新能源汽车车内实时以太网技术发展综述

屈凡

中国第一汽车股份有限公司天津技术开发分公司 天津 300462

发展新能源汽车既是有效缓解能源和环境压力，也是推动汽车产业可持续发展的紧迫任务。目前，汽车技术正沿着智能化、轻量化、电动化的方向发展，汽车影音娱乐、主动安全、智能驾驶与智能网联等新兴业务正在或即将涌现。这些新技术的出现也对汽车原来的通信线路结构等提出了更高的要求，特别是汽车的通信架构等，本文就对汽车发展中的以太网进行了简要分析，从汽车的线路通信结构这一方面进行了简要概述，使汽车总线协议朝着智能化等方向发展。汽车内部通信线路等的改变也为汽车的新技术提供了基础[1]。

1 新能源汽车IVN技术现状

1.1 电控系统技术来源及构成

现在的汽车电控系统通常由传感器、ECU和执行器组成；传感器可以通过采集和分析汽车中的各个信息等进行分析，控制器则是在后续收集和分析汽车内部各个零件以及汽车运行状态的基础上进行的分析，控制器也起到了向汽车系统内传递各个汽车指令的作用，操纵汽车运行，执行器在接受了总控制台发出的信息后可以及时做出反应。

1.2 电控系统技术演化及特征

在汽车发展的早期阶段电控系统采用的是点到点的通信技术，电控系统内部各个系统之间的联系需要建立在汽车线路的基础上进行线路连接，所采取的IVN框架如图1所示，由于汽车由人驾驶，所以汽车的安全性至关重要，汽车的构成也比较高，特别是汽车内部各个结构的设计是否合理，汽车所用的外部材料等各项成本都比较高，另外汽车内部各个网络连接系统等维护量也比较大。

由图1，我们可以了解到汽车的IVN技术连接情况，在图1中，我们可以看到该结构是由多个ECU相连接所组成的结构，为了减少ECU的数量，降低汽车线路中的各种经济成本，在上世纪80年代就使用了新的通信技术，以更好的保证汽车运行，同时降低了汽车的成本，多路通信技术就是新的技术，在图2中可以看出这种新的拓扑结构，该结构与第一种结构相比降低了汽车的成本，同时也做出了一些改进，更有助于汽车的发展。汽车的总线协议具有代表性的有CAN、LIN等，这些总线在组成汽车内部线路时发挥着重要作用。

随着现在汽车行业的发展，现在汽车也在不断的改进，其性能在不断增强，能耗在不断下降，也能达到节能环保的标准，现在的新能源汽车采用了多路通信技术下的IVN架构，这是一个支持分布式实时控制的网络架构。在汽车的运行中发挥着更重要的作用，让汽车的性能得到更优配置。

2 国内外新能源汽车IVN技术面临挑战

汽车在给人们带来便利的同时也带来了环境污染，同时也加剧了城市交通堵塞，针对这种情况，新能源汽车的研发和推广等更是受到人们的广泛关注，现在的新能汽车目标是清洁高效低耗能低污染等，以改善环境质量，降低环境污染，减轻能源消耗为主要目标，现在随着科技的进步，也出现了无人驾驶、车载影音娱乐等技术，相信在不久的将来这些新技术由虚拟走向现实，尽管现在已经出了无人驾驶的汽车，但是技术还有待提高，因此还需要经过科学研究才能将其进行大范围的推广，这也导致新能源汽车IVN面临着严峻挑战。

2.1 带宽压力

无人驾驶等业务的发展对汽车的IVN提出了更高的要求，特别是汽车的内部运行结构以及汽车内部线路等，无人驾驶技术要获得大量推广，就需要对汽车内部各个结构等进行改进，如传感器的要求更高，必须具有更高的分辨率，才能承载新技术的使用，同时需要ECU发挥各自的交互作用，以使汽车内部结构更好的运转。汽车中的IVN通信带宽也需要更高的要求，以达到促进汽车新系统运转的作用，汽车内部的各个通信协议等都需要及时更新和维护，以满足汽车新技术的使用等。

2.2 安全可靠性压力

新技术的发展也给汽车带来了安全可靠性压力，特别是在汽车行驶中，汽车内部导航系统、通讯系统等也需要网络的支持，汽车内部的网络系统如果受到攻击则会泄露驾驶员的行踪，因此不利于加强其人身安全，这种安全攻击也会造成各种事故，给驾驶员留下安全隐患，如导航系统的失灵等。IVN总线协议都缺少信息安全机制，当将无人驾驶应用到汽车中后，需要建立一个信息保护机制和网络安全机制，以更好的加强汽车安全，同时也要提升汽车原来的通信架构能力，让汽车在行驶途中发挥积极的作用，降低因汽车内各个设备连接所导致的故障。

2.3 灵活性压力

在IVN上增加、删除、更换结点时，基于协议原因，相关部件需要作程序的修改、刷新、测试，带来了汽车维修和个性化生产的高投入、高成本；在这种情况下，就需要降低企业的成本，对汽车内部的各个结构等进行再次改进。

3 结语

随着科技的发展，越来越多的新技术出现了，如无人驾驶等新技术，这些新技术被应用到汽车中，以更好的发挥作用，为人们提供更多的便利，本文就对新能源汽车车内实时以太网技术发展进行了简要分析。