车联网在电动汽车上的应用

张 翔

（东软集团股份有限公司战略咨询服务部，上海 201203）

目前，电动汽车技术的不成熟，导致其产品的可靠性和安全性都不如传统的燃油汽车高。近年来，在我国的新能源汽车示范运营活动中，杭州、上海、深圳等城市都出现了电动汽车的安全事故。因此通过无线通信网络，对电动汽车的运行参数进行监控管理，是在目前技术水平下，提高电动汽车安全性的一个切实可行的途径，而车联网是目前最好的可利用资源。

1 车联网在国内外的发展

车联网主要为汽车提供通信和信息服务功能，在此基础上，为驾驶员提供紧急救援协助、实时安全检测、被盗车辆定位等功能。汽车行驶中出现故障时，车联网通过无线通信连接服务中心，进行远程车辆诊断，车载诊断系统OBD记录汽车主要部件的状态，并随时为维修人员提供准确的故障位置和原因。通过终端机屏幕接收信息，并查看交通地图、路况介绍、交通信息、安全与治安服务以及娱乐信息服务等。

1.1 车联网在国内外的应用

在国外，1997年通用汽车公司在凯迪拉克轿车上安装了全球第一台车联网系统安吉星 （OnStar），随后福特、丰田、本田、现代、奔驰、宝马等汽车制造商相继推出安装车联网系统的汽车。目前在美国、欧洲、日本和韩国等汽车发达国家，车联网行业经过多次淘汰与重组，已经形成了一个成熟的产业。

在国内，中国的车联网产业才刚刚起步。2009年3月，丰田汽车公司的雷克萨斯RX350轿车登陆中国市场，开始装备了G-Book车联网系统。2009年12月，上海通用汽车公司开始向凯迪拉克车主提供安吉星车联网服务。2010年4月，上海汽车公司的自主品牌荣威350轿车上市，配备了InkaNet车联网系统。2011年开始，中国众多自主品牌汽车制造商相继推出或者发布了华泰TIVI、一汽D-Partner、长安汽车Incall和吉利G-NetLink等车联网系统。

中国市场上销售的主要车联网产品有通用汽车的安吉星、丰田汽车的G-Book和上海汽车的InkaNet，其它产品销量较少或者没有大规模上市。它们的功能各有特色:其中安吉星的主要功能是安防和导航，G-Book的主要功能是通过语音命令在后台话务员的帮助下实现导航，InkaNet/iVoka的主要功能是提供语音控制的导航和信息资讯服务。目前大部分车联网产品都有呼叫中心和导航功能。

表1为中国市场的一些车联网产品的功能比较。

表1 中国市场车联网产品的功能比较

目前，市场上销量最大的前装车联网产品是安吉星。安吉星在全球已经拥有600万的用户，在中国有45万用户，占有80%以上的中国市场份额。它可以提供碰撞自动求助、紧急救援协助、安全气囊爆开自动求助、车况检测报告、车载信息手机应用、实时按需检测、爱心援助路人、被盗车辆定位、远程车门应急开启、车停位置提示、路边救援协助、全音控免提电话、兴趣点向导、全程音控领航、目的地设置协助等服务功能。

1.2 车联网在国内的收费标准

目前大部分中国车联网收费标准不明确，各个城市情况都不一样。由于车联网上市时间短，目前基本采取购车后1～2年内的免费使用政策，今后的收费政策还未出台，中国车联网收费标准参考数据见表2。只有安吉星明确地提出了针对一年服务的5种收费套餐，价格为480～1580元。同时针对这5种套餐，又分别设计了1～3年套餐，共计11种套餐（见表3）。

2 车联网在电动汽车上的应用

在国外，已经有公司开展利用车联网来监控管理电动汽车的运行参数、提高安全性、优化电动汽车能量使用效率的应用。

2.1 安吉星的电动汽车应用功能

Volt沃蓝达是通用汽车公司开发的一款增程型电动车，2010年12月在美国上市。2011年11月21日广州车展上，沃蓝达增程型电动车正式在中国上市，售价49.8万元。沃蓝达以全进口形式引入中国，全国8个城市13家雪佛兰经销商店取得首批授权。中国成为继美国本土之后，全球最早导入这款搭载车型的市场之一。

沃蓝达在纯电动模式下最高可行驶80 km，增程模式下的续航总里程达570 km，0—100 km/h加速约9 s、最高车速160 km/h，并获得NHTSA美国国家高速公路交通安全管理局五星安全评级，关键组件可享受6年/15万公里超长质保。2011年通用汽车公司共销售了7671辆沃蓝达，其中四分之一的汽车销往美国加州。2012年前5个月沃蓝达已经售出了7000多辆，其中5月份销量达到1680辆。2011年美国国家交通安全管理局对雪佛兰沃蓝达进行了碰撞测试，测试之后被撞测试车被停放到停车场，曾两次出现意外着火事故，这一事故影响了沃蓝达的销量。

为了保证沃蓝达的安全行驶，安吉星开发了REMOTELINKTM手机应用程序 （图1），可以在iPhone、安卓和黑莓手机上运行,安吉星也即将在国内推出专为沃蓝达设计的手机应用功能。REMOTELINKTM手机应用程序除了集成之前已经为大家耳熟能详的远程车门上锁/解锁、远程起动、车位提示等应用，还将向车主显示电池电量、电动续航里程、充电开始 （完成）时间、电压、充电状态等一系列包含电池信息的车况数据；沃蓝达的车主还将可以通过手机浏览充电模式 （立即充电模式、基于出发时间和费率充电模式、基于出发时间充电模式），甚至通过手机一键启动充电。

它提供如下控制功能:①开始为沃蓝达充电（Startcharging yourVolt）； ②改变充电模式（Change your charge modes）； ③上锁/解锁车门（Lock/unlock your doors）； ④远程起动沃蓝达（Start your Volt remotely）； ⑤导航 （Search for destinations and send Turn–by–Turn directions to your Volt）； ⑥专业顾问服务 （Contact a dedicated Volt advisor）；⑦实时显示续驶里程 （See your real-time electric range）；⑧通过短消息和邮件设置充电报警（Set charge alerts via both text and email）； ⑨检查当前的电池剩余电量 （Check on current battery charge level）；⑩检查当前的剩余燃料 （Check on current fuel level）；⑪显示最近的图形化的燃油效率 （View your latest fuel efficiency figures）； ⑫显示实时胎压信息 （View real-time tire pressure information）； ⑬管理账号 （Access account information）。

2.2 日产聆风电动汽车的ICT车联网

2010年12月，日产聆风电动汽车开始在日本和美国销售，至今全球销量已经超过2.2万辆，其中在日本销售10310辆，在北美销售9788辆。聆风电动汽车前置前驱，交流发电机的功率为80kW，扭矩输出280 Nm，最高时速可达145 km/h，巡航里程可达175 km。2011年7月，在美国国家公路交通安全管理局 （NHTSA）的新车碰撞测试 （NCAP）中，日产纯电动车聆风获得了整体安全五星评级，并荣获公路安全保险协会授予的顶级安全奖 （Top Safety Pick）。2011年11月，日产汽车公司向武汉市交付了首批15辆纯电动汽车日产聆风，参加电动汽车示范项目。另外，聆风未来会在广州花都新工厂进行国产化。

2010年11月1日，日产发布了用于电动汽车的ICT系统 （Information and Communication Technology system，信息和通信技术系统）。ICT系统被搭载到聆风电动汽车上，在日本、美国和欧洲销售。它为电动汽车的驾驶带来了便利、舒适和安全，也为低碳社会记录了大量的电动汽车运行数据。

聆风电动汽车的车主可以借助ICT系统，从日产CARWINGS数据中心获得优化电动汽车驾驶经验的数据和信息。CARWINGS是日产的车联网系统，它通过TCU模块 （Telematics Communication Unit，车联网通信模块 ）帮助车载导航系统与后台数据中心进行通信，从而获得语音导航、安防、上网和娱乐等功能，ICT系统在CARWINGS的网络平台上，增加了电动汽车特有的功能，例如电动汽车的行驶记录、电池状态、遥控电池充电、车内气候控制，ICT系统可以通过智能手机和电脑登录专用的网站，管理电动汽车的能量使用。日产ICT+CARWINGS车联网通信系统如图2所示。

2.2.1 电动汽车的在线服务 （驾驶过程中）

1）在地图上显示可以到达的目的地功能（“Expected reachable area map display” function）:通过点击屏幕，可以检查出聆风电动汽车可以到达的最远距离，如图3所示。

2）充电站位置更新功能 （“Charging spot update”function）:自动更新数据，显示最近的充电站位置，如图4所示。

3）充电计时器功能 （“Timer charging”function）:可以按照设置的理想时间对电动汽车充电，例如夜晚充电，电价很便宜，如图5所示。

2.2.2 电动汽车的离线服务 （驾驶前和驾驶后）

1）遥控功能 （Remote control function）: 包括检查电池的充电状态、控制电池充电，估计完成充电的时间、显示续驶里程、维护电池和故障诊断。

2）车内气候遥控功能 （Remote climate control function）:在进入汽车之前，遥控开启空调系统，使车内保持舒适的温度。

3）耗电仿真功能 （Electricity rate simulation function）:每次驾驶结束后，显示预测的消耗电量的费用，同时显示驾驶电动汽车减少的CO2的预测排放量。

4）节能车主排名功能 （“Ranking” function）:全球的日产聆风电动汽车的车主可以通过耗电量、驾驶距离、再生制动能量回收等指标的比较，列出节能车主排名。

5） 路径规划功能 （“Route planner” function）:根据电动汽车的续驶里程和附近的充电站位置，建立一个出行路线计划，如图6所示。

在征求聆风电动汽车车主同意后，日产CARWINGS数据中心会保存全球车主们的驾驶、充电和耗电量等历史数据。分析这些数据，可以计算出驾驶电动汽车，减少了多少CO2排放量，使用了多少清洁能源。日产ICT项目也是横浜市智慧城市项目的一部分，它为建立可持续的零排放社会做出了贡献。

2.3 Better Place公司的Oscar电动汽车车联网

Better Place公司是一家成立于2007年、总部在美国的公司，其主要业务是开发电动汽车充 （换）电相关技术及服务体系，并投资电动汽车发展所需基础设施。Better Place公司的主要投资者包括:以色列控股集团公司、汇丰银行和摩根士丹利等。2008年，Better Place公司与雷诺日产汽车公司签订合作协议，在以色列建立全球第一个可快换电池的电动汽车充电站网络 （Electric Recharge Grid Operator，简称ERGO)模型，Better Place公司负责建造充电站，雷诺公司负责提供价格与汽油机车接近的电动汽车。

到目前为止，Better Place公司已在北美、欧洲、以色列、日本和澳大利亚等地，与电池制造商、电力公用事业公司和政府建立了广泛的合作关系，并且建立了示范运营充电站。Better Place公司在以色列的上千个充电桩和几十个电池快换站组成了充电网络。

Better Place公司正与中国的汽车制造商、公用事业公司、地方政府和科研机构等多方讨论发展合作关系。2010年4月的北京国际车展上，Better Place公司与奇瑞共同宣布就电动汽车技术合作达成协议。2011年3月16日，Better Place公司董事长与南方电网集团公司董事长共同在广州签署了战略合作框架协议。2011年12月，Better Place公司在广州建成了中国首个电动汽车充换电站体验中心。

为了保证电动汽车和充电站的安全工作，Better Place公司开发了基于智能手机的Oscar应用程序（图7），Oscar通过手机与电动汽车的互联，可以帮助车主了解电动汽车的充电状态，随时联系客户中心 （Customer Care）。具体功能包括:①查看电动汽车电池的充电状态；②通过点击手机屏幕，访问客户中心；③使用充电预测器 （charge estimator）预测电池充满电的时间和进度；④查看电池管理系统的预热和预冷功能是否开启，用于控制电池的温度。

Better Place公司的Oscar车联网系统是一个基于车载设备、网站和手机应用的全面车联网平台，用户可以访问Better Place公司的全球网络，获得智能导航、个人能量管理、准确的续驶里程预测服务，这些都是Better Place会员可以得到的标准服务。Oscar基于车载设备的应用如图8所示。

3 结论

车联网技术在美国、日本和欧洲已经形成一个成熟的产业。在中国，车联网发展十分迅速。2011年汽车行业同比增长2.5%，而车联网增长率达到50%。2012年4月，国务院正式发布 《节能与新能源汽车产业发展规划 （2012～2020年）》， 确定到2015年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量力争达到50万辆，到2020年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达200万辆，累计产销量超过500万辆的战略目标。随着中国电动汽车战略的实施，中国的电动汽车车联网产业将会呈现巨大的发展机会。

[1]张 翔.汽车信息娱乐系统的发展趋势[J].汽车电器，2012，（7）: 5-8.

[2]张 翔.智能汽车及车联网市场研究[J].AI汽车制造业-汽车及零部件， 2012，（6）: 54-57.

[3]Zhang Xiang.Prospects of New Energy Vehicles for China Market[C/CD]//IET HEVC 2008 PROCEEDINGS.UK: 2008.

[4]张 翔，杨建中，孙 伯，等.纯电动乘用车的进展[J].汽车工程师， 2009， （4）: 20-25.