汽車電氣系統中總線技術的運用范文

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摘要：總線技術應用于汽車電氣系統中，實現了車載電氣系統的自動化，所以總線技術在車載電氣系統中的應用引起了廣泛關注。本文首先簡要分析了汽車電氣系統中總線技術的形成和發展，然后對CAN、LIN、MOST以及FlexRay四種總線技術進行了深入分析，并且細致討論了其優缺點和未來發展方向。

關鍵詞：汽車；電氣系統；總線技術

1汽車電氣系統中總線技術的形成和發展

汽車電氣系統中的總線是信號線的集合，即汽車內的電腦系統傳輸車內子系統信號。它的作用是描述電子信號，從而讓不同的子信號之間能夠進行傳輸，最終實現通訊功能。總線技術有助于提高通訊質量，然而大眾對總線技術的期望卻越來越高。汽車總線技術最開始應用于高端汽車，但是如今已經普及到大眾汽車當中。隨著信息技術和互聯網的發展，汽車電氣系統中的總線技術還有很大的提升空間。當下常見的總線技術主要有CAN、LIN、MOST和FlexRay，雖然，汽車總線技術種類很多，每種總線技術都有其優點，但是具有多種優點的綜合性總線技術還沒有形成。汽車電氣系統總線技術未來發展方向是高速度、高精確度、低成本以及多功能。汽車電氣系統總線技術雖然不是汽車配置的重要部分，但是隨著大眾對互聯網的依賴和高品質精神生活的需求以及對自動化設備的需要，總線技術依然有很廣闊的市場。

2汽車電氣系統中總線技術的應用

2.1CAN總線技術CAN是控制器局域網技術的英文縮寫，其是汽車電氣系統中總線技術中的一種。該技術起源于德國，其優點是高速完成各個電子系統控制模塊之間的數據通訊，并且穩定性極高。CAN總線由四個部分構成，分別是導線、控制器、收發器以及終端電阻（兩個終端電阻），每個部分都有自己的功能和作用。導線主要用于電信號的傳輸，控制其用于翻譯發送和接收到的信號，收發器用于網絡信息的接受和發送，終端電阻與信號生效息息相關。如果電阻障礙，則總線信號無法生存。通常情況下，兩個電阻分別放在終端的控制單元中，為了避免電阻出現故障，要巧妙設計汽車內的電氣結構以保護電阻正常工作。CAN總線技術具有很多優點。第一，傳統的汽車總線技術一般都是點對點信息傳輸，所以車內的傳輸線路比較多，相對來說汽車內部的結構比較復雜。較之傳統的總線技術而言，CAN總線技術既能夠完成數據傳輸，又能夠持續優化總線系統。所以，CAN總線技術應用于汽車電氣系統之后，縮短了連接線長度，減少了插件的數量，從而降低了汽車成本。車載電氣系統中電路簡單則整潔性和安全性都會大幅度提升。第二，CAN總線達到了國際標準，并且能夠實現多主方式的工作模式。CAN總線系統在網絡通訊過程中采用二進制數字信息，每條信息都由開始域、狀態域、空位、檢查域、數據域、安全域、確認域和結束域八個部分組成。其自主性表現為不限制站點地址，并且向節點發送或者接收信息時間具有任意性，即隨時隨地可以向著目標節點進行信息傳輸。第三，CAN總線技術對網絡信息進行了優化分級，可以根據車主的需要來選擇傳輸信息內容。這種總線技術就增加了人機交互需求，可以根據車主的需要來進行個性化設計。第四，CAN總線技術傳播速度非常快。傳輸速度高達1M/秒，并且傳播信息結構為短幀結構，可以提高精確度，降低數據出錯概率。總之，CAN總線技術已經步入了國際化標準行列，所以其將稱為各類總線技術的參考標準。因此，CAN總線技術的發展方向是實現總線中各個組成部分的標準化，并且實現控制單元各個部分的優化和提升。與此同時，CAN總線技術還要提高自己的包容性，要接納和吸收其他總線技術的優點，盡可能早日實現CAN總線技術和其他總線技術的兼容。

2.2LIN總線技術LIN是局部互聯網絡技術的因為縮寫，也是較為常見的汽車電氣系統總線技術。局域網總線技術最初是摩托羅拉和大眾以及寶馬等公司協商創造出的通訊協議。該協議的宗旨是減少車載網絡材料和車載通訊設備的成本，后來則廣泛應用于各個品牌的汽車當中。局域網總線技術對應用對象有一定要求，其只能夠應用在功能相對簡單的局域網系統中。因為簡單的網絡系統對精確度要求不高，所以相應總線技術的成本也不會太高。例如，轉向定時速度控制、電動車窗控制、電動座椅調節、雨刮器控制、后視鏡、車燈控制等都應用了局域網總線技術。LIN局域網總線技術具有很多優點，同時也有一些缺點。第一，LIN局域網總線技術的優點是抗干擾性能力非常強，可以有效對抗干擾信號，正確傳輸和處理信息。第二，摩托羅拉等公司也創造了其他可以與CAN總線技術連接的技術，由于LIN技術可以降低導線成本，也顯著降低了汽車成本。鑒于局域網總線技術的這個優點，其具有良好的發展前景。第三，LIN總線技術的主要缺點是速度過慢，現在均速為20KB/秒。這是由于其連接線只有一根的系統結構決定的。總之，LIN總線技術要進一步完善和優化，揚長避短，將自己的優點發揮到機制，同時也通過設計方案和設備材質更換等方式來弱化技術缺陷。因此，LIN總線技術的發展方向是在降低成本的基礎上實現傳輸速度的提升，爭取占領大眾汽車總線技術市場。與此同時，LIN總線技術要向著國際標準化方向發展。CAN已經成為了總線技術中的行業標準，LIN要盡可能向著標準化靠攏，為日后實現技術聯合和對接奠定基礎。

2.3MOST總線技術MOST是面向媒體的系統傳輸的英文縮寫，該傳輸協議基于光導纖維，其作用是控制汽車內電腦中的多媒體軟件。另外，MOST總線技術也可以對車內的多媒體硬件結構進行一定程度的控制。通常情況下，車載多媒體軟件是靠互聯網流量支持的，總線技術的穩定性對傳輸速度和質量有重要影響。現階段，車載多媒體在20MB/秒的速度下可以正常使用，MOST總線技術基本可以滿足這一需要。隨著大眾對生活品質要求的提升和互聯網技術的成熟，MOST總線技術的優良性能備受青睞，在豪車中的應用日漸廣泛。MOST總線技術的顯著優點是可以豐富車載多媒體系統，提高車內娛樂設備水平，充分利用互聯網資源，最大限度地實現了汽車電氣系統的現代化和個性化。MOST總線技術當下對于高檔品牌汽車和房車非常重要，也是日后大眾汽車總線技術的發展方向。總之，MOST總線技術提高汽車內文化娛樂活動水平，這對于緩解疲勞駕駛和提高房車旅行質量有重要意義。

2.4FlexRay總線技術FlexRay總線技術最初由戴姆勒克萊斯勒公司推出，已經成為同類產品的基準，屬于目前領先的汽車設計領域未來的發展和研究技術之一。FlexRay總線技術具有靈活性、高速、通信時間確定和雙通道冗余等優秀特點。CAN總線已經在車載網絡中得到了廣泛的應用，而FlexRay總線由于其獨特的優化特性，吸引了汽車設計及行內研究人員的普遍關注，已經成為下一代車載系統的優先推廣技術，將在未來很多年內，引導整個汽車電子產品控制結構的發展方向。FlexRay總線技術設計來源于更高端的汽車使用需求，如數據傳輸更快、數據通信更靈活、容錯運算更科學、拓撲選擇更全面等。相比較于CAN總線技術，FlexRay數據速率最大可達到10M，總數據速率可達到20M每秒，是CAN的20倍。除此之外，FlexRay可通過硬件實現完全復制網絡配置，并進行進度監測，支持總線、星型和混合拓撲等多種靈活方式。目前市面上運用的FlexRay總線技術應用的例子包括：線控操作轉向－典型的是使用電子控制單元；（ABS）-包括車輛穩定控制（VSC）和車輛穩定助手（VSA）。FlexRay總線技術具有諸多優點，但是其成本較高，涉及到的技術難度也比較大。所以，在短期內，該技術主要應用于高端汽車產品。FlexRay總線技術精確度高且傳輸速度快，其對控制單元的部件和互聯網傳輸速度也有很高要求。然而，互聯網發展和電子材料革新還在持續進行，所以FlexRay總線技術的飛躍式發展還需要一定的時間。

3結語

綜上所述，當下常見的汽車電氣系統總線技術有CAN總線技術、LIN總線技術、MOST總線技術以及FlexRay總線技術。這些總線技術都具有各自優勢和不足，在長期的優化和完善過程中各項技術都在趨于完善。隨著大眾對汽車品質和生活舒適度要求的升高，總線技術還將會有更大的突破和進展。因此，相關總線技術的研究人員要持續關注車載電氣系統結構設計、材料發展和互聯網技術，汽車生產商之間也要強強聯合以促進總線技術的發展和創新。

參考文獻：

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[2]付強.淺析總線技術在汽車電氣系統中的應用分析[J].山東工業技術，2015（09）.

[3]孟憲超.現場總線技術在汽車檢測線上的應用[J].城市建設理論研究（電子版），2017（02）

作者;林寧1；程豪1；胡霞2 單位：1.江西現代職業技術學院，2.克拉瑪依職業技術學院