探究汽车电气系统中总线技术的应用

2020-07-24 08:10:22 《时代汽车》 2020年10期

李永胜

摘 要:在高质量生活的时代背景下,汽车行业得到迅猛发展,私家车的数量猛增,与此同时,群众对于汽车的外观设计以及内部性能提出更为多元化的要求。本文简要分析总线技术的概况以及其未来发展形式,着重阐述总线技术在汽车电气系统中的应用,包括LIN、CAN、MOST以及PlexRay四项技术,整合各项技术的优缺点以及应用情况和使用范围。以供相关人员参考。

关键词:汽车行业;电气系统;总线技术;CAN技术

1 引言

总线是形容系统内部的线路整体,通过将线路连接在不同的节点上,实现数据的传输,加强系统内部各环节之间的联系,有效加快数据传输的效率,并保证各节点之间信息的共享程度。根据当前的市场形势而言,在汽车电气系统中应用总线技术,有助于推动该领域的发展前行。

2 总线技术概述

该项技术是将系统中具体的控制内容与计算机连接起来,据当前的技术水平而言,计算机可以连接视频、音频等。在实际使用期间,相关人员应了解计算机的实际运行状况,通过电子显示屏进行查看,将驱动显示器与总线连接,实现各部分之间的通信,以此来掌握计算机的运作情况。从某种角度而言,总线技术是实现数据信息传输的有效途径。相关人员通过操作计算机,将整个系统的各项信息进行共享、交换等操作。

另外,该项技术可以借助一条线路以及相关的专业处理设备,根据自身的实际需要,对汽车的部分环节下达指令,并拉近各环节之间的联系,有效减少资源浪费的情况。通过该项技术,有助于调整汽车内部的整体结构,合理降低线路的使用量,从而扩大实际使用空间。在以往的汽车内部结构中,线路以及结构都过于复杂,不仅会占用用户的使用空间,一旦汽车系统出现故障,不易在短时间内恢复正常运行,不仅影响用户的正常出行,还容易形成安全隐患。在社会经济持续发展的时代背景下,电气系统的功能效果应始终与市场需求保持一致,提高其自动化、信息化、智能化的水平,促使该行业朝着更为现代化的方向发展。

3 汽车电气系统中总线技术的相关应用

就当前的市场形势而言,电子控制单元是汽车电气系统中的关键部分,以实现整个系统的优化,提高汽车的使用性能。

3.1 LIN总线技术

该项总线技术属于局部互联网络,能够有效控制系统运行成本,是应用较为广泛的技术之一。在实际应用期间,由于其本身的设计特点,仅能使用在程序较为简单的系统中,且信息的准确程度较低,主要用于座椅、灯光控制后视镜等部分。LIN技术的消耗量小,由于是单线连接,具备较高的抗干扰功能,但信息传送的时间较长。一般情况下,该项技术连接线仅有一根,与其他系统部件无直接联系,能够有效防止其他内部系统的干扰,有助于实现数据指令的专项传送。目前,对于该项总线技术传输信息周期长的劣势已经得到有效优化,通过网络协议实现系统升级。在实际应用项目中,例如对汽车车门的控制,具体包括车窗、门锁以及后视镜,形成相对较为完整的LIN控制系统。由于汽车实际使用过程中,对于车门的控制精准度要求相对较低,因此,在该部分的系统设置中可以使用该项技术,不仅可以降低生产制造成本,由于其抗干扰能力强,还有利于提高汽车的安全性能。

LIN技术在未来发展过程中,应注重强化自身的优势,并逐步提高信息传输的速度,明确升级研发的方向,以满足更多市场消费者的具体需求,实现更好的发展。LIN总线技术与以往的系统连接方式略有不同,系统内各部分连接方式实现有效的简化,极大节省生产期间的资金投入量。另外,借助网络协议,弥补原本在通信以及操作方面的不足。借助该项总线技术实行汽车的实际系统规划,能够实现科学合理地调整线路结构。此外,在提高线路的集中程度时,还要保证数据传播速度,控制生产活动的资金投入[1]。

3.2 CAN总线技术

该项总线技术是由德国公司设计开发的,可以提高汽车系统的信息交流速度,具体包括数据收发、线路、电阻以及控制等部分,在系统内的终端环节加入电阻,有助于提高汽车系统的安全程度,一旦发生异常情况,可以自动停止指令传输。除此之外,对于数据分享而言,通过该项技术,能够对收发数据是实现快速翻译,真正实现实时的数据共享。该项技术与其他总线技术相比,数据传播更为便捷,采用二进制的数字计算方式,包括数据部分、开始域、结束部分等。与此同时,汽车电气系统内部节点间的信息传输无需经过添加站点地址,有助于提升人们对于汽车高质量的体验效果。该项总线技术在实际使用期间,缩短总体线路,并减少系统内的插件总量,在控制系统运行成本的同时,还可以在某种程度上打破空间与时间的限制。

对于传输介质的选用,需结合汽车最初设计的实际性能进行选择,介质包括电缆、光纤等,此外,CAN总线技术本身的设置,可以大幅度提高整个系统的安全系数。在以往的汽车系统运行期间,信息传播仅能实现点与点之间的传输,为实现对汽车各部分的有效控制,便需要安装多条线路,导致其结构过于繁杂。而CAN总线技术的应用,最大限度地缩短线路的长度以及数量,不仅有效控制汽车的制造成本,还在保证基本控制功能的前提下,对内部结构实现简化,提高车内的整洁度以及安全指数。除此之外,该项技术已经达到相关的国际标准,可进行多主方式的工作形式。另外,该项总线技术对于网络可做进一步的层级划分,能够结合实际需求进行调整,保证人机的良好互动,具有较强的交互性,实现多元化的功能设计,其主要的提升方向是保证系统操作基础性功能的完善,并对内部的各环节实现升级优化。除此之外,在未来的发展中,相关设计人员应注重提高该项技术的包容性,吸纳其他总线技术的优势,以不断完善自身,提高其与市场的锲合度[2]。

3.3 FlexRay总线技术

该项总线技术是目前较为先进的技术之一,具有较高的灵活程度,极大缩短数据傳输的时间,上述的CAN总线技术在汽车行业已经实现较为广泛的使用范围,而该项技术独具特色受到相关设计研究人士的关注。在未来较长的时间内,将会成为相关领域的发展目标。该项技术概念的产生主要是由于当前部分汽车领域的市场需求,对于通信的精准度、速度以及冗余空间等都有着更高的要求。与上述的CAN总线技术相比,该项技术的单次传输速度可达到10MB,整体系统的数据传播速度最大可实现20MB/s,是CAN技术的二十倍。另外,该项技术可以实现对整个系统的实时监控,并可以使用总线、混合拓扑等,具有较强的灵活性。

现阶段,市场上使用该项技术的有VSC、VSA等。由于该项技术的综合性较强,其制造成本以及运行成本较多,并且技术含量也较高,若想使用高精度以及高速度的电气系统,需要保证控制部分以及网络速度具备更高的使用条件。在信息科技技术持续发展的过程中,该项总线技术也会随之优化升级。FlexRay技术已经推出便成为重点推广的对象,在指令的准确度以及信息传播速度方面都优于其他总线技术,但由于其制造成本过高,严重限制其应用的范围。现阶段,该项技术在汽车领域中,主要应用在稳定性以及汽车转向方面的控制,并可以实现对网络的复制。就目前的情况而言,各项技术处于不断更新升级的过程中。因此,该项总线技术仍需要不断完善,提高实用性。另外,FlexRay技术具有较强的可操控性,能够有效实现分布式的操控方式,对于同一系統中的其他总线技术起到补充车内网络程度的作用[3]。

3.4 MOST总线技术

该项技术适宜光纤作为传输的媒介,属于串行通讯方式,借助该项技术,汽车使用者可以通过车载电脑实现对汽车运行系统的操控,主要针对车内多媒体系统进行控制。目前,群众对于自身的生活质量要求有所提升,在汽车行驶的过程中会播放音乐、广播等,而借助MOST技术,提高对此部分内容的控制能力,以免司机分散注意力,提高行驶风险系数。一般情况下,车载多媒体系统在运行过程中会使用大量的流量,因此,为保证内部系统的持续运行,应对部分技术加以改良调整,促使整个系统内的各部分节点之间都能实现高效的数据通信。据不完全统计,该项技术在运行过程中,数据传送的速度大致在20MB/s,若能长时间保持在该速率下,车载的多媒体系统便可保质保量的运行。

在汽车行业领域中,该项技术受到更多人的欢迎,部分汽车已经在电气系统中加入该项总线技术。数据包是该项技术实现数据传输的主要来源,包括分组数据以及控制数据等,其在实际的应用过程中能够将车载的娱乐设施发挥出最大的调用,提高汽车使用者的体验感。上述的CAN以及LIN两项总线技术对于多媒体设备部分功能性较差,多媒体数据传输极易受到其他部分干扰。如今,各行业领域都在追求个性化发展,而将MOST技术应用到汽车电气系统中,能够充分发挥其个性化的控制功能。

4 结束语

综上所述,市场对汽车使用性能提出更高的要求,根据上述对现有总线技术的分析提高群众对于电气系统相关内容的认识程度。在现有的汽车生产活动中,总线技术已经实现较为广泛的影响力,并能根据车型以及受众人群的特点选用合适的总线技术,为该行业发展创造出更为广阔的发展空间。

参考文献:

[1]韦利,薛烨.汽车电路与电气系统的检测与维修方法[J].内燃机与配件,2019(21):141-142.

[2]刘金凤.基于CAN总线的汽车电气系统的设计研究[J].微型电脑应用,2019,35(08):124-126.

[3]唐映全.汽车车身系统总线结构及电气系统网络化技术研究[J].时代汽车,2018(12):149-150+153.