大量的电动车使用数据，为未来的电动车发展提供强大的技术研发数据支持。

为此，将电动汽车和汽车租赁业务有效地结合，通过物联网式的灵活租赁模式，在克服目前成熟电动汽车单价较高得不到普及的基础之上，真正地将电动汽车放到用户身边，让其真正融入到城市交通环境并被社会大众所接纳，充分发挥物联网和电动汽车的自身优势。发展电动汽车分时租赁共享，不但可以推动产业升级，提高自主创新能力，还能产生可观的社会经济与环境效益。

1.2 分时租赁技术路线

为结合分时租赁的业务需求，提升电动汽车使用的安全性，实现电动汽车能够随时、随地、便捷地租还，提出电动汽车分时租赁需求的解决方案。通过二维码识别、指纹识别等技术的探索与研究，实现相应的安全防盗技术和动力防盗安全技术。通过开发整套的相应软硬件产品并装车应用，进行整车启动管理，保障车辆安全，最终达成适用于电动汽车分时租赁的车载终端开发和整车应用方案。

基于分时租赁示范的功能需求，考虑到传统车载终端已经无法满足分时租赁过程中的汽车端各项功能，如任意时间、地点网上租车；在线查询车辆位置、剩余电量和历史驾驶记录；远程开启充电、远程开启空调、远程开启电池加热、寻车、远程车身解锁和远程动力防盗解锁等。除了提供富有科技感和时尚感的车载信息娱乐服务体验，还将进行充电桩、充电站信息记录，电动车行驶能耗分析等特色信息展示，优化驾驶感受。整合电动汽车整车信息，在智能终端上实现车辆信息的上传与远程控制，确保信息的实时性与有效性，为用户带来舒适便捷的高科技乘驾体验的同时，也便于服务人员进行运营管理、数据监控、故障诊断与预知和维修服务与保养等。

2 分时租赁车端远程控制技术实现方案

新能源车辆分时租赁车端远程控制系统主要由分时智能远程终端（T-BOX）、车身控制器、一体化集成式智能车载导航终端、智能终端APP和数据平台等几部分组成。

系统功能结构如图1所示。

图1 系统功能结构图

分时智能远程终端（T-BOX）的作用是整车通信终端，内置3G/4G、WIFI等模块，车身控制器、一体化集成式智能车载导航终端等关键零部件均可通过T-BOX接入互联网。智能车载导航终端内置GPS、WIFI等模块，通过连接T-BOX创建的WIFI热点接入互联网和分时租赁平台，为用户提供影音娱乐、智能导航、车辆信息查询和互联网信息咨询等服务。车身控制模块通过CAN总线与T-BOX模块相连，并通过其接入数据平台，主要实现车辆关键数据的定期上传、用户远程控制指令执行和安全认证启动管理等相关工作。智能终端APP可连接至分时租赁平台，用户身份验证通过后可以在线进行约车、还车，并且可以实时对租赁车辆进行远程控制、信息查询等工作。数据平台负责与车辆通信收集车辆关键数据信息，为其他服务（如分时租赁）提供车辆数据接口，这也是对车辆进行远程控制的接口。

3 分时租赁车端控制系统功能方案及控制流程设计

3.1 车身中央控制单元功能开发方案

车身中央控制单元（Body Control Module，BCM）基于传统车辆基础功能模块即包括自动大灯系统、自动雨刮控制、车窗升降控制、车身防盗安全提醒、远程启动功能、发动机防盗锁止功能（Immobilization，IMMO）、Boot loader和CAN LIN网关等的基础上开发分时租赁车端控制系统的核心控制单元，增加了远程开闭锁、识别钥匙

/码和远程寻车等功能，保证车辆安全，完善了车身防盗功能。

3.2 智能信息娱乐系统中控大屏功能开发方案

智能信息娱乐中控大屏系统（Entertainment Head Unit，EHU）在基础功能模块：收音机、USB数据接口、音频/视频/图片等搜索/播放、手机充电、车载蓝牙和空调控制功能的基础上增加了实时导航功能包括导航地图、导航引擎、实时路况、违章提醒、路径计算、智能规划导航路径和充电桩信息查找显示；车内音频设备控制包括高音、中音、低音设置，声道平衡，随速音量自动调节；手机互联包括安卓/iOS系统；分时租赁消息推送；语音控制等模块、能量流小计能耗、历史能耗、车辆故障报警、车辆保养提醒、节能环保等级、一键紧急呼叫和车联网账户登陆，充分满足分时租赁用户人机界面（Human Machine Interface，HMI）交互需求。

3.3 车载信息终端及后台功能开发方案

车载信息终端（T-BOX）在实时数据采集电池状态、整车状态、GPS信息、报警数据、补发数据和手机APP等远程查询数据及其他车辆状态信息的变化事件的基础上增加CAN总线接口，以满足对其他终端的实时控制，并通过通讯模块传送到监控平台，并可以根据故障发生的严重等级，自动变更上传频率，上传频率满足 0.1～10 Hz，以监控租赁车辆的实时运行情况。

3.4 分时租赁测试手机APP功能方案

分时租赁测试手机APP安装在用户手机中，测试版为安卓系统，实现了程序自检、在线升级、账号密码登录、车辆信息展示（SOC、电芯温度、充电状态、空调状态、电池预加热状态和电池充满剩余时间）、车辆控制信息（显示车辆空调、充电、电池加热的状态以及预约指令有无状态、取车、还车状态、整车租赁模式运行状态等）。

3.5 分时租赁中取、还车的认证流程

为满足分时租赁控制流程，在整车模式中特殊设定了2种模式和2种控制状态。

工厂模式：车辆状态与常规车辆相同，在此模式下不能进行“租赁中”与“非租赁”状态切换。租赁公司模式：车辆为租赁运营的常规模式，可按照设定策略进行“租赁中”与“非租赁”状态切换。

租赁中状态：在租赁公司模式下，在客户租赁的使用周期内车辆状态与常规车辆相同，包括钥匙解闭锁、车辆启动等操作。非租赁状态：车辆处于待租状态，客户需要执行APP租赁流程才可以取得车辆的使用权。

图2 用户取车认证及解锁流程

图3 用户还车及认证流程

通过下线设备或诊断仪进行设置，采用UDS协议完成，VCU（Vehicle Control Unit，整车控制器）、T-Box、BCM需要设置工厂模式及租赁公司模式这 2种状态，工厂模式和租赁公司模式可以使用诊断设备进行切换，由工厂模式切换到租赁公司模式时默认为租赁中状态，待外界条件满足后，由后台设置为非租赁状态。

图2和图3是为满足分时租赁对车端控制操作开发的取、还车及认证流程，证明各组件的设计方案可满足租赁模式的运行和切换。

4 总 结

经过分时智能远程终端、车身控制器、一体化集成式智能车载导航终端、智能终端APP及数据平台的开发，并在一台实车上进行了验证，最终完成了定义的用户取车和还车操作，所有既定流程可以顺利进行，整体方案满足分时租赁对车端远程控制的需求。

[1]汪明泉. 纯电动汽车共享推广可行性研究[J]. 交通与运输（学术版），2013（H07）：145-147.

[2]邬文达. 汽车共享模式研究及其在中国发展的市场分析[D].广州：中山大学，2010.

[3]Cepolina E M, Farina A. A Methodology for Planning a New Urban Car Sharing System with Fully Automated Personal Vehicles. European Transport Research Review, 2014, 6 (2): 191-204.

U471.2

：ADOI：10.14175/j.issn.1002-4581.2017.01.001

1002-4581（2017）01-0001-04

2016− 07− 25

北京市科技计划资助项目（D151100002615001）。