2024年3月17日发(作者：五菱荣光小卡双排货车)
学术|制造研究
ACADEMIC
一种基于T-BOX的新能源汽车智能补电技术
摘要：随着新能源汽车智能网联化的进步，新能源汽车搭载越来越多的电子电器模块，这对蓄电池尤其是低压蓄电池是较大的考验。在不改变低压蓄电池的前提下，
本文提出了一种基于T-BOX的智能补电技术，实现APP端下发控制指令控制车辆对低压蓄电池进行补电。该技术可减少车辆亏电现象，提升用户的用车体验。
关键词：车联网；T-BOX；低压蓄电池；智能补电
中图分类号：U469.7 文献标识码：A
（上汽通用五菱汽车股份有限公司，柳州 545007）
吴明林、程登、庄济宁、张森、张亮
0 引言
额迅速增长。智能化、网联化是电动汽车的重要发展方向，电
随着电动汽车技术的快速进步，电动汽车的销量和市场份
动汽车上搭载了如车联网智能终端（T-BOX，Telematics BOX）、
车身控制单元（BCM）、网关（GW）、整车控制器（VCU）、车机
以及智能驾驶控制单元等多种电子控制单元（ECU），作为满足
GPS定位仪等产品，各类电子电器模块的异常唤醒或长期不休眠
等问题，增加了对低压蓄电池的负担，导致低压蓄电池亏电的影
响因素增多
[1]
。
智能网联化的基础支持。此外，用户还会按需加装行车记录仪、
通过网络上传至云端服务平台（TSP，Telematics Service
Provider）。
车企根据此基本原理开发手机APP，具有调用TSP平台接
图1 T-BOX车联网交互
一直不休眠或多次唤醒最终导致蓄电池亏电的现象
[2]
。车辆蓄电
电动汽车的ECU模块也可能存在被其他网络节点异常唤醒
池完全亏电后无法起动车辆，严重影响车辆的正常使用。而用户
一般没有备用电源给车辆搭电，因此一旦车辆发生亏电，用户只
能拨打救援电话。亏电问题导致用户用车体验很差，用户容易产
生不满的情绪。
基于GB/T 32960–2016《电动汽车远程服务与管理系统
口查询车辆当前时间状态的功能，如查询电量、里程、小计里程、
定位、电池包状态和门窗锁止状态等。一般的查询策略有2种.
一种是APP可以随时调用车辆的实时状态，而实时状态
数据需要通过TSP平台发送唤醒指令将T-BOX及其他节点唤
醒。当异常情况或反复刷新APP拉取数据时，可能存在导致某
一节点无法休眠的风险。这种方式可能是导致蓄电池亏电的低
风险因素。
技术规范》的要求，电动汽车需搭载可联网的车载终端T-BOX。
T-BOX作为电动汽车的主要联网节点，可通过网络连接云端并
与云端交互；而在车端则可通过CAN网络、以太网等方式与
架构”的T-BOX交互链路图
[3]
车内其他节点进行通讯。图1所示为经典“MCU+开放MPU
的微控制单元（MCU，Micro controller Unit）端通过CAN
和车联网的链路
[4]
实时状态，只能读取车辆最后上传至平台的数据。T-BOX可设置
小时内的数据。
另一种是APP无法实时调用控制T-BOX唤醒来查询车辆的
。T-BOX中
定时唤醒策略，来一起保证用户读取到的车辆状态信息是最近数
在以T-BOX为车-云通信核心的架构下，可以考虑开发基于
控制器接收CAN网络上的报文和控制自身模块报文的发送，
通过串口与微处理器（MPU ，Micro Processor Unit）模块
交互；MPU模块通过嵌入式SIM卡接入网络，应用层软件运
T-BOX的远程控制指令。鉴于上述提到的各种因素对电动汽车低
压蓄电池的挑战，可以考虑开发一种特定场景下控制动力电池对
低压蓄电池充电的功能。
行于Linux环境，一般采用模块化设计。电动汽车T-BOX的
主要功能就是采集车端CAN网络上的数据，将数据组包后
指令交互中转的节点，接收并转发控制指令，最终控制动力电池
本文提出一种基于T-BOX的智能补电功能，由T-BOX作为
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包给低压蓄电池补电。依托于新能源汽车大数据的蓄电池亏电预
警
[5]
，当用户接收到蓄电池亏电预警时，可以选择开启“一键补电”
或者“手动补电”来选择性使用智能补电功能。在车辆满足补电
条件的情况下，智能补电能有效降低车辆的亏电情况。
态信息反馈给MPU，MPU通过网络将补电指令运行结果发送至
云端（图3）。
1 智能补电逻辑链路设计
启，该指令经4G网络传输至车企的TSP平台，TSP平台下发智
智能补电功能的指令是由用户在智能终端的APP上选择开
能补电指令至车端T-BOX。T-BOX接入TSP平台需要进行认证和
授权，TSP平台与T-BOX之间的交互通过MQTT协议进行，并
调用由平台提供的接口进行认证，认证通过后平台返回T-BOX登
进行认证，建立加密通信，登陆成功后才能进行业务交互。
配置了安全加密。T-BOX首次入网认证时，通过https登陆平台，
陆MQTT服务器的相关信息。T-BOX登陆MQTT服务器后也需要
T-BOX与TSP平台控制指令业务的交互过程如图2所示。云
端平台将控制指令发布到MQTT服务器，车端T-BOX订阅相应
处理。而设备发送给云端的数据为json字符串，云端服务器读
取相关主题的数据进行业务处理。车端T-BOX的网络状态和网联
设备的主题，接收来自平台的字节流数据，然后在车端进行业务
环境可能随时变化，为了维持TSP平台与T-BOX的连接，T-BOX
可以设计添加周期发送的连接维持包至TSP，TSP平台以此为依
据显示当前设备的连接状态。
是否满足补电条件。若满足补电条件，则向CAN网络发送正常
状态为可补电模式报文，BMS接收到可补电模式报文后，控制
满足补电条件，向CAN网络发送非补电模式报文。
（1）车辆处于下电状态，钥匙档位在OFF。
（2）动力蓄电池电量SOC大于设定阈值。
（3）充电枪未插入。
VCU接收到来自T-BOX的补电请求后，判断当前车辆状态
图3 智能补电逻辑
指令后，T-BOX的MPU模块向云端返回接收指令应答，表示T-BOX
T-BOX完成与云端的认证且登陆成功接收到云端的智能补电
DC-DC开始工作，由动力电池给低压蓄电池充电。若车辆状态不
使用智能补电功能时，车辆需要同时满足以下条件。
已经接收到指令，并开始执行智能补电。此时T-BOX的MCU向
CAN网络发送1帧网络唤醒帧，唤醒CAN网络，并周期发送[补
电请求=0x0]的报文至整车控制器VCU。T-BOX在没有接收到
智能补电指令时，默认发送停止补电报文，即[补电请求=0x1]。
此后的处理均在车端进行闭环处理，MCU通过事件报文将补电状
（4）车辆DC状态无故障，可正常上高压。
（5）蓄电池电压处于可补电的区间9.0～12.3 V。
2 min，T-BOX则停止发送补电请求报文，并向云端TSP反馈“不
满足补电条件”。
若持续接收到来自VCU发出的可补电模式报文，则车辆进
T-BOX若持续接收到来自VCU发出的非补电模式报文超过
入补电模式，持续发送补电请求，并向TSP平台反馈进入“补电
中”。当补电完成后，T-BOX停止发送补电请求报文，向TSP平
图2 T-BOX与TSP平台交互
台反馈“补电完成”。当车辆从满足补电状态时进入补电状态后，
若整车电量SOC刚好从大于等于设定阈值下降到小于设定阈值
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时，补电不中断，仍可补电至完成。
经VCU判断，将发送对应的非补电模式报文。此时T-BOX持续
请求报文，并向云端TSP反馈当前补电中断的原因。
当车辆处于补电状态中，出现如表1所示任意一种状态时，
开启自动补电功能。若用户忽略一级亏电预警提示，且车辆仍处
于不健康的状态时，会出现二级亏电预警，此时无法满足补电条
件，建议用户给车辆保持上电，给蓄电池补电。
10 s检测到来自VCU的非补电模式报文，T-BOX则停止发送补电
APP在设计智能补电的接口时，包括手动补电以及自动补
2 验证方案设计
电，应当有明显的补电条件相关说明（图4）。自动补电功能应
当请求用户的许可签订协议才能正常使用，该功能与云端蓄电
轻度亏电时，则自动下发智能补电，使车辆进入补电模式，使
蓄电池得到保障。
核心，利用CANoe等工具建立台架试验环境，设计如下。
根据前文定义的智能补电功能设计，台架试验以T-BOX为
池亏电预警功能匹配使用。当TSP经预警算法检测到车辆发生APP端下发补电功能指令。指令通过TSP转发到T-BOX，完
成T-BOX与TSP的交互，根据交互的结果记录试验的状态及
问题。
（2）在T-BOX与TSP平台建立交互成功的前提，搭建台架
（1）先在台架上调通T-BOX与TSP平台的接口交互，在
预警。当车辆出现一级亏电预警时，提示信息会发送给用户（短信、
无需给车辆上电即可使车辆进入补电的状；也可以按需签订协议
表1 补电状态中触发退出补电的条件
序号
1
2
3
4
退出补电的触发条件
钥匙挡位不处于OFF
插入充电枪
基于T-BOX上传的车辆状态数据来对车辆进行蓄电池亏电
APP消息通知或弹窗等），此时用户可以选择使用智能补电功能，
模拟TSP——T-BOX——车端CAN的实车交互网络环境，进行补
电功能验证，并能在APP端反馈执行结果。
（3）在车端其他ECU的软件功能条件支持T-BOX进行实车
验证时，分别设计满足补电条件、不满足补电条件以及满足补电
条件时退出补电的用例进行实车测试。
T-BOX请求补电报文超时
整车下电故障
3结束语
梁，本文提出了一种基于T-BOX的智能补电技术。该功能正式上
线后，结合亏电预警算法和亏电远程提醒技术，可以有效地减少
车辆深度亏电以至于无法起动的现象次数，大大提升用户的用车
模块节点休眠电流以及车辆的规范使用。
体验
[6]
。当然,此功能仅做辅助用途，关键还是在于控制车辆各
T-BOX作为新能源车联网技术连接云端、车端和用户端的桥
【参考文献】
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
图4 智能补电APP界面
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张亮,桂康哲,王兴月,等.基于新能源汽车大数据的蓄电池亏电预警研
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作者简介:
吴明林，本科，助理工程师，研究方向为汽车大数据可视化开发。
黎飞,郑陈亮,程登,等.新能源汽车蓄电池亏电及智能补电分析[J].汽
车实用技术,2021,46(02):10-12.
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