浅析新能源汽车租赁之智能车载终端（RT-BOX）研究和挑战

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　　摘 要：新能源汽车分时租赁智能车载终端（RT-BOX： Rental Telematics BOX）是汽车租赁的核心关键产品，文章主要针对分时租赁智能车载终端（RT-BOX： Rental Telematics BOX）的研究，从产品本身的应用场景，设计功能定义，技术方案以及当前的问题现状和挑战进行了分析和研究。
　　关键词：新能源汽车;分时租赁;分时租赁智能车载终端（RT-BOX）
　　中图分类号：U469.7  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2019）10-11-03
　　Abstract： RT-BOX（Rental Telematics BOX） is the core product of Electric vehicle rental in Chinese markets， the paper focuses on the RT-BOX research， analyzes and studies the application scenarios， design function definitions， technical solutions and current problems and challenges.
　　Keywords： Electric vehicle; Car Rental; RT-BOX（Rental Telematics BOX）
　　CLC NO.： U469.7  Document Code： A  Article ID： 1671-7988（2019）10-11-03
　　1 背景介绍
　　新能源汽车未来的核心是智能化、共享化，分时租赁智能车载终端（RT-BOX： Rental Telematics BOX）是分时租赁技术的核心关键产品，是车联网终端数据的源头，硬件产品的功能稳定性和可靠性決定了租赁车辆的安全性和最终用户的直接使用体验。随着新能源汽车行业的发展，汽车出行公司对于门店的无人化管理，资产安全，车辆管理等，租赁智能车载终端（RT-Box）对于出行行业的需求越发显得重要。租赁智能车载终端（RT-BOX）能实时监控车辆的状态、进行远程控制、问题诊断和电池电机控制器等信息的实施上传，具有车辆运行状态信息、故障信息、电池信息等的显示、查询和存储功能，用户能够实时掌握车辆的运行情况，使人、车、路三者紧密协调，为车辆的运营、维护提供快速的安全保障。
　　分时租赁智能车载终端（RT-BOX： Rental Telematics BOX）是在智能车载终端（T-BOX）的技术基础上根据租赁业务需求开发的针对新能源汽车分时租赁业务的智能车载终端，目前RT-BOX由于适配车型多，价格低廉，推广速度快，主要针对新能源汽车的后装市场，用于满足汽车分时租赁业务需求，本文主要针对RT-BOX的硬件本身的应用场景，功能定义，技术方案，问题现状和挑战进行了分析和研究。
　　2 分时租赁智能车载终端（T-BOX）技术理论究分析
　　2.1 分时租赁应用场景
　　根据新能源汽车分时租赁业务需求，从行业出发基本的应用场景包括以下内容：
　　1）查找车辆：获取车辆位置、电量、里程、状态等信息。
　　2）预定车辆：获取车辆位置、电量、里程、订单生产及信息交互等信息。
　　3）等待取车：根据订单及设定取车时间、未取车自动取消。
　　4）找车需求：驱动“双闪”、“鸣笛”、获取车辆位置信息等。
　　5）取车需求：根据硬件管理后台服务器设置的开门距离限制，使用手机完成蓝牙和后台控制驱动车辆的开门、关门。
　　6）行车需求：在车辆行驶时，RT-BOX自动发送车辆GPS位置信息到硬件管理后台服务器。
　　7）中途停车需求：可通过APP、蓝牙通信方式执行车辆开、关门任务。
　　8）还车需求：根据硬件管理后台服务器设置的电子围栏、车辆在线信息，向后台服务器端发送执行请求RT-BOX执行闭锁断电操作，上报里程、时间、位置、电量等信息。
　　9）充电需求：充电状态、整车状态。
　　10）通讯方式：蓝牙、RFID、NFC、预留出其他接口。
　　2.2 产品功能定义
　　根据分时租赁行业的应用场景和运营需求， 分时租赁智能车载终端（RT-BOX）需要具备以下产品功能，以更好的满足应用场景和运营需求。
　　1）车载终端通过整车CAN线和接口实时获取车辆数据信息的读取采集，具体有：车辆电池的SOC（State of Charge，电池荷电状态，也叫剩余电量）、车辆续航里程、车辆行驶速度、车辆行驶总里程、车辆小电瓶电压，车辆挡位信息，车辆充电状态等，并可实现车载终端通过自动上报功能将每辆车的行驶信息和状态信息发送到车载终端后台管理服务器，由后台统一进行管理。
　　2）实现车辆的远程控制，车载终端通过接受后台指令实现车辆的供/断电、解/闭锁、双闪、鸣笛等功能。
　　3） 实现车辆的远程定位， 通过高精度定位终端可查询车辆的当前位置信息，位置信息主要包括：查询时间、经度、纬度、速度，方位、定位标志、车辆及终端状态等;车载终端可实现隧道、车库、地下以及室内无GPS信号的正常工作，并提供车辆定位、测速和测资信息。
　　4）车载终端的数据存储、事件记录和判定报警功能实现，车载终端通过采集到的数据信息和设备内部配置文件进行比较判断事件是否触发，判断事件包括：定位事件，点火/熄火事件，GPS天线断线报警事件，小电瓶低压报警事件，超速报警事件，非法启动报警事件，震动/碰撞报警事件等。
　　5）车载终端升级功能实现，包括：本地升级，远程OTA（Over-the-Air Technology）空中下载技术升级，以及终端升级的失败时的应对措施（例如：如果失败后需回滚到上一个版本等），不得因为车载终端升级而导致设备不能正常工作。 　　6）车载终端可实现车辆防盗，限制启动功能，当车辆检测不到车载终端或车载终端不能与终端后台管理系统正常通讯，车载终端将启动限制车辆启动和防盗功能开启（包括：设备拆除防盗、SIM卡拆除防盗、 GPS天线拆除盗）。
　　7）车载终端的低功耗和远程唤醒功能实现，当车辆电瓶剩余电量过低时，车载终端系统应该进入睡眠模式保持静默以减少对小电瓶的电量消耗，但进入低功耗模式终端可以被终端管理后台通过发送数据指令、车辆ACC（Adaptive Cruise Control）自适应控制电源、车辆CAN（Controller Area Network- BUS） 控制器局域网总线等外部唤醒。
　　8）车载终端可外接蓝牙模块进行功能扩展，实现远程控制车辆车门的开锁、关锁，并检测车门的状态信息，远程控制后备箱的打开。
　　9）车载终端可实现移动通信功能，支持移动/联通/电信网络运营商的2G、3G、4G制式网络通信。
　　2.3 分时租赁智能车载终端（RT-BOX）技术方案
　　根据2.2产品功能定义，分时租赁智能车载终端（RT-BOX）选择以32位高性能级微处理器为核心，配置GPS/北斗双模块定位实现车辆定位，通过惯导模块实现隧道、车库、地下以及室内无GPS信号的正常工作， 通信部分配置4G全网通通讯调制解调器实现终端移动通信，配置主电源电压和电池电压检测器用于终端供电， 同时预留接口用于扩展蓝牙通信、本地升级/调试;外扩FLASH存储器用于数据存储;车载总线采用高速CAN总线。硬件原理图如下：
　　3 分时租赁智能车载终端（RT-BOX）问题现状和挑战
　　随着国家对新能源汽车大力发展以及车联网作为一项新颖技术的兴起，尤其是针对“共享出行”概念的提出。新能源汽车“分时租赁”业务作为“共享出行”的先行者，据不完全统计截止到2016年12月，全国新能源汽车分时租赁运营车辆超过了3万台，分时租赁智能车机安装量超过了3.5万台。但由于分时租赁智能车载终端更多的面向后装市场，整体而言，分时租赁智能车載终端（RT-BOX）的对整车的安全、质量、服务等仍面临严峻挑战。
　　1）当前车载终端市场产品质量层次不齐，很多新能源汽车租赁运营商从成本出发选择价格较低产品技术和质量不过关的分时租赁智能车载终端（RT-BOX）用于车辆租赁，导致终端租赁用户使用功能受限和对共享汽车行业的不良影响（例如：“开始用车”“开锁”响应时间过长，车辆定位不准寻找车辆困难，GPS漂移严重， 租赁成功无法开门，无法还车等等问题）。
　　2）分时租赁智能车载终端（RT-BOX）对行业技术标准执行不到位，很多车载终端提供商没有遵循按照国标GB 32960.2-2016《电动汽车远程服务与管理系统技术规范》进行产品设计，生产加工和产品试验验证，导致产品质量无保证和车与车之间兼容性差。
　　3）分时租赁智能车载终端（RT-BOX）元器零部件标准选择低，由于车辆租赁运营商对车载终端技术不了解无法做出终端零部件质量标准选择的要求，同时车载终端制造商为了节省元器件采购成本而赚取更多的利润，对终端的元器零部件选择工业级器件而非汽车级器件。工业级元器件和汽车级元器件主要的区别在于器件的工作温度范围，一般而言， 工业级元器件的工作温度为-40℃ - +85℃，而汽车级元器件的工作温度为-40℃ - +125℃，工业级元器件比汽车级元器件工作温度低40℃，且汽车级器件比工业级器件有着更好的性能、更强的温度适应能力和抗干扰能力（例如：抵抗温度极限能力以及其他可靠性等），通过对比可以发现工业级元器件和汽车级元器件的工作温度的差距会严重导致终端产品的功、性能有很大的差异。
　　4）分时租赁智能车载终端（RT-BOX）的生产制造工艺和测试， 根据行业调查很多车载终端提供商的生产一般会采用贴牌（生产代加工）的方式生产加工，但是很大部分生产代理商来自非汽车制造行业，没有质量管控意识缺乏按照TS16949汽车质量体系的管理标准从来料质量检查、加工生产、产品下线测试筛选直到完成入库的整套生产工艺过程管控体系和流程。导致车载终端产品可靠性不能得到保证。
　　5）分时租赁智能车载终端（RT-BOX）对整车安全性影响，
　　分时租赁智能车载终端（RT-BOX）作为车联网的关键部件与整车CAN线连接通信，将车载终端后台管理系统需要的数据信息通过网络进行传输，同时还接受后台的指令并下发到整车的各个控制模块，实现信息上报，指令的下达和执行等功能， 终端的安全机制直接影响到整车的安全，给车辆带来重大安全隐患。例如：对于终端信息的发送和收发，没有采取硬件加密的方式对信息进行保护而是明文方式进行信息发送，一旦受到外部HACK攻击就会造成车辆的重大安全影响。
　　6）分时租赁智能车载终端（RT-BOX）的对CAN协议破解造成的车辆安全可靠性影响， 车载终端提供商一般很难得到整车主机厂授权的CAN协议或者网关协议，采用了非正常手段破解整车CAN协议或者网关协议进行终端产品的开发和适配（俗称破线方式）， 没有按照正常的产品开发流程对车载终端进行充分和可靠的产品集成试验验证和功性能产品验证， 造成整车的安全性影响和车载终端功、性能使用影响。
　　4 结论
　　随着新能源汽车和车联网技术V2X（Vehicle to Every -thing，即车对外界的信息交换）的快速发展，“共享汽车”是未来发展的必然趋势。新能源汽车租赁作为共享汽车的领军，面对租赁智能车载终端当前遇到的问题和挑战，通过加强新能源主机厂，车辆租赁运营商以及车载终端供应商的产品合作开发，技术交流，开放共享，以产品安全和质量可靠性为目标，可以很好的解决当前车载终端遇到的问题和挑战，实现互利互惠和共赢。
　　参考文献
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　　[4] GB/T 32960.1.2.3-2016电动汽车远程服务与管理系统技术规范.
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