新能源電動(dòng)汽車(chē)（帶網(wǎng)關(guān)Gateway）車(chē)身網(wǎng)絡(luò )控制系統CAN數據開(kāi)發(fā)趨勢

隨著(zhù)國內新能源汽車(chē)的崛起好快速發(fā)展，電動(dòng)汽車(chē)無(wú)論是平民消費級，還是昂貴的大品牌，基本全部支持CAN網(wǎng)絡(luò )，大部分的車(chē)型已經(jīng)配備了網(wǎng)關(guān)（Gateway）。包括了傳統汽油車(chē)類(lèi)的奔馳、寶馬、大眾、保時(shí)捷、通用等傳統燃油車(chē)系，新能源新造車(chē)勢力及很多合資國產(chǎn)新能源車(chē)、自主品牌都支持網(wǎng)關(guān)（Gateway）車(chē)身網(wǎng)絡(luò )控制系統。

起步比較晚的中國，也開(kāi)始慢慢爬坡，相關(guān)的CAN總線(xiàn)數據研究已經(jīng)脫胎換骨，從院校走向市場(chǎng)，實(shí)現真正的網(wǎng)絡(luò )電子化、汽車(chē)數字化、智能化。在汽車(chē)內部的CAN/LIN總線(xiàn)技術(shù)實(shí)時(shí)性、可靠性、抗電磁干擾性逐步增強，伴隨著(zhù)中國新能源汽車(chē)發(fā)展的東風(fēng)，市場(chǎng) 開(kāi)放巨大的需求，CAN的數據得到更加廣泛應用?；谛履茉窜?chē)的產(chǎn)品逐漸鋪開(kāi)，新能源汽車(chē)CAN數據必然是一項朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，有著(zhù)無(wú)限前景，在中國普及和應用將隨著(zhù)汽車(chē)電子的深入，網(wǎng)關(guān)（Gateway）的標配，變得更加多樣化、智能化、門(mén)檻也將越來(lái)越高。

網(wǎng)關(guān)（Gateway）CAN數據開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，開(kāi)發(fā)難度存在巨大的差異，中國有句傳統，叫在什么山唱什么歌，從這座山出去，不一定會(huì )唱那山的歌。意思是汽車(chē)零部件供應商，只是獲得指定車(chē)型的CAN網(wǎng)關(guān)數據交互部分協(xié)議，然而市場(chǎng)環(huán)境下，新能源汽車(chē)電子控制系統在不同汽車(chē)制造廠(chǎng)家裝置的網(wǎng)關(guān)（Gateway）位置、數據、線(xiàn)束定義、CAN報文、LIN都不同，不少廠(chǎng)家是委外開(kāi)發(fā)，更有甚者還是組裝廠(chǎng)的搞法，底層核心依舊在國外，到現在還沒(méi)有自己的這套系統。而且，大學(xué)汽車(chē)院多為學(xué)術(shù)討論為多，實(shí)操及具體開(kāi)發(fā)與整車(chē)邏輯控制并沒(méi)完全市場(chǎng)化，所以，無(wú)論是基于網(wǎng)關(guān)（Gateway）控制器的開(kāi)發(fā)，還是基于CAN/LIN系統的產(chǎn)品，是具有高門(mén)檻，長(cháng)積累的行當，無(wú)疑含有廣闊的市場(chǎng)前景。

電動(dòng)汽車(chē)大量應用網(wǎng)關(guān)（Gateway）已經(jīng)是不爭的事實(shí)，速銳得基于新能源汽車(chē)CAN總線(xiàn)數據的應用也已經(jīng)被大家認同，只有不斷深耕底層CAN數據的汽車(chē)電子技術(shù)，才能使得汽車(chē)在未來(lái)的產(chǎn)業(yè)數字化領(lǐng)域達到世界領(lǐng)先水平?，F在汽車(chē)網(wǎng)關(guān)設計中廣泛采用的美國汽車(chē)工程師協(xié)會(huì )SAE推薦網(wǎng)絡(luò )拓撲結構，大體有三類(lèi)CAN網(wǎng)絡(luò )，一條是500K速率的CAN，用于動(dòng)力系統、BMS電池管理系統等，關(guān)鍵連接對象是發(fā)動(dòng)機、變速箱、電池組、ABS、助力轉向、安全氣囊控制等，另一條是中速CAN，應用于車(chē)身要求較高的系統，還有一條是低速CAN，關(guān)鍵連接和控制汽車(chē)的外部燈光照明、燈光信號、空調或者其他低速控制單元。大多數的車(chē)型一律采用高速CAN，因為ECU的處理能力在不斷升級，一般大多都采用的500K，里面包括了發(fā)動(dòng)機、電動(dòng)機、車(chē)身、電池組、底盤(pán)及安全，娛樂(lè )系統更高級的部分已經(jīng)采用了以太網(wǎng)。

以車(chē)型網(wǎng)關(guān)（Gateway）采集CAN數據舉例，長(cháng)安CS75PHEV的網(wǎng)關(guān)位置在方向盤(pán)正左邊，需要拆開(kāi)儀表左邊貼門(mén)的裝飾面板，拆掉左邊空調通風(fēng)口的面板，寶馬5系的網(wǎng)關(guān)在主駕駛室平放腳的地板位置，保時(shí)捷卡宴的的網(wǎng)關(guān)在主駕駛室座椅下方，帕拉梅拉的網(wǎng)關(guān)汽油車(chē)的在副駕駛，混合動(dòng)力的可以在后尾箱找到，寶馬摩托車(chē)的可以接入到姿態(tài)傳感器，北汽EU5的在副駕駛手套箱右下方，合創(chuàng )新能源的與長(cháng)安CS75PHEV相近，這個(gè)位置比較難拆，新款本田雅閣的在主駕駛左腳踏板上方，特斯拉可以接入扶手箱后邊的端口，長(cháng)城汽車(chē)部分車(chē)型在保險盒上方，大眾汽車(chē)大多接入油門(mén)踏板上方等等。

以新能源電動(dòng)汽車(chē)門(mén)窗控制子系統CAN產(chǎn)品舉例，主模塊上連接有駕駛員門(mén)、窗控制面板，可以控制各個(gè)電動(dòng)窗和門(mén)，因此，需要確認的CAN數據就包括了點(diǎn)火信息、鑰匙狀態(tài)、五門(mén)狀態(tài)、天窗狀態(tài)、保險開(kāi)關(guān)和開(kāi)/關(guān)門(mén)執行狀態(tài)等，為了識別正確的CAN信息數據輸入，信息的上升和下降均為毫秒級，模塊在檢測到按鍵輸入后，將發(fā)送對應命令到從節點(diǎn)，并開(kāi)啟從節點(diǎn)。軟件上采取USART實(shí)現LIN從節點(diǎn)通訊協(xié)議，從中檢出主節點(diǎn)發(fā)送給本從節點(diǎn)命令，并實(shí)施對應動(dòng)作；實(shí)施器件驅動(dòng)——門(mén)鎖電機驅動(dòng)，電動(dòng)窗電機驅動(dòng)及其反饋信號檢測和保護；門(mén)區按鍵/開(kāi)關(guān)狀態(tài)檢測并實(shí)施相關(guān)控制；環(huán)境溫度及電機溫度檢測。以車(chē)燈控制舉例，無(wú)論是原車(chē)件還是副廠(chǎng)件，都需要接受到中央處理ECU發(fā)來(lái)實(shí)施指令驅動(dòng)相關(guān)車(chē)燈遠光、近光、左轉向、右轉向、示寬燈、霧燈及警示燈等），后燈控制模塊也是一樣的。為此，很多中控臺的控制與改裝件就需要借助原廠(chǎng)CAN協(xié)議來(lái)支持他們的產(chǎn)品，實(shí)現無(wú)縫對接。

目前，卡脖子的芯片技術(shù)正在國產(chǎn)化，基于網(wǎng)關(guān)Gateway的車(chē)身網(wǎng)絡(luò )控制系統CAN數據開(kāi)發(fā)、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)也可以同步實(shí)現國內自主開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)，速銳得的成本將大幅低于進(jìn)口產(chǎn)品，也就不再依賴(lài)國外的芯片實(shí)現自主正向開(kāi)發(fā)，在較強的技術(shù)和價(jià)格競爭優(yōu)勢下，根據不同產(chǎn)品、不同數據、不同應用，可開(kāi)發(fā)更多新能源電動(dòng)汽車(chē)系列產(chǎn)品，遠銷(xiāo)全球。以常規的組合開(kāi)關(guān)、中央控制、電動(dòng)窗、雨刮、照明、門(mén)鎖、工況以及基于數據開(kāi)發(fā)出的智能駕駛輔助系統、車(chē)隊管理平臺、用車(chē)成本管理、工程機械運作等等從產(chǎn)品成本、性?xún)r(jià)比等同類(lèi)進(jìn)口產(chǎn)品相比，具備較強的市場(chǎng)競爭力。

技術(shù)上，接入CAN線(xiàn)，實(shí)時(shí)獲取汽車(chē)的相關(guān)數據，速銳得根據汽車(chē)CAN數據相關(guān)值的變化，做出合適的模擬及動(dòng)作測試，先從小范圍內開(kāi)始模擬測試，然后再擴大范圍，驗證數據可行性及動(dòng)態(tài)變化。在汽車(chē)ACC狀態(tài)、怠速狀態(tài)、熄火休眠前后比對，同步在高轉速、低轉速、平均轉速下查看汽車(chē)CAN數據變化，無(wú)論是原車(chē)傳感器，還是其他控制策略峰值。傳感器的難度和CAN總線(xiàn)的難度有差異，因為傳感器的數值更加靈敏，每秒差不多有300萬(wàn)個(gè)trips，對芯片要求算力也要求極高，特別是DPF、安全氣囊之類(lèi)傳感器之類(lèi)高速監控的傳感。從50毫秒級的CAN數據采集到0.2微秒的汽車(chē)傳感器數值采集與模擬，深入到汽車(chē)用的Sent協(xié)議底層，這已經(jīng)是數據開(kāi)發(fā)深度突破。

另外，汽車(chē)電子化、數字化是熱點(diǎn)，電子信息技術(shù)與汽車(chē)制造技術(shù)走向深度融合，新能源汽車(chē)的電子化水平、網(wǎng)絡(luò )化水平、智能化水平都在不斷提高，動(dòng)力和制動(dòng)部分控制是很復雜的系統工程，也是汽車(chē)中的關(guān)鍵技術(shù)，這也是為什么無(wú)人駕駛的線(xiàn)控系統極度關(guān)注這個(gè)領(lǐng)域，發(fā)展到自動(dòng)化控制或者自動(dòng)駕駛，需要長(cháng)期的積累，而現在我們要做的就是對抗國外技術(shù)標準封鎖，打破壟斷，國產(chǎn)替換。國內基于CAN網(wǎng)絡(luò )數據的研究與應用都比較晚，大多產(chǎn)品都是學(xué)習國外，真正網(wǎng)絡(luò )化電子設備和整車(chē)產(chǎn)品基礎還是靠引進(jìn)，速銳得在這個(gè)領(lǐng)域沉淀10年，已經(jīng)具備幾套產(chǎn)品設計的完整架構，相信以后會(huì )有越來(lái)越多的中國人創(chuàng )造出更新、更好的汽車(chē)總線(xiàn)產(chǎn)品。

這個(gè)產(chǎn)業(yè)，和國際優(yōu)異的水平相比，差距還是存在，關(guān)鍵表現在中國產(chǎn)商投入度不夠，資本也看不懂、產(chǎn)業(yè)極度依賴(lài)科技人才，并需要長(cháng)期投入；另外，這類(lèi)創(chuàng )新性產(chǎn)品往往要從整車(chē)設計步驟開(kāi)始，中國的汽車(chē)制造廠(chǎng)的商務(wù)合作態(tài)勢非常“硬剛”。高端生產(chǎn)力不足，只能在低端做文章，中國汽車(chē)制造永遠都處在拼價(jià)格，被國外割韭菜的惡性產(chǎn)業(yè)環(huán)境。但新能源汽車(chē)正處在一個(gè)高速發(fā)展的階段，含有較大的市場(chǎng)容量，市場(chǎng)前景很好，國內外多家廠(chǎng)商要求生產(chǎn)帶CAN總線(xiàn)產(chǎn)品，未來(lái)市場(chǎng)潛力極大。