NXP引进局部网络——不受车型限制的环保方案

环保需求激发创新

随着全球政府不断要求减少车辆二氧化碳排放，汽车制造商对如何制造出更加环保的车辆日益关注。在汽车强国——德国工作多年的恩智浦半导体汽车电子事业部业务发展总监李晓鹤说：“一提到车辆环保，很多人首先想到的是电动车，但是其实传统车辆也有提高能效的可能性。我们的目标是降低总的二氧化碳排放量，但是目前很多发展中国家的电力供应大多来自火电厂，所以在这些国家使用的电动车其实只是让二氧化碳的排放从汽车转移到了火电厂，并没有什么降低。电动车辆和传统车辆在提高能效上都面临着各种技术难题和解决方案”

有鉴于此，在2011年6月德国路德维希堡举行的一次大型国际汽车会议上，奥迪、宝马、戴姆勒、保时捷和大众表示，正通过ISO和AUTOSAR等行业组织将能够大大提升功效的CAN局部网络(PartialNetworking)推动成为一项行业标准。奥迪公司E/E执行总监RickyHudi表示：奥迪和大众将率先在新一代车型中引入局部网络功能。

局部网络让ECU张弛有度

李晓鹤说：“在目前的车载网络架构下，车辆使用过程中所有的电子控制单元（ECU）都会一直处于激活状态，并不断产生功耗。即便ECU控制的某些应用程序并非一直被需要，例如，在高速公路上时，电动座椅、天窗、起窗器一般是不会被频繁使用的。”

什么是局部网络（PN）呢？很简单，就是通过软件动态定义的方式设定在某种情况下，哪些ECU打开，哪些ECU在需要使用之前始终保持低功率模式，这就可以降低车的能耗，减少排放量，提高燃油效率。由于有助于扩大行驶里程和优化充电时间，局部网络对电动和混合动力汽车也同样极其有益。

利用了局部网络的燃油车的车载网络，如图1（a）和图1（b）所示，灰色ECU处在休眠状态。可以明显看出，在驾驶和泊车模式下，利用局部网络可以关闭很多不需要使用的ECU，不仅环保还能延长ECU的使用寿命，为消费者节省了成本。李晓鹤表示：“预计，在使用CAN局部网络技术后，中期可预见减少的二氧化碳排放量约为2.6g/km，每百公里节约燃油0.11 L。需要说明的是，FlexRay总线主要用于安全性较高的ECU，近几年将在欧洲中端车上普及。”

a 驾驶模式下



b 泊车模式下

图1 利用了局部网络的燃油车的车载网络

在电动车和混合动力车中，局部网络可以成为能源管理的一部分，能进行分布式能源管理。在驾驶模式下，车身ECU和充电器是关闭的，可以改善行驶里程；而在充电模式时，仅打开与充电相关的模块，可以缩短运行时间、降低能耗。李晓鹤举了个例子：当要确定行程时，iPhone应用程序和远程信息部件打开，驾驶员输入数据（日期、时间和目的地）。在规划行程时，导航及交通信息打开、计算路程、评估所需能耗、核定不可返回点、规划充电策略，之后，导航及交通信息关闭、远程信息部件待机。在充电模式时，充电器打开，安全监控器及连接HV电池打开。车辆待机时，充电器、链接HV电池以及安全监控器都关闭。

NXP CAN局部网络解决方案

正是看到了局部网络的优势和广阔前景，NXP推出了具有局部网络功能的新型高速CAN收发器TJA1145和集成5V/100mA微处理器供电的CAN系统基础芯片UJA1168。两者均通过启用“选择性唤醒”和“选择性休眠”功能支持CAN局部网络方案，兼容NWPISO 11898-6和AUTOSARR3.2.1标准，并且都可提供小尺寸的HVSON14封装形式。出于向后兼容的考虑，恩智浦也可提供采用SO14封装的TJA1145，用户对已有的电路并不需要做太大改动。它们能够实现设计工程师对车辆总线通信网络的精确控制。通过智能地禁用一些当前无需激活的ECU，工程师能够在不影响产品性能以及消费者体验的前提下显著降低车辆燃油消耗和二氧化碳排放。

李晓鹤强调：局部网络在节能减排的同时，可以给驾驶者、汽车制造商带来诸多好处，如更加舒适、增加电动车行驶里程等，相信局部网络会逐步得到更多制造商以及政府的推广和采用。