新能源汽車車內實時以太網技術發展綜述

屈凡

中國第一汽車股份有限公司天津技術開發分公司 天津 300462

發展新能源汽車既是有效緩解能源和環境壓力，也是推動汽車產業可持續發展的緊迫任務。目前，汽車技術正沿著智能化、輕量化、電動化的方向發展，汽車影音娛樂、主動安全、智能駕駛與智能網聯等新興業務正在或即將涌現。這些新技術的出現也對汽車原來的通信線路結構等提出了更高的要求，特別是汽車的通信架構等，本文就對汽車發展中的以太網進行了簡要分析，從汽車的線路通信結構這一方面進行了簡要概述，使汽車總線協議朝著智能化等方向發展。汽車內部通信線路等的改變也為汽車的新技術提供了基礎[1]。

1 新能源汽車IVN技術現狀

1.1 電控系統技術來源及構成

現在的汽車電控系統通常由傳感器、ECU和執行器組成；傳感器可以通過采集和分析汽車中的各個信息等進行分析，控制器則是在后續收集和分析汽車內部各個零件以及汽車運行狀態的基礎上進行的分析，控制器也起到了向汽車系統內傳遞各個汽車指令的作用，操縱汽車運行，執行器在接受了總控制臺發出的信息后可以及時做出反應。

1.2 電控系統技術演化及特征

在汽車發展的早期階段電控系統采用的是點到點的通信技術，電控系統內部各個系統之間的聯系需要建立在汽車線路的基礎上進行線路連接，所采取的IVN框架如圖1所示，由于汽車由人駕駛，所以汽車的安全性至關重要，汽車的構成也比較高，特別是汽車內部各個結構的設計是否合理，汽車所用的外部材料等各項成本都比較高，另外汽車內部各個網絡連接系統等維護量也比較大。

由圖1，我們可以了解到汽車的IVN技術連接情況，在圖1中，我們可以看到該結構是由多個ECU相連接所組成的結構，為了減少ECU的數量，降低汽車線路中的各種經濟成本，在上世紀80年代就使用了新的通信技術，以更好的保證汽車運行，同時降低了汽車的成本，多路通信技術就是新的技術，在圖2中可以看出這種新的拓撲結構，該結構與第一種結構相比降低了汽車的成本，同時也做出了一些改進，更有助于汽車的發展。汽車的總線協議具有代表性的有CAN、LIN等，這些總線在組成汽車內部線路時發揮著重要作用。

隨著現在汽車行業的發展，現在汽車也在不斷的改進，其性能在不斷增強，能耗在不斷下降，也能達到節能環保的標準，現在的新能源汽車采用了多路通信技術下的IVN架構，這是一個支持分布式實時控制的網絡架構。在汽車的運行中發揮著更重要的作用，讓汽車的性能得到更優配置。

2 國內外新能源汽車IVN技術面臨挑戰

汽車在給人們帶來便利的同時也帶來了環境污染，同時也加劇了城市交通堵塞，針對這種情況，新能源汽車的研發和推廣等更是受到人們的廣泛關注，現在的新能汽車目標是清潔高效低耗能低污染等，以改善環境質量，降低環境污染，減輕能源消耗為主要目標，現在隨著科技的進步，也出現了無人駕駛、車載影音娛樂等技術，相信在不久的將來這些新技術由虛擬走向現實，盡管現在已經出了無人駕駛的汽車，但是技術還有待提高，因此還需要經過科學研究才能將其進行大范圍的推廣，這也導致新能源汽車IVN面臨著嚴峻挑戰。

2.1 帶寬壓力

無人駕駛等業務的發展對汽車的IVN提出了更高的要求，特別是汽車的內部運行結構以及汽車內部線路等，無人駕駛技術要獲得大量推廣，就需要對汽車內部各個結構等進行改進，如傳感器的要求更高，必須具有更高的分辨率，才能承載新技術的使用，同時需要ECU發揮各自的交互作用，以使汽車內部結構更好的運轉。汽車中的IVN通信帶寬也需要更高的要求，以達到促進汽車新系統運轉的作用，汽車內部的各個通信協議等都需要及時更新和維護，以滿足汽車新技術的使用等。

2.2 安全可靠性壓力

新技術的發展也給汽車帶來了安全可靠性壓力，特別是在汽車行駛中，汽車內部導航系統、通訊系統等也需要網絡的支持，汽車內部的網絡系統如果受到攻擊則會泄露駕駛員的行蹤，因此不利于加強其人身安全，這種安全攻擊也會造成各種事故，給駕駛員留下安全隱患，如導航系統的失靈等。IVN總線協議都缺少信息安全機制，當將無人駕駛應用到汽車中后，需要建立一個信息保護機制和網絡安全機制，以更好的加強汽車安全，同時也要提升汽車原來的通信架構能力，讓汽車在行駛途中發揮積極的作用，降低因汽車內各個設備連接所導致的故障。

2.3 靈活性壓力

在IVN上增加、刪除、更換結點時，基于協議原因，相關部件需要作程序的修改、刷新、測試，帶來了汽車維修和個性化生產的高投入、高成本；在這種情況下，就需要降低企業的成本，對汽車內部的各個結構等進行再次改進。

3 結語

隨著科技的發展，越來越多的新技術出現了，如無人駕駛等新技術，這些新技術被應用到汽車中，以更好的發揮作用，為人們提供更多的便利，本文就對新能源汽車車內實時以太網技術發展進行了簡要分析。