一种基于T-BOX的电动汽车远程预约充电策略

2021-05-26罗浩王佩黄振兴

汽车实用技术 2021年9期

罗浩，王佩，黄振兴

（广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院，广东广州 511400）

前言

随着电动汽车相关核心技术的提升，电动汽车的购置率和使用率在不断地提高。在牌照摇号，限行等政策的限制下，电动汽车也在逐步成为城市人群代步工具的首要选择。电动汽车作为代步工具，充电是每一位用户必须面对的问题，而中国目前正在推广实行按照时段不同收取不同费用的“分时电价”收费方式。在用电高峰期，电价往往较高，此时如果对电动汽车进行充电则费用较高[1-2]。以广州地区为例，用电峰谷期的电价差距达3倍之多，如果能够有效利用用电低谷期对电动汽车进行电能补给，则既能满足电动汽车日常通行的要求，又能最大化地降低使用费用。

本文提出一种基于T-BOX的预约充电策略，用户可以通过APP预约设置充电开始的时间和结束的时间，T-BOX在设定的时间段内控制整车进行充电，从而用户可以在用电低谷期对车辆进行充电，降低充电成本。

1 预约充电策略设计

基于T-BOX的远程预约充电策略是以T-BOX作为控制中心节点的一种远程控制策略，其控制流程图如下图1所示：

1.1 T-BOX设计

T-BOX作为远程预约充电策略的中心节点，承担了整个功能开启和结束的“指挥”角色，针对该策略，T-BOX需要进行以下设计：

图1 控制流程图

（1）T-BOX需要能够存储TSP转发的用户通过APP设置的预约充电开始时间和预约充电结束时间。该信息需要存储在T-BOX的非易失性存储器中，保证断电数据不会丢失。

（2）T-BOX内部需要配备有时钟，从而可以实现计时。

（3）T-BOX需要与后台具备校时机制，保证用户用APP设置的时间与T-BOX内部的计时时间为同一时间。

（4）T-BOX在预约时间到时需要自动唤醒并通过CAN报文发送启动充电的指令给VCU，用于开启充电。

（5）T-BOX在预约时间结束时需要通过CAN报文发送停止充电指令给VCU，用于停止充电。

1.2 APP设计

APP是远程预约充电策略与用户的接口，需要给用户提供一种简洁，易懂的设置界面，具体如图2所示。

图2 APP设置图

1.3 TSP设计

TSP作为APP和TBOX的连接通道需要能够正确将APP中设置的信息通过与TBOX协商的协议下发给TBOX。

1.4 VCU设计

VCU作为电动汽车的整车控制器，需要能够准确接收T-BOX外发的充电启动和充电结束报文，并通过报文及整车状态执行对整车的充电开启及结束的相关操作。

2 试验分析

2.1 测试环境搭建

图3 试验拓扑图

为验证设计方案，需要预先配置好车内和车外的网络，并通过Vspy或CANoe等总线工具监控CAN总线报文，确认试验结果，具体的试验拓扑图如图3所示。

2.2 试验步骤

为验证设计方案，按照以下步骤进行试验：

（1）整车停住后下电；

（2）插充电枪；

（3）通过APP设置预约充电开始和结束时间；

（4）通过Vpsy监控T-BOX外发报文情况；

（5）观察整车充电情况。

2.3 试验结果

按照试验步骤进行试验并监控相关的报文，具体的报文如下图4所示：

图4 报文图

如图4所示，下方为T-BOX外发的报文，上方为动力电池的SOC值报文。在未设置预约充电时，T-BOX外发的报文为“No booking”，即无预约的报文。当用APP设置完预约充电时间后，T-BOX外发的报文变成“Not started in book mode”，即预约充电未开始，此时T-BOX开始进行计时。当预约充电时间到时T-BOX外发报文变成“In the time of book mode”即预约充电时间到，此时从上方的动力电池SOC的报文可以看出，VCU收到T-BOX外发的报文后正确地执行了充电操作，整车处于充电状态。当充电时间到时，T-BOX外发的报文变成“End in book mode”，即充电结束，此时整车停止充电。