新能源汽车远程监测系统及平台开发文献综述
2020-05-01 08:49:28
1.目的及意义
从第一次工业革命开始,汽车行业始终是所有大国最重视的几个行业之一。它不仅代表着一个国家的工业水平高低,也是国家经济发展不得不重视的支柱行业。随着我国经济发展的势头越来越快,各个行业都在迅速朝着世界顶尖水平发展,尤其是汽车行业。2018年1月11日,中国汽车工业协会正式对外发布了2017全年度汽车市场的各项数据,全年汽车产销2901.5万辆和2887.9万辆,并连续第九年蝉联全球汽车产销第一[1]。毫无疑问,中国已成为全球最大的汽车市场。
汽车产业是国民经济的重要支柱产业,在国民经济和社会发展中发挥着重要作用。随着我国经济持续快速发展和城镇化进程加速推进,今后较长一段时期汽车需求量仍将保持增长势头,由此带来的能源紧张和环境污染问题将更加突出。为应对日益突出的燃油供求矛盾和环境污染问题,世界主要汽车生产国纷纷加快部署,将发展新能源汽车作为国家战略,加快推进技术研发和产业化,同时大力发展和推广应用汽车节能技术。加快培育和发展节能汽车与新能源汽车,既是有效缓解能源和环境压力,推动汽车产业可持续发展的紧迫任务,也是加快汽车产业转型升级、培育新的经济增长点和国际竞争优势的战略举措[2]。
由于国家对新能源汽车的大力支持,不少企业纷纷响应国家号召,或自主或合资开始了自主新能源汽车的研发,而国家对新能源汽车的高额补贴背后,不少企业妄图用不达标车辆骗补。2016年《新能源汽车蓝皮书》显示[3],部分新能源产品的推广应用车型与《道路机动车辆生产企业及产品公告》(以下简称《公告》)参数不一致,部分企业产品性能虚标,部分电池生产厂家的电池组数“缺斤少两”,个别车辆甚至缺失电池。但部分车辆少装电池仍然可以按照《公告》信息获得中央和地方财政补贴。2016年9月8日,财政部曝光了苏州吉姆西客车制造有限公司等5家新能源汽车生产企业意图骗补国家财政补贴超10亿元[4],个别企业已被取消整车生产资质。因此,为新能源汽车开发一套远程监测系统以及平台显得十分必要。
汽车工业发达的美国、欧洲、亚太地区等均推出了用于汽车远程监控的产品或服务。虽然远程监控已经在工业控制、电力系统、远程医疗、智能建筑、交通及农业生产中均有成熟应用,但对新能源汽车远程监控方面的文献介绍或产品却并不多见。从搜集的资料来看,欧美国家比较流行使用智能手持设备控制汽车[5],而国内对于监控中心式的研究则比较多,有的也初步具有了产业化能力。
北美由于交通网络发达、地域广阔、居民人口相对稀少,其汽车监测平台产业的发展,以强调安全与防御功能为主,尤其重视车辆远程诊断项目,最终将异常情况以及配件更换时间等息通知到相关人员。美国通用公司就将智能手机远程控制汽车的功能集成于OnStar系统之中,以安全性与强调保全、内容与LBS信息及导航系统三项为主要的服务提供内容,在其2011年新款汽车上得到了应用且很受用户欢迎,用户只需在其手机上安装APP就可以实现车门、胎压和电池充电状态等的远程监控,甚至还可以远程发动汽车[6]。
在欧洲,存在道路复杂、狭窄等问题,欧洲消费者对于位置服务有着浓厚的兴趣;因此,位置信息和汽车导航是其服务的主要内容。德国博世集团的子公司ETAS和IVA等企业生产的一套远程监控系统售价约为70万欧元[7],且德国几乎所有的厂商都拥有这套系统,可见其经济效益也甚为可观。它借助GSM与Comand系统提供各种服务。通过有效地运用GPS卫星的定位数据,Comand系统实现了“dynamic auto pilot navigation”服务,并且综合了GSM终端机、车内视听系统、Car PC的娱乐系统和通讯系统。无论是互联网上的新闻、股票、天气等信息,还是公司、家里的电脑上的资料,都可以通过车内GSM终端机实现。
亚太地区以日本和中国为代表,其发展模式与欧美不同,道路交通实时信息系统,是重点发展的内容。日本的城市人口密集度高,市中心的交通非常繁忙,以及路况很复杂,是其发展的主要原因。1995年,VICS于日本建立,1996年投入使用;目前,被认为是世界上最成功的路况信息提供系统[8]。所谓VICS,是对驾驶员所需的路况信息进行系统地收集、处理、编辑,并通过光信标、电波信标、FM广播等通信广播媒体把这些数字信息提供给车载设备的系统。通过提供实时的道路交通信息给驾驶员,协助其进行分散交通流、路径选择,从而实现交通畅通和安全的目的。在日本,日产的 2009 年新款电动汽车原型车EV-11能实现与iPhone远程连接[9],轻松实现对充电和汽车空调的实时监控。从这些典型的应用可以看出,将汽车与智能设备无线互联,进而实现远程监控是未来发展的重要方向之一。
从搜集到的文献资料来看,国内高校、企业等对新能源汽车的远程监控研究比较多,也取得了一定的成果,有的还推出了产品并成功应用于新能源汽车上[10]。例如,北京交通大学等单位于2004年完成并试运行了公交电动汽车智能管理系统[11];天津大学于 2004年开发了用于电动汽车远程监控的管理系统并成功试运营[12];安凯汽车公司在2010年设计完成远程监控系统的终端,能将大客车各项参数采集并无线传输至远程数据库[13];江苏电力公司在2010年成功开发的远程监控系统,能够实现对电动汽车、充(换)电站的远程监控[14]。从这些案例的介绍来看,采用基于GPRS的网络做数据无线传输是它们的共同特点。此外,中国航天某公司、上海汽车集团及武汉英泰斯特等国内公司[15],在2009年至2011年间先后发布过各自的远程监控系统产品,其官方均宣称具有不少成功应用案例。尤其值得注意的是,上汽等单位开发的新能源汽车远程监控系统成功应用于2010年的上海世博会。据介绍,该系统能实现远程双向通信和无人值守,配备在了2012年推出的荣威E50电动轿车上[16]。
综上所述,目前阶段我国已经推向市场的新能源车辆远程监控系统的主流是基于 GSM/GPRS(CDMA)/GPS技术特征架构的系统[17],单从应用角度来说,已经完全进入了实用化运行阶段,并且功能、性能也在不断完善之中。但不可否认,在系统实时性、可靠性等核心技术方面与国外相关产品仍存在不小差距[18]。