一種用于純電動汽車全租用系統的制作方法

專利名稱：一種用于純電動汽車全租用系統的制作方法
技術領域：
本發明屬于純電動汽車技術領域，具體涉及一種用于純電動汽車全租用系統，在 我國交通能源戰略轉型的特殊時期，利用先進通信技術，彌補電池瓶頸帶來的汽車工業的 發展困惑，旨在推廣應用純電動汽車，解除用戶的后顧之憂，屬于交通運輸工具領域。
背景技術：
純電動汽車具有運行成本低、零排放、噪音低、能充分利用波谷電等優點，可以滿 足用戶上班代步、外出辦事、休閑娛樂等出行基本需求，深受廣大購車用戶期待。但是純電 動汽車成功推廣應用必須解決用戶還存在顧慮①動力電池成本較高，超出用戶承受能力， 與常規車價格相比，沒有優勢可言；②續駛里程短，隨時可能因能量耗盡而停車，這是用戶 最大的擔憂；③電池充電時間較長，正常充電下，充滿電池需8小時，快速充電雖能實現30 分鐘充滿80%左右，但可能嚴重影響動力電池的壽命，導致使用成本增加；④充電不便捷， 當前純電動汽車使用的充電樁、充電站基礎設施沒有全面鋪開，可能有的地方是“有車無 電”，即使有充電設施，隨時充電也為用戶帶來麻煩；⑤產品可靠性未得到大規模驗證，產品 質量和性能有待不斷改善提升。為緩解純電動汽車大規模產業化前期的問題，在電池瓶頸 突破之前，必須通過創新的運營模式來彌補純電動汽車在技術和成本等帶來的不足，解除 用戶的后顧之憂。目前，純電動汽車推廣困難，不論是整車購置或裸車銷售電池租賃都存在一定難 處，整車購置成本太高，用戶難以接受，電池租賃需要考慮電池連接可靠性，更換便利性，不 同規格電池通用性，經常更換電池容易引起連接不可靠，引發事故難斷定是車的責任還是 電池責任；由于各廠家電池型號不同，缺乏統一標準；電池管理系統的方式也不同，需連同 電池管理系統一同更換；現階段動力電池重量幾百公斤，又是高壓設備，需要專業人員和設 備進行更換；對于緊湊的而空間十分有限的小型車來說，布置十分困難；更換電池，對風道 密封提出了更高要求，熱管理也需要特別考慮，在技術上帶來了不小難度，至今還沒有成熟 的技術方案得到廣泛應用。因此，這里發明一種可用于純電動汽車租賃的通信系統，用于車 輛與運營商通信服務。

發明內容
本發明針對現有功能的缺失，發明了一種純電動汽車全租用系統，提供一種思路 應對純電動汽車推廣困難，目的是消除用戶對純電動汽車使用的后顧之憂，推動純電動汽 車商業化應用。通過該系統的應用，擬解決如下問題①純電動汽車因電池成本高而導致的整車購置成本高的問題，運營公司的運營商 可通過多方籌資，多種渠道融資，聚集資本，解決資金問題，用戶無需購買車輛，只以租車的 方式用車，用車時通過全租用系統為用戶服務；②純電動汽車續駛里程短問題，作為市內和城鄉結合部等人口密集地區出行代步 工具，在純電動汽車基本性能滿足的情況下(如100km)，如果續駛里程不夠，在全租用系統的友好提示下可以途中換車，用戶沒有后顧之憂；③避免經常性換電池麻煩，更換時間較長，且容易出現各種難以預料的問題，經常 更換電池可能導致連接處不可靠，事故責任不易判定，電池快換方式對于小型純電動汽車 來說有空間上的難度，技術上也更復雜，全租用系統提供一種簡單易行的解決辦法；④用戶無需考慮電池壽命問題帶來的電池成本問題，運營商可通過與電池企業協 議，由電池企業提供相應的服務，更好的維護電池，通過全租用系統全程監控電池狀態，將 電池管理到最好的程度，避免電池快充加速老化，更換后的電池也利于集中處理；⑤充電時間長問題，運營公司可提供專業維護充電，延長電池壽命，用戶無需等 待，快捷換車，來去匆匆無需久留。提供多種方式充電，用戶也可以在方便之處自行充電，作 環保使者，不失高貴典雅身份；⑥用戶無需自費維修保養，由運營商負責可提高安全性，通過車載GPS定位終端， 隨時跟蹤車輛狀態，對存在安全隱患的車輛進行預警； ⑦安全責任問題，保險公司可以向航空業一樣提供良好整體保險業務，集中處理， 比個險處理賠付的比例大。集中辦理保險和牌照手續，減少用戶麻煩；⑧較為集中的充電，可以有效減少充電站/樁數量，避免充電設施修建過剩，或出 現“有車沒電”及“有電沒車”的問題，集中后電網污染更容易處理；⑨改變出行方式，弱化汽車私有的觀念，節約有限資源，真正將汽車作為出行代步 的工具，將汽車由“私有”變為“公有”，只要身邊有車，經原有“卡”人同意，有“卡”便可開 車，卡傳遞，達天下，可提高車輛使用率，減少交通擁擠，提高出行效率。本發明具體采用如下技術方案一種用于純電動汽車全租用系統，其特征在于該系統利用車載GPS通信裝置通 過GSM通信網絡(基站)，由服務器、客戶端組成；所述客戶端內置于純電動汽車上，與服務 器通過GSM/CDMA基站實現通信，所述服務器接收客戶端信息并在電腦上顯示，并向客戶端 發送服務器端的信息；客戶端硬件通信CAN節點由兩條獨立CAN網絡組成，其中第一 CAN 網絡節點由電機控制器IPU、直流變換器DC/DC、電轉向系統EPS、電制動系統EVP、電動空 調EACC、車載GPS通信裝置、整車控制器HCU、電池管理系統BMS、綜合顯示儀D⑶、診斷接口 Diag共10個節點組成；第二 CAN網絡節點由車載GPS通信裝置、整車控制器HCU、電池管理 系統BMS、綜合顯示儀D⑶、診斷接口 Diag及車載充電機Charger共6個節點組成；所述兩 條CAN網絡分別在充電模式和駕駛模式時起作用當插入電源給車載充電機供電時，所述 純電動汽車進入車載充電模式，使用第二 CAN網絡；所述系統監控充電全過程，沒有外接充 電時，所述純電動汽車進入駕駛模式，使用第一 CAN網絡，為客戶端提供導航信息參考。當車輛處于駕駛模式時，使用第一 CAN網絡，整車控制器HCU與電機控制器IPU、直 流變換器DC/DC、電轉向系統EPS、電制動系統EVP、電動空調EACC、車載GPS通信裝置、電池 管理系統BMS、綜合顯示儀D⑶、診斷接口 Diag進行通信，控制和協調整車工作，并將故障信 息和狀態信息發送給車載通信裝置GPS，通過車載通信裝置GPS將整車的故障信息和工作 狀態與服務器交互。運營商在各銷售網點設立了服務器，運營商的服務器通過GSM/CDMA基 站獲取信息，通過服務器可以隨時隨處查詢和讀取各車的信息，用戶也可以通過用戶卡在 服務器查詢車輛的狀態，比如用戶查詢車輛的電量還可以維持多長距離運行。當車輛處于充電模式時，使用第二 CAN網絡，整車控制器HCU與車載GPS通信裝置、整車控制器HCU、電池管理系統BMS、綜合顯示儀D⑶、診斷接口 Diag及車載充電機 Charger等部件進行通信，收集充電時，上述部件的狀態，并將信息通過車載GPS通信裝置 將車輛信息發給服務器。服務器可以隨時查詢車輛狀態，包括充電費用等。軟件處理流程 是根據硬件設計功能，實現功能的詳細流程。本發明的效果是，通過運營商管理，能夠解除用戶使用純電動汽車的后顧之憂，主 要體現在1、應用該系統，運營公司承擔購車成本，用戶不必擔心電池高昂成本問題；2、充電可直接車載充電，插上電源，利用車載充電機可自動充電完成，也可以在用 車過程中通過車載GPS通信裝置的友情提示，在就近連鎖換車點換車，不必擔心充電等待 問題；3、解決續駛里程短問題，合理布置連鎖換車點，設計車輛行駛路徑，在車輛行駛到 連鎖換車點前保證足夠電量；4、整車控制器HCU實時監控整車狀態，自動存入卡內和/或并通過車載GPS裝置 向運營公司服務器發送數據，有利于更好的為用戶服務，實現對車載充電的計費，路徑規 劃，故障提示，換車提示等一系列人性化功能；5、運營商可以提供具有增值服務的功能，如可以通過手機、互聯網、電話等查詢車 輛狀態、預訂車輛、防盜、以外報警等功能。本發明所述的純電動汽車全租用系統，是一種基于整車租賃的應用系統，通過例 如運營公司向用戶提供租車服務，用戶只需繳納租金和使用費用便可以使用純電動汽車， 利用先進通信技術，全局把控和管理純電動汽車運營情況。系統服務器通過客戶端獲取車 輛狀態信息，并在動力電池電能耗盡以前向用戶提供友好提示，請求用戶在附近的連鎖換 車點進行換車，如果車輛故障，提供相關援助指示信息；該系統通過用車卡進行管理，用戶 通過會員審查，注冊為運營公司會員，通過會員制度對會員進行管理。用戶需要用車是可以 通過網上預定，電話預定或手機預定，預定成功后，由運營公司發用戶用車卡，可以轉入一 定存款到卡內方便付賬。用戶通過用車卡和車鑰匙，用戶可以開啟使用車輛。車輛行駛信 息，包括行駛里程，電池剩余電量，可能的故障信息和應該進行的保養和維修信息都自動存 入卡內。用戶換車時，運營商通過刷卡即可根據里程自動收取費用(當然用戶也可選擇付 現金或用其它的銀行卡，信用卡)，并及時安排充電，保養，維修等服務。


圖1是本發明的系統組成原理框圖；圖2是本發明的客戶端硬件CAN通信網絡圖；圖3是本發明的客戶端軟件程序流程圖。
具本實施方式如圖1所示，本發明主要包括服務器端(1)，客戶端(2)和GSM/CDMA基站(3)，通 過GSM/CDMA基站，服務器與客戶端實現通信，完成信息交互功能。服務器位于運營商各網 點，客戶端位于各純電動汽車上，基站由移動或聯通公司提供，位于全國各地。服務器通過 GSM/CDMA基站，接收客戶端信息并在電腦上顯示，運營商也可以通過服務器利用GSM/CDMA基站通信功能向客戶端發送相關信息。如圖2所示，客戶端硬件CAN通信網絡的組成第一 CANl網絡節點由電機控制器 IPU4、直流變換器DC/DC5、電轉向EPS6、電制動EVP7、電動空調EACC8、車載GPS通信裝置9、 整車控制器HCU10、電池管理系統BMS11、綜合顯示儀D⑶12、診斷接口 Diagl3共10個節點 組成，整車控制器HCUlO負責實時監控整車運行過程中各部件的狀態，如有故障，立刻通過 車載GPS裝置向運營公司報告情況，若電池電量不足，則通過車載GPS裝置告知用戶附近最 近的連鎖換車點；第二 CAN2網絡節點由車載GPS通信裝置9、整車控制器HCU10、電池管理 系統BMSl 1、綜合顯示儀D⑶12、診斷接口 Diagl3及車載充電機Charger 14共6個節點組成， 該CAN網絡主要完成220V交流電車載充電功能，當接通220V交流電時，整車控制器HCUlO 自動控制車載充電機充電，通過車載GPS裝置9向運營公司發送數據，告知電池狀態，并通 過卡記錄/收取費用，同時GPS傳遞充電和費用信息；充電完成后，自動切斷220V交流電 源，保證整車安全性。如圖3所示，用戶打開車門后，首先需要插入用戶信息卡以確認用戶的身份(15)， 如果不是用戶卡，則判定是否為管理卡(25)，如果不是管理卡，則無法用車，進入停車狀態 (30)，如果是管理卡，則進入車輛維護管理(26)；插入卡后，如果車載GPS裝置判斷該用戶 卡為合法用戶卡，進入下一步判斷220V車載充電電源是否連接(16)如果連接了 220V交 流電源，則進入車載自動充電模式，整車控制器HCU判斷電池電量是否充滿(32)，如果電池 電量已經充至設定的值，則車載GPS向運營公司發送電費數據并在服務器記錄(記錄信息 包括充電位置，充電起始時間，充電結束時間，電費，是否中途出現故障等，信息可通過運 營商打印，上網或手機查詢)，并停止充電(37)；如果充電未完成，則循環檢測整車系統是 否有故障(33)，沒有故障繼續充電，有故障時判斷是否有嚴重故障(33)，沒有嚴重故障可 繼續充電，如果存在嚴重故障，需通過車載GPS裝置向運營公司發送錯誤狀態數據(34)， 請求處理，并停止充電。當插入用戶卡后，通過合法認證后，如果沒有插入220V交流電，需 錄入指紋(17)，以確認用戶卡是否為車主本人持有，如果不是本人持有，可通過短信授權 (27)使用車輛，即通過查看顯示屏屏幕提示，將及時生成的隨機碼同時發給服務器和卡主， 卡主回復服務器(5分鐘內有效)，便可完成短信授權；沒有通過授權將無法使用車輛(30)； 當指紋錄入相符或獲得短信授權后，用戶可啟動車輛(18)，完成預充電及高壓電上電過程， 上電完成后(Ready燈亮)，用戶可進行目的地設定，用以進行路徑規劃，選擇合適的連鎖換 車點，同時為用戶提供最佳路線圖。設定目的地后，用戶可按照參考路線行駛，整車實時判 斷整車狀態，如果關車鑰匙(20)，則停車(30)，否則判斷電池電量是否足夠(21)，如果電池 電量不能達到目的地，則車載GPS會友情提示用戶在途中適宜地點換車(28)；如果電量足 夠，則判斷系統是否有故障(22)，如果沒有故障，繼續行駛，如果有故障，則判斷是否為嚴重 故障，如果存在嚴重故障(23)，則需要立刻停車，等待救援，車載GPS裝置向運營公司服務 器發送求救信息(29)；如果不是嚴重故障，則提示用戶等待故障自動清除(如某部件過熱) 或進行手動清除故障，清除故障成功后，車輛可繼續行駛，如果故障無法清除，報警，則需通 過車載GPS或手機向運營公司獲取幫助(29)，請求處理辦法，保證車輛安全。
權利要求
一種用于純電動汽車全租用系統，其特征在于該系統利用GSM通信網絡，由客戶端(1)、服務器(2)、多個GSM/CDMA基站(3)組成；所述客戶端內置于純電動汽車上，與服務器通過GSM/CDMA基站實現通信，所述服務器接收客戶端信息并在電腦上顯示，并向客戶端發送服務器端信息；服務器位于運營商各網點，客戶端位于各純電動汽車上，所述基站(3)由移動或聯通公司提供，服務器(2)通過GSM/CDMA基站(3)，接收客戶端信息并在電腦上顯示，運營商通過服務器(2)利用GSM/CDMA基站(3)通信功能向客戶端發送相關信息；客戶端硬件通信CAN節點由兩條獨立CAN網絡組成，其中第一CAN網絡節點由電機控制器IPU(4)、直流變換器DC/DC(5)、電轉向系統EPS(6)、電制動系統EVP(7)、電動空調EACC(8)、車載GPS通信裝置(9)、整車控制器HCU(10)、電池管理系統BMS(11)、綜合顯示儀DCU(12)、診斷接口Diag(13)共10個節點組成；整車控制器HCU(10)負責實時監控整車運行過程中各部件的狀態，如有故障，立刻通過車載GPS裝置向運營公司報告情況，若電池電量不足，則通過車載GPS裝置告知用戶附近最近的連鎖換車點；第二CAN網絡節點由車載GPS通信裝置(9)、整車控制器HCU(10)、電池管理系統BMS(11)、綜合顯示儀DCU(12)、診斷接口Diag(13)及車載充電機Charger(14)共6個節點組成；第二CAN網絡完成220V交流電車載充電功能，當接通220V交流電時，整車控制器HCU10自動控制車載充電機充電，通過車載GPS裝置(9)向運營公司發送數據，告知電池狀態，并通過卡記錄/收取費用，同時GPS傳遞充電和費用信息；充電完成后，自動切斷220V交流電源，保證整車安全性。
2.根據權利要求1所述的純電動汽車全租用系統，其特征在于當車輛處于駕駛模式 時，使用第一 CAN網絡，整車控制器HCU與電機控制器IPU、直流變換器DC/DC、電轉向系統 EPS、電制動系統EVP、電動空調EACC、車載GPS通信裝置、電池管理系統BMS、綜合顯示儀 D⑶、診斷接口 Diag進行通信，控制和協調整車工作，并將故障信息和狀態信息發送給車載 通信裝置GPS，通過車載通信裝置GPS將整車的故障信息和工作狀態與服務器交互。
3.根據權利要求1所述的純電動汽車全租用系統，其特征在于當車輛處于充電模式 時，使用第二 CAN網絡，整車控制器HCU與車載GPS通信裝置、整車控制器HCU、電池管理系 統BMS、綜合顯示儀D⑶、診斷接口 Diag及車載充電機Charger部件進行通信，收集充電時， 上述部件的狀態，并將信息通過車載GPS通信裝置將車輛信息發給服務器。
4.根據權利要求1所述的純電動汽車全租用系統，其特征在于，所述系統適用于能量 耗盡型的電動汽車，包括以鉛酸電池、鎳氫電池、鋰離子電池、燃料電池等為動力的純電動 汽車。
全文摘要
本發明公開了一種用于純電動汽車的全租用系統，該系統利用GSM通信網絡，由服務器和客戶端組成。服務器放在純電動汽車租賃的運營商處，客戶端內置于純電動汽車上，客戶端硬件通信CAN節點由兩條獨立CAN網絡組成，兩條CAN網絡分別在充電模式和駕駛模式時起作用。該系統監控汽車充電全過程，為用戶提供導航參考，如果整車有故障，或電池電量即將耗盡，提示在就近的連鎖點更換車輛。本發明解決了在純電動汽車租用過程中，可解決純電動汽車購買整車或電池成本高、續駛里程短、充電時間長、充電站少、維修難、電池壽命短、更換電池困難等問題，在動力電池瓶頸技術突破前作為其重要輔助補充，對純電動汽車市場推廣將起著重要作用。
文檔編號H04L29/08GK101908248SQ20101020352
公開日2010年12月8日 申請日期2010年6月18日 優先權日2010年6月18日
發明者任勇, 周安健, 周波, 樸昌浩, 李文兵, 楊輝前, 欒云飛, 蘇嶺, 范朝輝 申請人:重慶長安汽車股份有限公司;重慶長安新能源汽車有限公司