環(huán)保需求激發(fā)創(chuàng)新

    隨著全球政府不斷要求減少車輛二氧化碳排放，汽車制造商對(duì)如何制造出更加環(huán)保的車輛日益關(guān)注。在汽車強(qiáng)國(guó)——德國(guó)工作多年的恩智浦半導(dǎo)體汽車電子事業(yè)部業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)李曉鶴說：“一提到車輛環(huán)保，很多人首先想到的是電動(dòng)車，但是其實(shí)傳統(tǒng)車輛也有提高能效的可能性。我們的目標(biāo)是降低總的二氧化碳排放量，但是目前很多發(fā)展中國(guó)家的電力供應(yīng)大多來自火電廠，所以在這些國(guó)家使用的電動(dòng)車其實(shí)只是讓二氧化碳的排放從汽車轉(zhuǎn)移到了火電廠，并沒有什么降低。電動(dòng)車輛和傳統(tǒng)車輛在提高能效上都面臨著各種技術(shù)難題和解決方案”

    有鑒于此，在2011年6月德國(guó)路德維希堡舉行的一次大型國(guó)際汽車會(huì)議上，奧迪、寶馬、戴姆勒、保時(shí)捷和大眾表示，正通過ISO和AUTOSAR等行業(yè)組織將能夠大大提升功效的CAN局部網(wǎng)絡(luò)(Partial Networking)推動(dòng)成為一項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。奧迪公司E/E執(zhí)行總監(jiān)Ricky Hudi表示：奧迪和大眾將率先在新一代車型中引入局部網(wǎng)絡(luò)功能。

局部網(wǎng)絡(luò)讓ECU張弛有度

   李曉鶴說：“在目前的車載網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下，車輛使用過程中所有的電子控制單元（ECU）都會(huì)一直處于激活狀態(tài)，并不斷產(chǎn)生功耗。即便ECU控制的某些應(yīng)用程序并非一直被需要，例如，在高速公路上時(shí)，電動(dòng)座椅、天窗、起窗器一般是不會(huì)被頻繁使用的。”

    什么是局部網(wǎng)絡(luò)（PN）呢？很簡(jiǎn)單，就是通過軟件動(dòng)態(tài)定義的方式設(shè)定在某種情況下，哪些ECU打開，哪些ECU在需要使用之前始終保持低功率模式，這就可以降低車的能耗，減少排放量，提高燃油效率。由于有助于擴(kuò)大行駛里程和優(yōu)化充電時(shí)間，局部網(wǎng)絡(luò)對(duì)電動(dòng)和混合動(dòng)力汽車也同樣極其有益。

    利用了局部網(wǎng)絡(luò)的燃油車的車載網(wǎng)絡(luò)，如圖1（a）和圖1（b）所示，灰色ECU處在休眠狀態(tài)。可以明顯看出，在駕駛和泊車模式下，利用局部網(wǎng)絡(luò)可以關(guān)閉很多不需要使用的ECU，不僅環(huán)保還能延長(zhǎng)ECU的使用壽命，為消費(fèi)者節(jié)省了成本。李曉鶴表示：“預(yù)計(jì)，在使用CAN局部網(wǎng)絡(luò)技術(shù)后，中期可預(yù)見減少的二氧化碳排放量約為2.6 g/km，每百公里節(jié)約燃油0.11 L。需要說明的是，FlexRay總線主要用于安全性較高的ECU，近幾年將在歐洲中端車上普及。”

a 駕駛模式下

b 泊車模式下

圖1  利用了局部網(wǎng)絡(luò)的燃油車的車載網(wǎng)絡(luò)

    在電動(dòng)車和混合動(dòng)力車中，局部網(wǎng)絡(luò)可以成為能源管理的一部分，能進(jìn)行分布式能源管理。在駕駛模式下，車身ECU和充電器是關(guān)閉的，可以改善行駛里程；而在充電模式時(shí)，僅打開與充電相關(guān)的模塊，可以縮短運(yùn)行時(shí)間、降低能耗。李曉鶴舉了個(gè)例子：當(dāng)要確定行程時(shí)，iPhone應(yīng)用程序和遠(yuǎn)程信息部件打開，駕駛員輸入數(shù)據(jù)（日期、時(shí)間和目的地）。在規(guī)劃行程時(shí)，導(dǎo)航及交通信息打開、計(jì)算路程、評(píng)估所需能耗、核定不可返回點(diǎn)、規(guī)劃充電策略，之后，導(dǎo)航及交通信息關(guān)閉、遠(yuǎn)程信息部件待機(jī)。在充電模式時(shí)，充電器打開，安全監(jiān)控器及連接HV電池打開。車輛待機(jī)時(shí)，充電器、鏈接HV電池以及安全監(jiān)控器都關(guān)閉。

NXP CAN局部網(wǎng)絡(luò)解決方案

    正是看到了局部網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)和廣闊前景，NXP推出了具有局部網(wǎng)絡(luò)功能的新型高速CAN收發(fā)器TJA1145和集成5V/100mA微處理器供電的CAN系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片UJA1168。兩者均通過啟用“選擇性喚醒”和“選擇性休眠”功能支持CAN局部網(wǎng)絡(luò)方案，兼容NWP ISO 11898-6和AUTOSAR R3.2.1標(biāo)準(zhǔn)，并且都可提供小尺寸的HVSON14封裝形式。出于向后兼容的考慮，恩智浦也可提供采用SO14封裝的TJA1145，用戶對(duì)已有的電路并不需要做太大改動(dòng)。它們能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)工程師對(duì)車輛總線通信網(wǎng)絡(luò)的精確控制。通過智能地禁用一些當(dāng)前無需激活的ECU，工程師能夠在不影響產(chǎn)品性能以及消費(fèi)者體驗(yàn)的前提下顯著降低車輛燃油消耗和二氧化碳排放。

     李曉鶴強(qiáng)調(diào)：局部網(wǎng)絡(luò)在節(jié)能減排的同時(shí)，可以給駕駛者、汽車制造商帶來諸多好處，如更加舒適、增加電動(dòng)車行駛里程等，相信局部網(wǎng)絡(luò)會(huì)逐步得到更多制造商以及政府的推廣和采用。