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摘要：随着电子设备不断作用到汽车生产中，车身电气布线日渐复杂化，对汽车电气系统等可靠性运行与故障检修维护难度增加，需要综合应用网络化技术，优化完善汽车电气系统与车身系统总线结构，提高汽车系统结构整体性能与质量。
关键词：汽车电气系统；网络化技术；车身系统；总线结构；研究
在新形势下，汽车电子部件、电气控制设备等计算与通讯要求持续提高，汽车综合性能、运行效率等都提升到新的阶段，但随着电子化程度持续提高，车身布线、电磁干扰等问题不断显现，要借助网络化技术、总线技术等，优化完善车身系统总线结构以及汽车电气系统，确保投入使用的汽车具有较高安全度、舒适度等，实现汽车运行效益目标。
一、汽车电气系统网络化技术
在温度变化、电磁干扰、电子噪声等影响下，网络化技术在提升汽车电气系统稳定性方面起到关键性作用，包括对车身结构的优化完善，主要是因为网络化技术具有高容错、抗干扰性等能力，在信号编码、信号传输方面也极具优势。在应用网络化技术过程中，同步串行传输方法等作用到汽车电气系统。其中的数据信号可利用PWM以及NRZ编码，应用PWM编码方法，位速率不能超过100kb/s，而应用NRZ编码方法，位速率不能小于100kb/s。在二十世纪八十年的时候，国际知名汽车公司纷纷关注汽车电气系统网络化技术研究和具体化应用。最早，汽车网络只是两个处理器间的UART连接，能够实现信息数据间的共享，但节点增加难度系数较大，随后，开发的J1850这一汽车网络化专用规程成为车内联网的重要标准，UART串行通讯被取代。同时，德国博世公司研发的CAN总线技术属于实时控制总线技术，数据速率高达1Mb/s，多个节点可以在同一时间传输信息数据，德国大众ABUS、马自达PALMNET等标准应运而生。在此过程中，汽车工程师协会对三类汽车数据连网进行了相关定义。A类汽车：在汽车电气系统运行中，节点之间相同总线可以在网络化技术作用下传输、接收多路信号，但只能作用于数据率不高的汽车车体布线。B类汽车：多主总线系统可以在将多余组件取消，便于汽车电气系统运行中信息数据能够更好地在不同节点之间传输，也可以在短时间内将多方面功能集中到同一系统模块中。C类汽车：和B类汽车数据连网大致相同，但主要作用到汽车高数据率信号发送方面，可以有效应用到实时控制系统中。当下，J1850已成为美国汽车标准，应用到福特、通用两类汽车公司中，而CAN总线技术不断应用到欧洲，频繁出现在国外高档汽车身上，比如，保时捷、奔驰、劳斯莱斯。部分汽车公司针对在汽车总线传输具体化情况，制定了相关的标准，比如，美国的J1708、J1939，各类型汽车公司持续探究并推出新型汽车总线技术形式，包括一系列相关的标准，为网络化技术更好地应用到汽车电气系统中以及汽车网络化发展提供了重要保障。
二、车身系统总线结构
1、CAN总线
最初，CAN总线作用到车身系统结构中要求与之联系的各端口的通讯处理能力要高，但这在汽车电气系统方面很难实现。在二十世纪九十年代，电子器件控制技术、集成电路技术发展速度持续加快，在低成本单片机作用下，总线接口电路得以实现，为汽车总线技术布线注入了新的活力，随着科技深层次发展，基于汽车总线的各类接口芯片层出不穷。同时，CAN总线利用的是双线串行通讯形式，在CAN接口作用下，汽车系统结构不同控制模块可以实时和总线连接，而汽车各电子系统会形成与之对应的总线段，以网关为基点，电子系统各个总线段有机联系，汽车网络化系统形成。
2、汽车动力和传动系统、车身系统总线结构
SAB控制器、ASR控制器等都是汽车动力和传动系统的组成要素，可以动态化控制和汽车行驶相关的一系列系统，实现同步转速的同时对应的控制器作用到CAN总线，可以顺利提高汽车运行中信息数据传输效率，能够不间断传输产生的各类信息数据，在网络化作用下，对汽车系统结构进行不同层次动态化控制，有效降低故障问题发生率。此外，最初，作用到汽車电气系统结构中的CAN总线属于低速度B类CAN总线，频繁出现汽车仪表盘、蓄电池中，大都以J1850标准为出发点，实现CAN总线连接，也可以应用到车身系统结构连接方面，但需要将容错类型的CAN总线应用其中，在车身系统运行中实时发挥容错功能，这样在两条CAN总线运行中，如果其中一条出现短接、开路等故障问题，对应一条会在网络化技术作用下自动化切换，确保车身系统正常运行。在此过程中，LIN这类串行通讯总线也应用到车身系统结构中，可以实时连接车身的分布式电子单元，还能有效降低作用到总线接口方面的成本，有效弥补CAN总线缺陷。以车内各设备分布情况为基点，科学设置LIN总线，动态化连接车身系统结构设备、控制单元，再以CAN次级总线形式应用到车身系统结构CAN-B总线中，减少CAN接口成本，实时补充汽车总线传输协议，在不改动车身节点软硬件的基础上合理增加对应的节点，提高信息数据传输速率等。相应地，下面是基于LIN与CAN总线的车身系统结构示意图。
3、车身通讯与多媒体总线结构
通讯技术、多媒体技术日渐完善，满足了汽车系统结构网络化要求，持续应用到车身系统总线结构中，发挥着关键性作用，1394b、IEEE1394-1995等通讯与多媒体总线标准应运而生，IDB-1394优势更加鲜明，汽车车身系统结构数据传输速率、运行效率等明显提高，可长距离传输数据，自行增加或者减少汽车设备，自动连接计算机、CD播放机等。相应地，下面是车身多媒体总线结构示意图。
三、结语
总而言之，在汽车设计与研究中，要综合把握汽车运行情况，巧用网络化技术，有机联系汽车内部电子系统，构建通讯网络体系，在发挥总线技术具体作用中深化车身系统总线结构，缩短新车型研发时间的同时确保车身系统结构有着较高标准化程度，生产高质量网络化汽车，实时呈现测试、集中显示、诊断等功能，在满足人们汽车客观需求的过程中全面推动汽车行业可持续发展。
参考文献：
[1]刘长英，乔宇，王天皓等.基于RM的车身网络控制系统设计[J].河北工业大学学报，2013，42（5）：66-70.
[2]刘宁，高巍，卢文明等.基于虚拟仪器的汽车部件测试技术及其网络化研究[J].科学技术创新，2018，（6）：171-172.
[3]王毅.浅谈CAD/CAM技术在汽车产业中的应用及发展[J].企业技术开发（下半月），2016，35（3）：41-42.
[4]郑子健，张殿明，丁光林等.浅析基于车载以太网的总线拓扑结构[J].汽车电器，2016，（12）：66-68.
关键词：汽车电气系统；网络化技术；车身系统；总线结构；研究
在新形势下，汽车电子部件、电气控制设备等计算与通讯要求持续提高，汽车综合性能、运行效率等都提升到新的阶段，但随着电子化程度持续提高，车身布线、电磁干扰等问题不断显现，要借助网络化技术、总线技术等，优化完善车身系统总线结构以及汽车电气系统，确保投入使用的汽车具有较高安全度、舒适度等，实现汽车运行效益目标。
一、汽车电气系统网络化技术
在温度变化、电磁干扰、电子噪声等影响下，网络化技术在提升汽车电气系统稳定性方面起到关键性作用，包括对车身结构的优化完善，主要是因为网络化技术具有高容错、抗干扰性等能力，在信号编码、信号传输方面也极具优势。在应用网络化技术过程中，同步串行传输方法等作用到汽车电气系统。其中的数据信号可利用PWM以及NRZ编码，应用PWM编码方法，位速率不能超过100kb/s，而应用NRZ编码方法，位速率不能小于100kb/s。在二十世纪八十年的时候，国际知名汽车公司纷纷关注汽车电气系统网络化技术研究和具体化应用。最早，汽车网络只是两个处理器间的UART连接，能够实现信息数据间的共享，但节点增加难度系数较大，随后，开发的J1850这一汽车网络化专用规程成为车内联网的重要标准，UART串行通讯被取代。同时，德国博世公司研发的CAN总线技术属于实时控制总线技术，数据速率高达1Mb/s，多个节点可以在同一时间传输信息数据，德国大众ABUS、马自达PALMNET等标准应运而生。在此过程中，汽车工程师协会对三类汽车数据连网进行了相关定义。A类汽车：在汽车电气系统运行中，节点之间相同总线可以在网络化技术作用下传输、接收多路信号，但只能作用于数据率不高的汽车车体布线。B类汽车：多主总线系统可以在将多余组件取消，便于汽车电气系统运行中信息数据能够更好地在不同节点之间传输，也可以在短时间内将多方面功能集中到同一系统模块中。C类汽车：和B类汽车数据连网大致相同，但主要作用到汽车高数据率信号发送方面，可以有效应用到实时控制系统中。当下，J1850已成为美国汽车标准，应用到福特、通用两类汽车公司中，而CAN总线技术不断应用到欧洲，频繁出现在国外高档汽车身上，比如，保时捷、奔驰、劳斯莱斯。部分汽车公司针对在汽车总线传输具体化情况，制定了相关的标准，比如，美国的J1708、J1939，各类型汽车公司持续探究并推出新型汽车总线技术形式，包括一系列相关的标准，为网络化技术更好地应用到汽车电气系统中以及汽车网络化发展提供了重要保障。
二、车身系统总线结构
1、CAN总线
最初，CAN总线作用到车身系统结构中要求与之联系的各端口的通讯处理能力要高，但这在汽车电气系统方面很难实现。在二十世纪九十年代，电子器件控制技术、集成电路技术发展速度持续加快，在低成本单片机作用下，总线接口电路得以实现，为汽车总线技术布线注入了新的活力，随着科技深层次发展，基于汽车总线的各类接口芯片层出不穷。同时，CAN总线利用的是双线串行通讯形式，在CAN接口作用下，汽车系统结构不同控制模块可以实时和总线连接，而汽车各电子系统会形成与之对应的总线段，以网关为基点，电子系统各个总线段有机联系，汽车网络化系统形成。
2、汽车动力和传动系统、车身系统总线结构
SAB控制器、ASR控制器等都是汽车动力和传动系统的组成要素，可以动态化控制和汽车行驶相关的一系列系统，实现同步转速的同时对应的控制器作用到CAN总线，可以顺利提高汽车运行中信息数据传输效率，能够不间断传输产生的各类信息数据，在网络化作用下，对汽车系统结构进行不同层次动态化控制，有效降低故障问题发生率。此外，最初，作用到汽車电气系统结构中的CAN总线属于低速度B类CAN总线，频繁出现汽车仪表盘、蓄电池中，大都以J1850标准为出发点，实现CAN总线连接，也可以应用到车身系统结构连接方面，但需要将容错类型的CAN总线应用其中，在车身系统运行中实时发挥容错功能，这样在两条CAN总线运行中，如果其中一条出现短接、开路等故障问题，对应一条会在网络化技术作用下自动化切换，确保车身系统正常运行。在此过程中，LIN这类串行通讯总线也应用到车身系统结构中，可以实时连接车身的分布式电子单元，还能有效降低作用到总线接口方面的成本，有效弥补CAN总线缺陷。以车内各设备分布情况为基点，科学设置LIN总线，动态化连接车身系统结构设备、控制单元，再以CAN次级总线形式应用到车身系统结构CAN-B总线中，减少CAN接口成本，实时补充汽车总线传输协议，在不改动车身节点软硬件的基础上合理增加对应的节点，提高信息数据传输速率等。相应地，下面是基于LIN与CAN总线的车身系统结构示意图。
3、车身通讯与多媒体总线结构
通讯技术、多媒体技术日渐完善，满足了汽车系统结构网络化要求，持续应用到车身系统总线结构中，发挥着关键性作用，1394b、IEEE1394-1995等通讯与多媒体总线标准应运而生，IDB-1394优势更加鲜明，汽车车身系统结构数据传输速率、运行效率等明显提高，可长距离传输数据，自行增加或者减少汽车设备，自动连接计算机、CD播放机等。相应地，下面是车身多媒体总线结构示意图。
三、结语
总而言之，在汽车设计与研究中，要综合把握汽车运行情况，巧用网络化技术，有机联系汽车内部电子系统，构建通讯网络体系，在发挥总线技术具体作用中深化车身系统总线结构，缩短新车型研发时间的同时确保车身系统结构有着较高标准化程度，生产高质量网络化汽车，实时呈现测试、集中显示、诊断等功能，在满足人们汽车客观需求的过程中全面推动汽车行业可持续发展。
参考文献：
[1]刘长英，乔宇，王天皓等.基于RM的车身网络控制系统设计[J].河北工业大学学报，2013，42（5）：66-70.
[2]刘宁，高巍，卢文明等.基于虚拟仪器的汽车部件测试技术及其网络化研究[J].科学技术创新，2018，（6）：171-172.
[3]王毅.浅谈CAD/CAM技术在汽车产业中的应用及发展[J].企业技术开发（下半月），2016，35（3）：41-42.
[4]郑子健，张殿明，丁光林等.浅析基于车载以太网的总线拓扑结构[J].汽车电器，2016，（12）：66-68.