國內新能源汽車監控平臺概況

何 平

（南昌市工業技術研究院，江西 南昌 330006）

國內新能源汽車監控平臺概況

何 平

（南昌市工業技術研究院，江西 南昌 330006）

隨著我國國民經濟的高速增長，中國汽車工業近幾年得到了快速發展，但在國家能源緊張和環境保護等多重壓力下，新能源汽車無疑將成為未來汽車的發展方向。本文介紹國內幾個典型新能源汽車監控管理平臺總體架構和主要功能，以期為同業機構進行相關技術研發提供參考。

新能源汽車；監控管理平臺；總體結構；主要功能

科技部、財政部、工信部和發改委等四部委，聯合發布新能源汽車示范推廣“安全令”［1］，其中強調要對示范運行的新能源汽車進行安全監控，特別是加強對動力電池和燃料電池工作狀態的監控。

隨著我國國民經濟高速增長，中國汽車工業近幾年得到了快速發展，但在國家能源緊張和環境保護等多重壓力下，新能源汽車無疑將成為未來汽車的發展方向[2]。十二五期間（2011-2015年），新能源汽車行業已經進入產業化階段，十三五期間（2016-2020年），我國進一步普及新能源汽車，多能源混合動力車、插電式電動轎車、氫燃料電池轎車逐步進入政府部門、企事業單位和普通家庭。

新能源汽車作為即將大規模工業化并進入交通運輸領域的創新產品，首先要解決的是其質量和安全問題，特別是在汽車的電池、電機以及電控系統方面，民族汽車企業還亟待提高完善［3-4］。本文主要介紹國內幾個典型的新能源汽車監控管理平臺［5-7］。

1 北京九州迅達科技有限公司

公司“新能源汽車智能監控管理平臺”綜合了車聯網、GPS（Global Positioning System，全球定位系統）、GIS（Geographic Information System，地理信息系統）、互聯網以及GPRS/3G等移動通訊技術，采用分布式結構，由中心系統和協同監控系統組成。平臺的網絡拓撲以中心系統為核心，采用SOA構架（Service-Oriented Architecture，面向服務的架構），實現與協同監控系統及車載終端的對接。其中，中心系統和協同監控系統均采用（C+B）/S模式構建；車載終端經GPRS/3G通訊網關接入Internet，實現與平臺的數據交互。北京九州迅達科技有限公司的中心系統、協同監控系統、車載終端的主要功能如下。

1.1 中心系統主要功能

實現與協同監控系統的數據交互以及與車載終端的通信。①實現對車輛、駕駛員、車載終端、SIM卡的管理；②通過車載終端感知車輛的位置、車況、駕駛員疲勞駕駛程度等信息，對車輛運行安全進行實時監控；③結合GIS系統，實現對車輛的實時跟蹤或歷史回放。

1.2 協同監控系統主要功能

協同監控系統是中心系統的協同應用，提供給車輛生產單位、運營單位、相關政府主管部門使用。其功能與中心系統類似，主要實現相關單位對車輛使用過程中各類數據的分布式監控和協同管理，包括：①基礎信息管理；②車輛監控管理；③統計分析；④數據交換管理；⑤系統管理；⑥電子地圖；⑦語音視頻。

1.3 車載終端主要功能

車載終端包括車載終端硬件設備及嵌入式系統，主要具備以下功能：①通過移動通信運營商提供的GPRS/3G網關與中心系統進行數據交互；②感知并向平臺匯報各類車輛信息（車速、方向、定位、水溫、剎車數據等）；③執行平臺下發的監管指令（定時定長追蹤、拍照、語音通告等）；④車輛運行安全預警（異常車況、疲勞駕駛等）。

2 南通鴻鵠信息技術有限公司

2.1 新能源汽車安全監控預警系統

新能源汽車安全監控預警系統旨在通過安裝在新能源汽車上采集終端，從而實時采集新能源汽車上的各種運行數據信息，通過分析采集到的大量數據信息，給出運行、維護提醒等信息。平臺總體架構分成采集端、系統管理平臺、數據中心。

采集端主要通過CAN總線（Controller Area Net?work，控制器局域網絡）協議收集新能源汽車的信息以及GPS定位信息，再通過GPRS網絡發送到系統管理平臺，保存到數據中心。

系統管理平臺為自行開發的B/S（Browser/Server，瀏覽器/服務器模式）架構的系統軟件平臺，用來接受采集端發送的信息，并可通過互聯網或內部網絡查詢新能源汽車的動態信息，監控管理可通過PC或者手機實現。數據中心用于實現數據存儲，數據存儲可以使用現有的數據庫或開源數據庫。

新能源汽車安全監控預警系統的主要功能有兩點。①實時車輛監控：在任何時刻，都可以通過平臺系統查詢車輛的運行狀況、位置等信息。②實時電池監控：對電池模塊容量、總電流、充電次數、充電狀態等信息進行管理，以便維持動力電池的壽命、充放電效率，出現問題實時報警。

2.2 GPS車輛管理系統

GPS車輛管理系統可實時監控車輛位置信息，追溯出行線路，統計分析行車時間、里程等信息；超速報警、疲勞駕駛報警、停車不熄火報警、偏離線路報警、區域越界報警、非工作時間報警等強大的報警功能，可為使用者節約車輛運營成本。系統還具備運單管理功能、運單二維碼查詢功能。

2.3 充電樁監控系統

充電樁監控系統用于實時監控充電樁的工作狀態、工作電壓、工作電流，并為用戶提供查詢、預約、計費等服務，可以和新能源汽車安全監控預警系統交互通信。

3 武漢電動汽車技術開發有限公司

3.1 新能源車輛電機監控安全預警系統

動態實時顯示電機轉速、電機溫度，準確記錄電機轉速信息。在不同時間點、不同環境下記錄電機轉速信息，判斷是否有轉速異常，保證電機在安全轉速下運行。在每一個人為的關鍵節點進行數據記錄及系統化的分析應用，方便技術人員遠程查詢分析電機故障信息。

3.2 新能源車輛電流查詢分析系統

通過對電流值的監測、分析，漏電流值顯示、預警、報警，保證用戶車輛安全，保證電池正常使用，延長電池的使用壽命，及時的數據提示功能，方面使用者對電池的維護及保養。

3.3 新能源車輛電壓查詢分析系統

通過精準地記錄車輛電壓各項指標信息、車輛電壓值的變化，確認是否需要及時充電，提出欠壓預警，分析系統以圖表樣式呈現，便于維護人員分析電壓信息、遠程維檢車輛。經系統擴展，可通過GIS提示車輛使用者充電站位置指示，保證在電壓預警前及時充電，保證車輛正常行駛。

3.4 新能源車輛電機溫度查詢分析系統

實時、詳細記錄電機溫度信息，進行信息實時反饋及預警，以圖表形式展現，便于技術人員查詢分析電機信息。電機溫度超標時，會有及時的電機降溫處理提醒，保證使用者的安全，保證車輛穩定運行。對電機溫度異常記錄進行異常點分析，可為用戶提供解決方案。

3.5 新能源車輛電機轉速查詢分析系統

在不同時間點、不同環境下記錄電機轉速信息，判斷是否有轉速異常，保證電機在安全轉速下運行。在每一個人為的關鍵節點進行數據記錄、系統化的分析應用，方便技術人員遠程查詢分析電機故障信息。

3.6 新能源車輛充電習慣查詢分析系統

記錄不同駕駛者使用車輛時的充電開始時間、結束時間、充電地點，充電時車輛電池的電流、電壓、電池信息，完成充電時車輛電池的電流、電壓、電池信息，充電時功率、電池剩余電量、車輛已行駛公里數、待充電時可行駛公里數。對應數據的記錄及不同時間點的數據查詢服務業務，為用戶提出關于充電時間點和充電地點的建議，保證車輛正常運行，電池安全使用。

3.7 新能源車輛出行習慣查詢分析系統

記錄車輛行駛線路圖、常行駛路線、行駛半徑、行駛區域范圍，車輛行駛開始時間、結束時間。通過對行駛軌跡的分析，設定不同關鍵點，進行線路優化及線路推薦，保證使用者安全，便捷出行。推薦行駛路線，避免道路擁堵，保證出行最優化。

3.8 新能源車輛電動能耗查詢分析系統

通過對車輛電流數值、功率、能耗、里程、電壓數值、車輛運行時長、充電功率、每公里能耗記錄進行能耗運算，保證車輛能耗最優。通過能耗異常相關信息，判斷車輛是否存在安全隱患，保證使用者的安全及車輛行駛的安全，及時顯示預警信息，便于車輛隱患排查。

3.9 新能源車輛圖表查詢分析系統

對車輛各項目設定查詢功能生成各式圖樣，如對車輛電流、車輛電壓、車輛SOC、車輛電機轉速、車輛電機溫度、車輛行駛時車速、車輛已行駛里程、車輛行運及停止時電池溫度進行參數查詢分析，用直觀、全面的圖標為管理人員提供決策參考和分析依據。

4 武漢英泰斯特電子技術有限公司

公司“新能源車輛數據記錄及遠程監控系統”由車載終端、遠程管理服務平臺組成。車載終端通過CAN總線實時獲取控制器的內部數據和故障狀態，同時采集電池組及發動機等部件的工作電壓、電流，結合GPS傳感器獲取定位信息和行駛車速，將這些數據同步存儲在本地SD卡（Secure Digital Memory Card，安全數碼卡）中，并將數據通過GPRS/3G無線網絡發送到遠程管理服務平臺。用戶通過能連接到internet網絡的計算機可對車輛數據進行監控和分析。

新能源車輛數據記錄及遠程監控系統有以下幾點特性：①CAN總線數據解析與記錄；②對電機故障、電池故障、充電器故障進行監測與記錄；③記錄充電次數，統計單次充電行駛里程；④充電、行駛、停放3種狀態均可監控；⑤報表統計與自動生成功能；⑥工況數據分析功能，主要用于時域曲線、頻次分析、二維/三維柱狀圖分析、Map圖分析、最值統計、異常數據去除等；⑦實時定位功能，以街道地圖和航拍地圖顯示車輛具體位置；⑧歷史軌跡回放功能；⑨提供手機客戶端軟件隨時隨地監控車輛服務。

5 英飛凌科技（中國）有限公司

公司“新能源汽車遠程監控與數據服務系統”主要由車載終端單元、GPRS無線網絡、Internet網絡、數據中心和若干監控點組成。車載終端單元安裝在汽車上，總線數據采集存儲模塊需要采集車輛CAN網絡的數據，并將其進行必要的篩選、運算和打包處理，然后通過RS232發送給GPRS無線通信模塊，并根據車輛的故障等級，按不同存儲速率將其關鍵部件的狀態信息寫入SD卡存儲；GPS接收機需要采集GPS衛星定位數據，經過數據拆包得到車輛的經度、緯度、速度、方向和時間等有效信息。這些數據通過GPRS無線通信模塊發送到無線通信網上。

網絡運營商根據相應的協議在車載終端單元和接入Internet網的數據中心建立一條支持TCP/IP的數據通道，把來自車載終端單元的數據通過Internet網絡傳送給數據中心。數據中心的服務器接收來自IP數據網中的數據，并將數據進行分類后實時保存到數據庫文件中；在接收到各監控點的數據傳輸請求后，根據請求類型，按TCP/IP協議將所需數據通過Internet網絡傳遞到各監控中心。服務站內的監控服務器開啟監控后將向數據中心服務器不斷請求數據傳輸，收到數據后將形象直觀地顯示車輛的位置和狀態信息，并及時進行故障診斷和分級預警提示系統的工作。

該系統實現車輛運行的實時監控，為車輛的故障診斷、二次開發和維護提供了數據支持，為整車能量優化提供了強大的數據平臺。其主要功能包括：①實時遠程監測車輛運行參數；②生成運行數據記錄文件；③設置分級報警機制、提高車輛安全性；④對車輛進行故障診斷、提高車輛可維護性；⑤通過對所記錄數據的分析，為后續開發提供數據支持；⑥對車輛進行全球定位，為管理者提供管理依據。

該系統構建了新能源汽車—充電站—后臺數據處理與優化控制的物理信息融合系統，實現了系統的故障遠程診斷與分級處理，多信息交互等功能。系統已在上海、唐山和襄樊等地得到實車運行，運行效果驗證了系統的穩定性、可擴展性和可維護性。

［1］關于開展節能與新能源汽車示范推廣試點工作的通知［R］.財政部，2009.

［2］國務院辦公廳.大氣污染防治行動計劃［Z］.2013.

［3］國家發展和改革委員會.新能源汽車生產準入管理規則［Z］.2007.

［4］工信部.汽車與新能源汽車產業發展規劃（2011-2020）［Z］.2012.

［5］中國汽車技術研究中心，日產（中國）投資有限公司，東風汽車有限公司.中國新能源汽車產業發展報告（2017）［R］.2017.

［6］國務院發展研究中心產業經濟研究部，中國汽車工程學會，大眾汽車集團（中國）.中國汽車產業發展報告（2012）［R］.2012.

［7］節能與新能源汽車技術路線圖戰略咨詢委員會，中國汽車工程學會.節能與新能源汽車技術路線圖［M］.北京：機械工業出版社，2016.

Overview of Domestic New EnergyVehicle Monitoring Platform

He Ping
（Nanchang Institute of Industrial Technology，Nanchang Jiangxi 330006）

Along with the rapid growth of the national economy,China's automobile industry has been rapid?ly developed in recent years.Under the multiple pressures,such as national energy tension and environmen?tal protection,newenergy vehicles will undoubtedly become the future development direction.This paper in?troduced the overall architecture and main functions of several typical newenergy vehicle monitoring and management platforms in China,and provided reference value for the research and development of relevant technologies for the other organizations.

newenergy vehicle；monitoring management platform；overall structure；main function

F426.471

A

1003-5168（2017）12-0080-03

2017-11-03

何平（1963-），女，本科，高級工程師，研究方向：新能源汽車監控平臺管理工作。