環保需求激發創新

    隨著全球政府不斷要求減少車輛二氧化碳排放，汽車制造商對如何制造出更加環保的車輛日益關注。在汽車強國——德國工作多年的恩智浦半導體汽車電子事業部業務發展總監李曉鶴說：“一提到車輛環保，很多人首先想到的是電動車，但是其實傳統車輛也有提高能效的可能性。我們的目標是降低總的二氧化碳排放量，但是目前很多發展中國家的電力供應大多來自火電廠，所以在這些國家使用的電動車其實只是讓二氧化碳的排放從汽車轉移到了火電廠，并沒有什么降低。電動車輛和傳統車輛在提高能效上都面臨著各種技術難題和解決方案”

    有鑒于此，在2011年6月德國路德維希堡舉行的一次大型國際汽車會議上，奧迪、寶馬、戴姆勒、保時捷和大眾表示，正通過ISO和AUTOSAR等行業組織將能夠大大提升功效的CAN局部網絡(Partial Networking)推動成為一項行業標準。奧迪公司E/E執行總監Ricky Hudi表示：奧迪和大眾將率先在新一代車型中引入局部網絡功能。

局部網絡讓ECU張弛有度

   李曉鶴說：“在目前的車載網絡架構下，車輛使用過程中所有的電子控制單元（ECU）都會一直處于激活狀態，并不斷產生功耗。即便ECU控制的某些應用程序并非一直被需要，例如，在高速公路上時，電動座椅、天窗、起窗器一般是不會被頻繁使用的。”

    什么是局部網絡（PN）呢？很簡單，就是通過軟件動態定義的方式設定在某種情況下，哪些ECU打開，哪些ECU在需要使用之前始終保持低功率模式，這就可以降低車的能耗，減少排放量，提高燃油效率。由于有助于擴大行駛里程和優化充電時間，局部網絡對電動和混合動力汽車也同樣極其有益。

    利用了局部網絡的燃油車的車載網絡，如圖1（a）和圖1（b）所示，灰色ECU處在休眠狀態。可以明顯看出，在駕駛和泊車模式下，利用局部網絡可以關閉很多不需要使用的ECU，不僅環保還能延長ECU的使用壽命，為消費者節省了成本。李曉鶴表示：“預計，在使用CAN局部網絡技術后，中期可預見減少的二氧化碳排放量約為2.6 g/km，每百公里節約燃油0.11 L。需要說明的是，FlexRay總線主要用于安全性較高的ECU，近幾年將在歐洲中端車上普及。”

a 駕駛模式下

b 泊車模式下

圖1  利用了局部網絡的燃油車的車載網絡

    在電動車和混合動力車中，局部網絡可以成為能源管理的一部分，能進行分布式能源管理。在駕駛模式下，車身ECU和充電器是關閉的，可以改善行駛里程；而在充電模式時，僅打開與充電相關的模塊，可以縮短運行時間、降低能耗。李曉鶴舉了個例子：當要確定行程時，iPhone應用程序和遠程信息部件打開，駕駛員輸入數據（日期、時間和目的地）。在規劃行程時，導航及交通信息打開、計算路程、評估所需能耗、核定不可返回點、規劃充電策略，之后，導航及交通信息關閉、遠程信息部件待機。在充電模式時，充電器打開，安全監控器及連接HV電池打開。車輛待機時，充電器、鏈接HV電池以及安全監控器都關閉。

NXP CAN局部網絡解決方案

    正是看到了局部網絡的優勢和廣闊前景，NXP推出了具有局部網絡功能的新型高速CAN收發器TJA1145和集成5V/100mA微處理器供電的CAN系統基礎芯片UJA1168。兩者均通過啟用“選擇性喚醒”和“選擇性休眠”功能支持CAN局部網絡方案，兼容NWP ISO 11898-6和AUTOSAR R3.2.1標準，并且都可提供小尺寸的HVSON14封裝形式。出于向后兼容的考慮，恩智浦也可提供采用SO14封裝的TJA1145，用戶對已有的電路并不需要做太大改動。它們能夠實現設計工程師對車輛總線通信網絡的精確控制。通過智能地禁用一些當前無需激活的ECU，工程師能夠在不影響產品性能以及消費者體驗的前提下顯著降低車輛燃油消耗和二氧化碳排放。

     李曉鶴強調：局部網絡在節能減排的同時，可以給駕駛者、汽車制造商帶來諸多好處，如更加舒適、增加電動車行駛里程等，相信局部網絡會逐步得到更多制造商以及政府的推廣和采用。