一(yī)、概述

      T-Box（Telematics Box）是(shì)新能(néng)源汽車(chē)實現(xiàn)車​↓↑★(chē)聯網應用(yòng)的(de)一(yī)個(gè)重要(yào)組成部分(fēn)，基于​ 當下(xià)技(jì)術(shù)背景和(hé)用(yòng)途≤≠，它通(tōng)常被設計(jì)為(wèi)一(yī¶​)個(gè)集成的(de)通(tōng)信模塊，能(néng)夠實現(xi®∞ àn)車(chē)輛(liàng)內(nèi)部™"網絡與外(wài)部互聯網之間(jiān)的(de)數(shù)據交換功能(né∞∑♥βng)。

圖1 某T-Box産品

二、架構

  當下(xià)常規的(de)新能(néng)源汽車(cσ∏>♠hē)電(diàn)子(zǐ)電(diàn)氣架構通(tōng)₹→↓常包含以下(xià)幾個(gè)關鍵系統：

      1.動力系統：包括電(diàn)機(jī)控制(zhì)系統、電(diàn)池管理(≤™≤≈lǐ)系統以及混動系統等；

      2.底盤系統：涉及制(zhì)動系統、轉向系統、懸挂系統等；

      3. 信息娛樂(yuè)系統：提供多(duō)媒體(tǐ)播放(fàng)、導航、語音(yīn)等功能(<<néng)；

      4.自(zì)動駕駛系統：主要(yào)負責自(zì)動駕駛領域相(xiàng)關功能(néng)；

      5.車(chē)身(shēn)控制(zhì)系統：負責管理(lǐ)諸如(rú)燈光(guāng)、門(mén)鎖等非動力相(xi αàng)關的(de)功能(néng)；

      6.網關：作(zuò)為(wèi)不(bù)同控制(zhì)系統之間(jiān)通(tōng)信的(d§✔e)中心點，負責數(shù)據路(lù)由和(hé)協議(yβ'£ì)轉換；

      7.T-Box：用(yòng)于實現(xiàn)車(chē)輛(liàng)與雲端或其他(tā)車(♠∏chē)輛(liàng)的(de)遠(yuǎn)程通(tōng)信。

  其架構示意如(rú)下(xià)：

圖2 當下(xià)主流整車(chē)電(dià←£​n)子(zǐ)電(diàn)氣架構

三、T-Box主要(yào)功能(néng)與節點交互

   在上(shàng)述架構中，T-Box通(tōng)常位于頂層，且以一(yī)個(gè)獨立的(¶>♠σde)控制(zhì)單元存在，它與網關緊密相(xiàng)連，并通(tō≥​ng)過相(xiàng)關車(chē)載網絡協議(yì)與車(chē)內(nèi)的(de♣☆)其他(tā)控制(zhì)節點進行(xíng)通(tōng)信，從(cóngα₹→)而獲取必要(yào)的(de)數(shù)據并執行(xíng)遠(yuǎn)程控↓☆∞制(zhì)指令。

3.1.主要(yào)功能(néng)

      T-Box在整車(chē)電(diàn)子(zǐ)電(diàn)氣架構中起♥ σ>到(dào)遠(yuǎn)程通(tōng÷®σ‌)信和(hé)本地(dì)交互的(de)重要(yào)作(zu&≤ò)用(yòng)，通(tōng)常其主要(yào)負責的↓±(de)功能(néng)有(yǒu)：

      1）遠(yuǎn)程監控與診斷：通(tōng)過收集車(chē)輛(li•≤↔àng)運行(xíng)數(shù)據，并通(tōng)過4G/5G等遠(yuǎn)距離(lí)無線網絡技(jì)‍γ術(shù)将這(zhè)些(xiē)數(shù)據上(shàng)傳至雲端服務器(qì)，‍←≠便于後台進行(xíng)實時(shí)監控和(hé)故障診斷；

      2）遠(yuǎn)程控制(zhì)：通(tōng)過接收雲端服務器(qì)或∞$€手機(jī)APP發送的(de)控制(zhì)指令，以執行(xíng)相(xiàn✔>g)關遠(yuǎn)程控制(zhì)功能(né ←ng)；

      3）OTA升級：通(tōng)過接收來(lái)自(zì)雲端服務器(qì)的(de)✘φ♦軟件(jiàn)更新包，并自(zì)動執行(xíng)軟件(jiàn)的(↑₩de)在線更新任務，以确保車(chē)輛(liàng)系統的α∞(de)最新性和(hé)安全性。OTA的(de)應用(yòng)是(shì)确保在軟件(jiàn)定義汽車(chē)背↕÷景下(xià)，車(chē)輛(liàng)常用(y‌>÷₹òng)常新的(de)關鍵，而T-Box作(zuò)為(wèi)主要(yào)節點其重要(↔"€yào)性不(bù)言而喻；

      4）位置服務：利用(yòng)北(běi)鬥等衛星定位系統以提供精确的(de)車(ch•←ē)輛(liàng)位置信息，并基于導航系統可(kě)實現(xiàn)防盜追蹤、車(chē)輛(lαφiàng)調度等功能(néng)。

圖3 T-Box功能(néng)的(de)市(shì)場(chǎng)應用∞≥(yòng)

3.2.典型交互流程

      T-Box通(tōng)過車(chē)載總線技(jì)術(shù)從(cóng)不(bù)同的(d$₽e)控制(zhì)單元中獲取車(chē)輛(liàng)數(shù£σ®γ)據，該數(shù)據通(tōng)過4G/5G等無線網絡被上(shàng)傳至雲端服務器(qì)，從(cóng)而為(wèi)用(yò¥&↓<ng)戶提供相(xiàng)關的(de)遠(★™÷yuǎn)程服務功能(néng)。當用(yòng)戶通(tōng)過手機(jī)APP發送相(xiàng)關控制(zhì)指令後，該指令将通(tōng)過無線網絡傳輸到(dào★→♦↕)雲端服務器(qì)，接著(zhe)雲端服務器(₹&¶ qì)會(huì)将指令發送給T-Box，T-Box再通(tōng)過網關将指令轉發給相(xiàng)應的(de)控制(©♦​zhì)單元。在接收到(dào)來(lái)自(zì)T-Box的(de)控制(zhì)指令後，控制(zhì)單元将執行(xíng)相(xiàng)關的(de)✘♣π控制(zhì)動作(zuò)，并将該結果↕ε∑通(tōng)過網關反饋給T-Box，T-Box再将該反饋結果上(shàng)傳至雲端服務器(qì)"™，然後雲端服務器(qì)再将反饋結果發送回用β•λ(yòng)戶的(de)手機(jī)APP上(shàng)，從(cóng)而用(yòng)戶便可₽≥£ε(kě)查看(kàn)到(dào)功能(n€♠éng)控制(zhì)的(de)結果。

  在OTA功能(néng)的(de)應用(yòng)中，各節點之間(jε€₩↓iān)的(de)典型交互流程大(dà)緻是(shì)：雲端服務器(&§qì)将軟件(jiàn)更新包發送給T-Box，在接收到(dào)更新包後，T-Box會(huì)将更新包通(tōng)過網關分(fēn✔λ)發給相(xiàng)應的(de)控制(zhì)節點，這(zhè)些(xiē)節點将根↑∑¶•據更新需求和(hé)流程執行(xíng)軟件(jπ'≠iàn)更新動作(zuò)，最後将更新狀态反饋給T-Box，然後T-Box再将反饋結果上(shàng)傳至雲端服務器(qì)。

四、發展趨勢

  随著(zhe)汽車(chē)相(xiàng₹ε™≥)關技(jì)術(shù)的(de)發展，傳統的(dγ§e)分(fēn)布式電(diàn)子(zǐ★✔)電(diàn)氣架構逐漸向域控制(zhì)和(hé)集中集成式架構轉變。這(zhè)意味著¶‌​(zhe)原本分(fēn)散在車(chē)輛↓∏¶♦(liàng)各處的(de)多(duō)個(gè)ECU将會(huì)被集成到(dào)幾個(gè)功能(néng)域控制(zhì)→§÷器(qì)中，再随著(zhe)芯片技(jì)術(shù)等的(de)成熟，負責域功✘∏能(néng)控制(zhì)的(de)節點也(yě)将再次被集成，最↑$終成為(wèi)以一(yī)個(gè)中央計(jì)算(suàn±>)平台為(wèi)主控的(de)架構模式。基于✘ 此發展背景，T-Box産品也(yě)将面臨同樣的(de)處境。

圖4 EEA發展帶來(lái)的(de)變化(huà)

  但(dàn)基于整車(chē)架構發展狀态的(de)不(bù)一(yī♦↑)緻性，當下(xià)對(duì)T-Box功能(néng)的(de)集成方式也(yě)有(yǒu)所差異。如(rú)在一(yī)®→些(xiē)車(chē)型中，T-Box的(de)功能(néng)已被集成到(d→φ♥ào)了(le)中央控制(zhì)模塊（CCM）中。CCM通(tōng)常負責車(chē)輛(liàng)的(de)信息娛樂(yuè)系統、遠(yuǎn)÷ ∞>程通(tōng)信以及其他(tā)與用(yòng)戶體(tǐ)驗相(xiàng)關的(de)功 &÷ 能(néng)，将T-Box集成到(dào)CCM中可(kě)以充分(fēn)利用(yòng)現(xià​ £n)有(yǒu)的(de)通(tōng)信資源，并←$>∞簡化(huà)整體(tǐ)架構。

  而在集成度稍低(dī)一(y‌'ī)些(xiē)的(de)車(chē)型中，基于網關π∏是(shì)連接車(chē)輛(liàng)內(nèi)部不(bù)同∞•✘網絡的(de)重要(yào)組件(jiàn)，其它通(tō→ ✔αng)常具有(yǒu)較強的(de)處理(lǐ)能(néng)力和(hé)豐富的(de)接εα口資源。出于這(zhè)些(xiē)方面的(de)考慮，将T-Box的(de)功能(néng)集成到(dào)網關中可(kě)以利用(yòng)其已有(yǒu)的δ✘(de)通(tōng)信基礎設施，且該集成方式相(xiàng)較于傳統可(kě)縮短(duǎ≈≈±★n)數(shù)據鏈路(lù)，便于與其他(tā)控制(zhì)節點進行(xíng)高(gāo)效₩<®★的(de)數(shù)據交換。

  而對(duì)于正在往域集中架構發展中的(de)車(chē♠©¥>)型而言，通(tōng)過對(duì)特定功能(néng¥±)領域的(de)控制(zhì)節點集成，可(kě)将T-BOX的(de)功能(néng)一(yī)并集成，這(zhè)可≥≠(kě)以進一(yī)步減少(shǎo)ECU的(de)數(shù)量，簡化(huà)布線，并提高(gāo)系統的(de)集成度。

五、關鍵技(jì)術(shù)

  為(wèi)保障T-Box功能(néng)應用(yòng)的(de)安全穩定，在實施方面常用(↔×yòng)的(de)關鍵技(jì)術(shù)有(yǒu)：

      1.通(tōng)信技(jì)術(shù)：使用(yòng)4G、5G等遠(yuǎn)程高(gāo)速無線通(tōng)信技(Ω✔jì)術(shù)，以确保數(shù)據的(de)快(kuài)速傳輸和( ÷γhé)低(dī)延遲，并支持如(rú)蜂窩網絡、Wi-Fi、藍(lán)牙等多(duō)種通(tōng)信模®→× 式，以為(wèi)系統提供冗餘通(tōn φ•✘g)信路(lù)徑和(hé)靈活性。通(tōng)過集成GPS、北(běi)鬥等 衛星定位系統，為(wèi)車(chē)輛(l↑¥ ≠iàng)提供準确的(de)位置信息。

      2.安全技(jì)術(shù)：使用(yòng)如(rú)AES、RSA等加密算(suàn)法來(lái)保護數(shù)據的(de)安全傳輸，防止數(shù↑∏♠™)據被截獲或篡改，并利用(yòng)數(✔¥π≠shù)字簽名以驗證數(shù)據的(de)完整性和(hé)來(lái)源的(d©£™®e)真實性，通(tōng)過部署防火(huǒ)牆和(hé)入♣•α侵檢測系統來(lái)阻止未經授權的(de)訪問(wèn)，并監測任何可(k≈>ě)疑活動。采用(yòng)如(rú)TLS/SSL等安全協議(yì)來(lái)保護數(shù≥ε)據傳輸的(de)安全性。

      3.軟件(jiàn)技(jì)術(shù)：通(tōng)過邊緣計(jì)算(suàn)，以便進行(xíng)本地(dì)數(shù)據處理(€>∞≥lǐ)，減少(shǎo)雲端通(tōng)信延遲。邊緣計(jì)算(suàn)旨在通(tō∞↓≤₹ng)過在數(shù)據産生(shēng)的(de)源頭或附近(jìn)進行γ•↓←(xíng)計(jì)算(suàn)，來≠×(lái)減少(shǎo)數(shù)據傳輸×λ到(dào)雲端所導緻的(de)延遲問(wèn)題，同時α'(shí)降低(dī)網絡帶寬的(de)使用(yòng)，提高(gāo)數ε✔(shù)據處理(lǐ)的(de)速度和(hé)效率。在T-Box功能(néng)的(de)實現(xiàn)中，可→¶ε (kě)通(tōng)過配備足夠的(de)計(jì)算(suàn)資源來(lái)處理(lǐ)傳£>÷感器(qì)數(shù)據和(hé)車(chē)←♣↑<輛(liàng)其他(tā)數(shù)據，無需将所有(yǒu)數(shùλ↔ ∏)據都(dōu)發送到(dào)雲端進行(xíng)處理(lǐ)，這(zhè)可(k∏¶ě)以顯著減少(shǎo)網絡流量和(hé)延遲。對(duì)于那(÷→nà)些(xiē)具有(yǒu)敏感性的(de)數(shù)據，通(tōng)過本地¶&(dì)處理(lǐ)方式，可(kě)減少(shǎo)數(shù)據傳輸過程中的(deφ  ≈)安全風(fēng)險，并消除用(yòng)戶的(de)顧慮。

  實施邊緣計(jì)算(suàn)示例：當T-Box收集到(dào)如(rú)電(diàn)池電(diàn)壓÷©、電(diàn)機(jī)溫度等數(shù)據< ©©時(shí)，通(tōng)過在本地(dì)進行(xíng)初步綜合分(fēn)析後，如(rú€Ω✘ )果發現(xiàn)異常情況，其可(kě)直€★₽接發出警報(bào)或采取行(xíng)動。隻有(yǒu)當有(yǒu)必要(yà↑←o)時(shí)，才會(huì)将完整數(shù)據•$∞發送到(dào)雲端進行(xíng)更深入的(de)分(₽•±¶fēn)析。

六、總結

  在新能(néng)源汽車(chē)的(de)車±₽(chē)聯網應用(yòng)中，T-Box作(zuò)為(wèi)連接車(chē)輛(liàng₽®)與外(wài)部世界的(de)重要(yào)橋梁，其重要(yào)性不(bù)言而喻。而随著(¶<zhe)相(xiàng)關技(jì)術(shù)的(de)進♦→&σ步和(hé)出于成本的(de)考量，獨立存在的(de)T-Box産品将被其他(tā)功能(néng)更為(wèi)強大(d✔∞π☆à)的(de)節點所集成，然而盡管其存在的(de)方式發生(shēng)±γ了(le)改變，但(dàn)其功能(néng™ ÷&)在車(chē)聯網應用(yòng)中的(₹∞de)重要(yào)性将會(huì)愈加凸顯。

轉自(zì)覺知(zhī)汽車(chē)