胡艳峰

（陕西重型汽车有限公司汽车工程研究院，陕西 西安 710200）

GB/T 32960—2016标准为电动汽车远程服务与管理系统技术规范，自2016年10月1日起正式实施。该标准分为3部分：第一部分总则；第二部分车载终端；第三部分通信协议及数据格式。GB/T 32960—2016标准发布后，立刻在新能源汽车领域掀起一阵浪潮。新能源车企生产的新能源车型要获得生产资质，取得公告，就必须整车配备车载监控终端，并且要符合GB/T 32960标准，因此对该标准的正确理解至关重要。作为一个从事总线系统设计的汽车工程师，尤其需要关注第三部分。对标准的通读与理解是第一步，之后才能在实际工作中正确应用。本文阐述对该标准的理解。

1 新能源车型概述

根据最新的GB7258—2017标准（2018年1月1日开始实施），新能源车型被分为3类：①纯电动汽车（battery electric vehicle），指由电机驱动，且驱动电能来源于车载可充电能量储存系统（REESS）的汽车；②插电式混合动力汽车（plug-in hybrid electric vehicle），指有可外接充电功能，且有一定纯电动续驶里程的混合动力汽车，包括增程式电动汽车；③燃料电池汽车（fuel cell electric vehicle），指以燃料电池作为主要动力电源的汽车（燃料电池汽车不再以燃料电池为唯一动力源）。由此可看出，燃料电池汽车被单独列出，即可以理解为只要车辆加装燃料电池系统，该车型即为燃料电池车型。

2 GB/T 32960标准概述

1）GB/T 32960.1—2016第一部分总则中给出了电动汽车远程监控系统的总体结构图（图1）。由图1可看出，车载终端获取车辆数据后，通过CAN总线通信的方式将数据上传至电动汽车远程服务与管理系统企业平台（简称企业平台），然后企业平台再通过总线方式与电动汽车远程服务与管理系统公共平台（简称公共平台）进行信息交互。作为主机厂的车辆总线系统设计工程师，要做的工作是满足车载终端与企业平台之间的通信信号需求。

图1 电动汽车远程服务与管理系统总体结构图

2）GB/T 32960.2—2016第二部分车载终端部分，主要是对监控终端提出的要求，涉及功能要求、性能要求及试验方法、可靠性要求3个部分。

3）GB/T 32960.3—2016第三部分通信协议及数据格式，可概括分为两部分，即车载终端到平台的通信数据要求和平台间的连接与通信协议要求。车载终端到平台的通信数据要求应参照附录B：车载终端到平台的通信协议；平台间的连接与通信协议要求应满足标准主体部分的第5、6、7三个章节的规定。作为主机厂生产的新能源车辆要取得公告，至少需要做两个工作：一是车辆监控前的信息注册。这里牵扯到静态数据，静态数据描述的是车辆的静态信息，例如车辆的配置、设计指标、零部件选型信息、燃油系统信息及可充电储能装置和驱动电机信息，具体详见标准附录A的A.2部分。其中表A.2中的通用报警预值，描述的是标准中表18定义的通用报警标志位，在此作为静态数据需要事先上报企业平台和公共平台留作备案，同时也作为实时数据需要实时上报。静态数据在车辆设计完成并试制后需要上公告时已经定型，只需要在车辆监控前在平台注册时填入即可。二是实时数据上报，作为主机厂要关注的是车载终端到平台的通信数据要求，即附录B提出的数据需求。附录B中B.3.5.3：信息体部分详细描述的新能源车型需要上报的数据信息，这些信息都要求实时上报。上报数据内容包括整车、驱动电机、燃料电池、发动机、车辆位置、极值数据、报警数据以及可充电储能装置电压数据和温度数据。这里极值数据指的是动力电池系统的数据，关注的是电池的模块和电池单体的极值信息，比如最高/最低单体电压、最高/最低温度等。燃料电池数据和发动机数据只有当车辆分别是燃料电池汽车和插电式混合动力汽车时才需要上报。可充电储能装置电压数据和温度数据具体指动力电池系统电压和温度，不止是系统的总电压、模组温度，更细化到每一个单体及每一个温度采集点的信息。

下文详述GB/T 32960.3—2016中附录B中B.3.5.3：信息体部分的内容。

3 各系统数据格式及定义

附录B中B.3.5.3参照7.2.3信息体内容。7.2.3中给出了各系统要求上报的数据格式及定义，包含信号名称、长度、数据类型及信号描述（即SLOT）。具体应用过程中，需要主机厂通信设计人员自行将上报数据进行封装（CAN通信封装成CAN报文）。附录B中对于驱动电机、燃料电池、发动机、车辆位置、极值数据以及报警数据均参见7.2.3中相应描述的内容。表B.5、B.6、B.7及B.8具体定义了动力电池系统的详细信息。附录B中表B.4定义了整车数据，比7.2.3中表9的定义，多了加速踏板行程值和制动踏板状态两个数据要求。这里要注意的是制动踏板的信号给出了一个模拟量，长度一字节，分辨率1%，有效值范围为0～100，表示0～100%。我们知道传统车的制动信号是一个开关量信号，这里却定义了一个模拟量信号，原因在于电动汽车中应用电制动踏板的时候，电制动踏板的信号就是个模拟量，此时需根据加速踏板的踩踏力度上传踏板开度的百分比信号。即使电动汽车加装的传统的开关量制动踏板，模拟量信号仍然可以使用，即在踩踏时传输100% ，未踩踏时传输0，前提是基于对制动踏板的正确标定。

4 动力电池系统数据

通读GB/T32960.3—2016会发现，标准中对动力电池系统数据的要求非常细化。首先是表16的极值数据格式和定义，表18通用报警标志位定义中总共定义了18个通用报警标志，其中13个是电池系统的故障；附录中表B.5、B.6描述了可充电储能装置的电压数据信息，其中包含电池系统中每一个单体的电压信息；表B.7描述了可充电储能装置的温度数据信息，包含了动力电池系统中每一个温度采集点。由这些描述可以看出，我们需要了解车型的动力电池系统的电池包成组方式。

4.1 电池包成组

以某纯电动车型动力电池系统成组方式为例进行说明，图2为电池系统成组方式简图。该电池系统总共有9个电箱，电池成组方式：每个电池包由40个电芯组成，其成组方式是2并20串，9个电池箱串联。整个电池系统共有单体总数40*9=360个，温度采集点6*9=54个。电池单体数、温度采集点数的排序从电箱1到电箱9依次排序。

4.2 单体电压及温度数据上报

图2 电池系统成组方式简图

1）方式一，由章节4.1可知，该动力电池系统电池单体为360个，温度采集点54个。根据表16极值数据格式和定义，单体电压信号要占用2个字节长度，分辨率为0.001V，有效值范围0～15V。表B.6中提到，“当本帧单体个数超过200时，应拆分成多帧数据进行传输”。谈及多帧传输，很容易就会想到SAE J1939—21中定义的传输协议。由于单体数和温度采集点数都需要用多包传输，因此总共有两帧多包传输数据。定义上报一个单体电压值的报文标识符为0x1CFF35F3，且只上报一个单体电压数值。当要上报两个及两个以上单体电压值时，应使用传输协议进行上报。同理定义发送一个温度采集点的报文标识符为0x1CFF36F3，一个温度值占用一个字节，其余字节均用0xFF填充。当要上报两个及两个以上温度值时，应使用传输协议进行上报。最终通过发送两帧多包数据，就可以实现所有的单体电压值和温度采集点温度值信息。

2）方式二，当单体个数小于200时，可以采用变ID的方式，具体为一帧CAN数据有8个字节，可以打包4个单体的电压数据。这里仍以该电池系统为例进行说明，360个单体需要360/4=90帧数据。温度信号占用一个字节，因此一帧数据可以打包8个温度采集点，54个温度采集点需要54/8≈7帧数据。因此仅单体电压和温度采集点共需要90+7=97帧数据。即使按照200个单体进行计算，也需要约57帧数据。这样需要的数据帧太多，且使用变ID的方式会导致ID数量与电池系统电芯数量直接正相关，电芯越大，ID数越多，如此实现上较困难，而且意义不大。且通信协议版本无法统一，若再有其他不一样的电芯数的项目则需要再次变更通信协议，维护麻烦。因此不建议采用。

3）方式三，这里提供一种单体电压和温度发送方式供参考，见表1、表2。

表1 单体电压数据上报

方式三是采用一帧数据，通过若干个周期来发送全部单体电压或采集点温度的数值。这样的好处就是：每个周期内相当于只发送了一帧数据，总线负载占用率低，且避免了接收很多帧数据的麻烦。缺点是车载终端必须得等到所有的信息都传输完毕之后，才能统一上报平台，数据更新有一定的延时。

表2 温度采集点数据上报

综上所述，不管单体个数大于200还是小于200，利用传输协议上传数据是一种比较合理的方式。

5 报警数据

附录B中定义的报警数据参见标准中表17。表17的报警数据格式和定义，定义了和故障相关的数据上报，具体包含故障等级、通用报警标志位、可充电储能装置故障总数、可充电储能装置故障代码列表、驱动电机故障总数、驱动电机故障代码列表、发动机故障总数、发动机故障代码列表、其它故障总数以及其它故障代码列表。由此可看出，对于故障信息的关注度比较多，其中重点关注可充电储能装置、驱动电机及发动机，其它故障总数包含具体车型中除动力电池系统、驱动电机、发动机之外的其它部件的故障。故障代码列表部分SLOT描述为厂商自行定义，这就给了主机厂很大的发挥空间。主机厂可根据自己的具体情况自行采用认为好的上报方式。

6 可充电储能子系统的概念

GB/T32960.3中提到“可充电储能子系统”这个概念，如表B.5中的可充电储能子系统个数、表B.6中可充电储能子系统号等，那么什么是可充电储能子系统？GB/T 18384.1—2015中有“可充电储能系统”的定义，即可充电储能系统（rechargeable energy storage system（缩写为REESS），指可充电的可提供电能的能量存储系统，如蓄电池、电容器。GB 7258—2017中3.2.7对纯电动汽车的定义，指由电机驱动，且驱动电能来源于车载可充电能量储存系统（REESS）的汽车。由此可见，可充电储能子系统指的就是新能源车型上的动力电池、电容器等。这样我们不难得出，纯电动汽车、插电式混合动力汽车中，可充电储能装置一般只有动力电池系统，因此这里的可充电储能子系统就是指的动力电池系统，并且车辆上仅有一套可充电储能系统。

当车辆上配备至少两套可充电储能装置，此时就要分为可充电储能子系统1、可充电储能子系统2。典型的应用就是燃料电池汽车。燃料电池的工作原理是将作为燃料的氢在汽车搭载的燃料电池中，与大气中的氧气发生氧化还原化学反应，产生出电能来带动电机工作，由电机带动汽车中的机械传动结构，从而驱动电动汽车前进。由定义可以看出，燃料电池不是可充电的能存储能量的系统，因此严格意义上讲燃料电池系统不能算可充电储能系统。但燃料电池汽车上一定有蓄电池等可充电系统，这样当燃料电池产生的电能没有用于车辆驱动时，可以在这些可充电系统里储存起来。GB/T 32960.3附录A中表A.5给出了车载储能装置的类型及代码，其中就包含了燃料电池。因此在燃料电池汽车中，就有两个可充电储能子系统：一个是燃料电池系统，一个是动力电池系统。