一種基于T-BOX的電動汽車遠程預約充電策略

羅浩，王佩，黃振興

（廣州汽車集團股份有限公司汽車工程研究院，廣東 廣州 511400）

前言

隨著電動汽車相關核心技術的提升，電動汽車的購置率和使用率在不斷地提高。在牌照搖號，限行等政策的限制下，電動汽車也在逐步成為城市人群代步工具的首要選擇。電動汽車作為代步工具，充電是每一位用戶必須面對的問題，而中國目前正在推廣實行按照時段不同收取不同費用的“分時電價”收費方式。在用電高峰期，電價往往較高，此時如果對電動汽車進行充電則費用較高[1-2]。以廣州地區為例，用電峰谷期的電價差距達3倍之多，如果能夠有效利用用電低谷期對電動汽車進行電能補給，則既能滿足電動汽車日常通行的要求，又能最大化地降低使用費用。

本文提出一種基于T-BOX的預約充電策略，用戶可以通過APP預約設置充電開始的時間和結束的時間，T-BOX在設定的時間段內控制整車進行充電，從而用戶可以在用電低谷期對車輛進行充電，降低充電成本。

1 預約充電策略設計

基于T-BOX的遠程預約充電策略是以T-BOX作為控制中心節點的一種遠程控制策略，其控制流程圖如下圖1所示：

1.1 T-BOX設計

T-BOX作為遠程預約充電策略的中心節點，承擔了整個功能開啟和結束的“指揮”角色，針對該策略，T-BOX需要進行以下設計：

圖1 控制流程圖

（1）T-BOX需要能夠存儲TSP轉發的用戶通過APP設置的預約充電開始時間和預約充電結束時間。該信息需要存儲在T-BOX的非易失性存儲器中，保證斷電數據不會丟失。

（2）T-BOX內部需要配備有時鐘，從而可以實現計時。

（3）T-BOX需要與后臺具備校時機制，保證用戶用APP設置的時間與T-BOX內部的計時時間為同一時間。

（4）T-BOX在預約時間到時需要自動喚醒并通過CAN報文發送啟動充電的指令給VCU，用于開啟充電。

（5）T-BOX在預約時間結束時需要通過CAN報文發送停止充電指令給VCU，用于停止充電。

1.2 APP設計

APP是遠程預約充電策略與用戶的接口，需要給用戶提供一種簡潔，易懂的設置界面，具體如圖2所示。

圖2 APP設置圖

1.3 TSP設計

TSP作為APP和TBOX的連接通道需要能夠正確將APP中設置的信息通過與TBOX協商的協議下發給TBOX。

1.4 VCU設計

VCU作為電動汽車的整車控制器，需要能夠準確接收T-BOX外發的充電啟動和充電結束報文，并通過報文及整車狀態執行對整車的充電開啟及結束的相關操作。

2 試驗分析

2.1 測試環境搭建

圖3 試驗拓撲圖

為驗證設計方案，需要預先配置好車內和車外的網絡，并通過Vspy或CANoe等總線工具監控CAN總線報文，確認試驗結果，具體的試驗拓撲圖如圖3所示。

2.2 試驗步驟

為驗證設計方案，按照以下步驟進行試驗：

（1）整車停住后下電；

（2）插充電槍；

（3）通過APP設置預約充電開始和結束時間；

（4）通過Vpsy監控T-BOX外發報文情況；

（5）觀察整車充電情況。

2.3 試驗結果

按照試驗步驟進行試驗并監控相關的報文，具體的報文如下圖4所示：

圖4 報文圖

如圖4所示，下方為T-BOX外發的報文，上方為動力電池的SOC值報文。在未設置預約充電時，T-BOX外發的報文為“No booking”，即無預約的報文。當用APP設置完預約充電時間后，T-BOX外發的報文變成“Not started in book mode”，即預約充電未開始，此時T-BOX開始進行計時。當預約充電時間到時T-BOX外發報文變成“In the time of book mode”即預約充電時間到，此時從上方的動力電池SOC的報文可以看出，VCU收到T-BOX外發的報文后正確地執行了充電操作，整車處于充電狀態。當充電時間到時，T-BOX外發的報文變成“End in book mode”，即充電結束，此時整車停止充電。

3 結論

本文提出了一種基于T-BOX的電動汽車遠程預約充電策略，該策略通過T-BOX將車內網絡和車外網絡進行連接，從而實現用戶可以遠程設置在不同的時間段預約充電的目的。通過試驗結果表明，該策略能夠在設置的時間段內正確地執行充電的動作，滿足用戶遠程預約充電的需求。