摘要：汽车内部的电气系统是其关键的组成部分，随着汽车品质和质量的不断提升，电气系统的稳定运行和高效运转成为了衡量汽车质量的重要指标之一，因此现阶段主要运用和发展总线技术手段，来提高电气系统内部各个分系统的通讯和信号传递的质量水平，在电气系统中发挥着愈加重要的作用。总线技术还需要适应汽车产业的发展变化，不断进行技术创新和突破，完善技术应用体系。
关键词：总线技术；汽车电气系统；应用
总线技术手段是为了应对汽车内部各个分系统之间的连接关系，各系统在执行某项功能任务时的合理反应和处置效率，因此其控制系统内部存在多个用于控制的单元模块，将各个系统连接起来，将信号通畅地在各系统之间进行传递，这不仅对于汽车的质量品质是一种重要保证，对于汽车的安全性能方面也起到了不可或缺的作用。目前总线技术已经开始更广泛和更深入的应用于汽车内部电气系统的建设和完善之中，各种技术手段发挥了其应有的作用，为提高汽车各项功能服务水平发挥着至关重要的作用。本文根据以下几种总线技术来详细分析其在电气系统中的具体应用情况。
1 CAN总线技术
传统的布线技术会导致庞大的布线系统，点对点的联系方式使得传统汽车的导线长度可以达到两千米左右，涉及的电气节点高达一千五，如果沿用传统的布线技术这种导线长度还将以每十年翻一倍的速度增长，多而粗大的导线进一步缩减了汽车的可用空间，降低系统的可靠性和维修效率。随着人们对汽车信号实时交互的需求加强，提升信号效率、扩充子系统兼容性成为最大的问题。
CAN总线技术即控制器局域网络技术（Controller Area Network），最初是由德国的BOSCH公司开发的一种串行通信协议，目的是将汽车电控模块（ECU）间的数据交换变得更为合理和流畅。CAN总线包括导线、控制器、收发器和两个终端电阻，共四个部分，收发器可以接收和发送网络上共享的信息，控制器负责对收到和发送出去的的信号进行翻译，两个终端电阻分别装在两个控制单元内,当终端电阻出现故障时,可以通过产生变化电压的反射，阻止CAN总线信号生效。
CAN总线是目前唯一拥有国际标准的现场总线，作为一种具有革命性意义的开发技术，最大的应用优点是实现了多主方式的工作模式，CAN总线系统在网络通讯过程中采用二进制数字信息,每条信息都由开始域、状态域、空位、检查域、数据域、安全域、确认域和结束域八个部分组成。CAN总线上的任意一节点都可以在不需要站点地址的情况下，随时向同一网络上的其他节点发送和接受信息，通信方式十分自由自主。同时CAN网络上的信息可以划分优先等级，满足车主的人性化交互需求，对于车辆的舒适性来说十分重要。
CAN总线技术相对于传统布线技术来说，不仅在成本上缩减了汽车信号线束的长度和插件的数量，而且在用户体验上满足了通信距离和通讯时间的需求。如果汽车改用CAN技术，平均能减少300只插件和一米长的线束，且扩大了材质的选择范围，双绞线、同轴电缆或光纤均可以成为CAN总线的传输材质。CAN总线的直接通讯距离可达一万米，速率可达1M每秒，将车载电气的信息传输时间大大缩短，且传输信息采用了短帧结构，每帧都包含CRC校验或者其他检错措施,大大降低了车辆在电气运行中受干扰率和数据出错的概率。目前，汽车使用CAN总线构建车内网络的重点在于，需要针对具体的车型开发ECU的硬件和应用层的软件。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2 局域互联网络总线技术
当前的汽车内部的网络可以将其视为一种局域性质的网络架构，很多先进的汽车制造企业都开始运用这种思路和技术方法来研制新式的汽车车型，而且为了可以有效的减少汽车在网络架构建设中所消耗的成本，一些汽车制造企业开始合作研发一种通行的网络通讯协议，作为建设汽车局域网络控制系统的基础前提和条件，而且还能够有效提升汽车内部网络系统对各个子系统的控制能力和操控水平，使得人们对于汽车的驾驶操作更为顺畅和舒适，这种协议主要针对目前广泛存在于汽车内部载有的电脑而设计的，这种局域网络架构形式的总线架设手段，不仅能够提升汽车功能的优势作用，并且还可以减少汽车在相关电子系统装备设计、安装和制造方面的成本，尽管目前其内部用于信号传导的导线的传导效率和传输速度较慢，网速还有待进一步提升，但是这种协议模式下的电气系统拥有较高的抗干扰水平。局域的网络结构这种形式的总线安装制造模式，之所以能够降低汽车制造某些方面所需要的成本，关键在于将各条功能线路和子系统集中统合起来，进行统筹的规划设计，使其结构得到简化，节省和排除多余的线路和分系统，将功能系统和线路高度的集成在一起，不仅提高了信号传输的可靠程度，也是汽车装备和系统建设成本降低的重要原因所在。
3 MOST总线技术
MOST总线技术属于以光纤为基础的串行通信协议的一种，其研发主要是为了实现车载电脑对汽车多媒体软件及相关硬件结构的控制。一般情况下，汽车多媒体软件运行过程中将形成大量的网络流量消耗，为保证系统运行稳定，就需要对相关的总线技术进行进一步完善，以保证传输速度能够满足系统运行需要。研究证实，MOST总线技术下，总线最高传输速度可达20MB/S，该速度，如无特殊情况，该速度一般能够很好的满足多媒体按照软件及其硬件结构运行所需要的网络要求，并保证良好的通信质量。MOST总线技术发展至今已经被多家汽车厂商广泛应用与汽车内部系统之中，在顶级车辆的车载系统中尤为常见。
4 FlexRay总线技术
FlexRay总线技术最初由戴姆勒克莱斯勒公司推出，已经成为同类产品的基准，属于目前领先的汽车设计领域未来的发展和研究技术之一。FlexRay总线技术具有灵活性、高速、通信时间确定和双通道冗余等优秀特点。
CAN总线已经在车载网络中得到了广泛的应用,而FlexRay总线由于其独特的优化特性,吸引了汽车设计及行内研究人员的普遍关注,已经成为下一代车载系统的优先推广技术，将在未来很多年内，引导整个汽车电子产品控制结构的发展方向。
FlexRay总线技术设计来源于更高端的汽车使用需求，如数据传输更快、数据通信更灵活、容错运算更科学、拓扑选择更全面等。相比较于CAN总线技术，FlexRay数据速率最大可达到10M，总数据速率可达到20M每秒，是CAN的20倍。除此之外，FlexRay可通过硬件实现完全复制网络配置，并进行进度监测，支持总线、星型和混合拓扑等多种灵活方式。
目前市面上运用的FlexRay总线技术应用的例子包括：线控操作转向－典型的是使用电子控制单元；(ABS)-包括车辆稳定控制(VSC)和车辆稳定助手（VSA）。
结语
现阶段，总线技术对于汽车电气系统的应用已经十分广泛，并且以不同的种类存在。对于车载电脑各个子系统以及相应的硬件设施之间的数据交换和通信起到了关键性的作用。并且可以有效的侧重不同的功能结构区域。在今后的发展过程中，将会取得更大的发展和进步。一个行业的发展，离不开科学技术的变革和创新。因此，总线技术的发展必定会为汽车电气系统做出更大的贡献。
参考文献：
［1］宇文雄.汽车电气系统中总线技术的应用研究［J］. 建筑工程技术与设计,2016(18).
［2］张艳山．基于CAN总线的汽车门窗控制系统应用研究［D］． 重庆大学，2009．
论文作者:潘希潇
论文发表刊物:《电力设备》2018年第12期
论文发表时间:2018/8/9
标签：汽车论文; 总线技术论文; 系统论文; 总线论文; 电气论文; 网络论文; 信号论文; 《电力设备》2018年第12期论文;