浅析新能源汽车热管理远程控制

朱志祥

（江苏敏安电动汽车有限公司南京分公司，江苏 南京 210000）

近期国家对新能源电动汽车大力发展，新能源车辆热管理系统的控制设计对于车辆安全和舒适起到越来越重要的作用。传统燃油车在车辆停止后，动力系统不再需要进行热管理，而新能源汽车在车辆停止时仍需对电池进行热管理，主要防止电池内部出现高温引起车辆起火；或出现低温导致电池无法放电，车辆无法行驶等问题的出现，研究的对象由原来的燃油发动机转变为储能电池。

随着物联网、后台云计算以及数字化智能手机技术的不断发展和普及，使远程热管理控制的设计和应用变得更加容易实现和应用推广，技术门槛不再遥不可攀。

本文主要探讨远程控制方案的具体功能实现思路和实际应用。

1 远程车辆控制权概述

当用户进行手机APP远程控制操作车辆热管理指令时，车载通信终端充当车辆本地主控角色，需要与车辆相应设备进行鉴权操作，以使远程的手机APP得到控车权限，可以远程控制车辆操作，极大方便了车主和被授权手机用户。

此鉴权为车载通信终端与车载网关设备认证行为。当控制指令功能需要车载网关转发时，必须先鉴权 （目的是防止其他非法设备从 CAN总线入侵车辆），通过车载通信终端和网关双方设备鉴权认证之后，车载通信终端才可以接收远程手机热管理指令并向车载网关发送相关消息，车载网关才可以响应车载通信终端的指令。

2 如何获得远程车辆控制权

考虑到热管理实际功能的需求以及车辆控制的安全问题，车辆必须在停止状态时才可批准手机端APP获得远程车辆控制权，在车辆正常行驶时不批准远程车辆控制权。

整个远程车辆控制权获取过程如下。

1）首先手机端APP向车辆发送远程热管理指令，此指令会经过后台云计算机平台 （下文简称后台）发送给车辆，后台检测车载通信终端是否在线，如不在线，则通过短信远程唤醒车载通信终端，车载通信终端通过车辆上的CAN总线发送CAN网络管理报文唤醒车辆，同时向车载网关发起鉴权认证请求。

2）车载通信终端接收到后台发送远程热管理指令后，会以100ms为周期向车辆CAN总线发送数据全0的地址为0x71的报文TBox_IfActiveData发起有效鉴权请求，直到收到车载网关返回的地址为0x73报文中 GW_IfActive信号有效时；如果5个周期未收到车载网关返回，则鉴权失败，停止发送；如果在5个周期内收到车载网关返回则停止发送地址为0x71报文，则继续下一步。

3）车载网关收到车载通信终端的全0数据后，生成8bytes的随机数，同时以100ms为周期通过地址为0x73帧报文回发8bytes的随机数 （发送的随机数需一样），直到收到车载通信终端返回的非全0的TBox_IfActiveData信号；如果5个周期未收到车载通信终端返回，则鉴权失败，停止发送；如果在5个周期内收到非全0的车载通信终端返回则停止发送地址为0x73报文并继续下一步。

4）车载通信终端收到车载网关返回的随机数，通过加密函数产生认证Key，通过地址为0x71报文回发给车载网关，最长等待500ms接收车载网关地址为0x263的报文 （此为周期报文，周期为100ms）的GW_AuthentResult_FailReason信号，返回值为1则鉴权成功 （则后续可以执行热管理指令），否则鉴权失败。

3 手机APP的热管理功能设计

3.1 远程查看车辆电池温度

电池温度是新能源车辆的重要安全指标，因此远程显示电池温度是至关重要的，用户可以实时了解电池温度，可以分等级在APP端显示出来，比如电池温度在20～30℃之间提示为良好温度，在30～40℃之间为中等温度，高于40℃为高温报警，在0～20℃之间为较低温度，在0℃以下为低温报警，如图1所示。

图1 手机APP功能示例图1

当出现电池温度过高时，手机APP可以主动发起报警响声，提醒用户进行车辆维护，检查车辆是否停在较热的环境之中、是否需要转移到其它环境中、是否需要手动起动电池热管理的散热功率等操作。

3.2 远程空调起动

当用户在极高温或极低温天气需要用车时，可以提前开启车内空调，以便上车时有一个舒适的乘车环境。如图2所示。

图2 手机APP功能示例图2

有时在车辆连接充电电源时就可以同时开启空调，这样可以使用外部电源提前让空调工作使车内温度达到设定的温度值，减少行驶后开空调对于电池的功率损耗，可以提高车辆实际使用的行驶里程。

3.3 远程电池热管理

在用户用车前，若电池温度不在最良好的状态，可以手动操作APP提前开启电池加热或降温；也可以通过APP设定电池温度值范围，使电池温度超过限值时自动启动热管理系统工作进行电池温度调节，使之达到良好的温度状态，使用户在刚开始开车时电池就处于一个良好的温度状态，提供最佳的动力性能和安全性能；也可以定时开启此项功能，比如仅在用户需要开车前1h开启、或每天用户上班前1h开启 （比如早晨6:30开启，在7:30用车）。

如在连接外部电源充电时，启动此项功能则又体现出节能的作用，因为在北方地区冬季停车一夜后，电池温度会下降很多，此时提前开启运程电池热管理，给电池加热到良好的温度范围，可以大大提高车辆的行驶里程，提高用户对于车辆的满意度。如图3所示。

图3 手机APP功能示例

4 总结和扩展

综上所述，远程热管理控制的实现，可以有效监控电池的温度，并能实时在用户APP显示和查看，从而有效提高了车辆电池的安全性能，可以极大地降低车辆在高温天气下停放的安全性能，对于防止新能源电动汽车的自燃事故发生有较好的作用。

同时可扩展远程控制汽车软件系统的功能，实现多重警戒智能防盗以及车辆远程监控管理等各种功能，可实现手机远程管理汽车、车辆报警手机提示以及在后台云计算机集中进行车辆监控管理等，极具实用性。

（编辑 凌 波）