CN109347946B - 一种新能源汽车用通讯网络结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新能源汽车用通讯网络结构，包括动力域、信息娱乐域、车身域、底盘域、自动驾驶域和诊断域等六个主干网络，六个主干网络之间的通讯通过网关实现，动力域和信息娱乐域内同时连接有多媒体影音娱乐系统和车联网控制器，多媒体影音娱乐系统和车联网控制器可直接从动力域中获取所需信息，且通过移动网络无线连接一大数据服务器，用于将车辆信息的远程无线传输，诊断域还包括诊断网络线路，诊断网络线路中设有独立的诊断CAN总线，诊断CAN总线一端连接网关GW，另一端连接OBD接口，通过所述OBD接口就可以获取整车的信息，保证各主干网络通讯的可靠性高，且传输路径较短。
Description
技术领域
本发明涉及汽车通讯网络领域，具体涉及一种新能源汽车用通讯网络结构。
背景技术
随着新能源汽车逐渐开始规模化的应用，以及自动驾驶、车联网技术在汽车上的普及，新能源汽车的电气化程度越来越高，各个电器件不再互相独立，而是互相影响、甚至互相依存。其中通讯网络结构的合理设计显得十分重要，如何使各ECU间通讯实时性最高，同时能保证各ECU通讯的可靠性、传输路径最短，就是通讯网络需要考虑的重点。
发明内容
有鉴于此，本发明的公开了一种新能源汽车用通讯网络结构，可保证各路主干网络通讯的可靠性高，且传输路径较短。
本发明的提供一种新能源汽车用通讯网络结构，包括六个主干网络，六个所述主干网络包括：
一动力域，用于车辆行驶与安全信息的通讯传输；
一信息娱乐域，用于车辆多媒体娱乐和联网控制信息的通讯传输；
一车身域，用于车辆车身信息的通讯传输；
一底盘域，用于车辆底盘信息的通讯传输；
一自动驾驶域，用于车辆自动驾驶信息的通讯传输；以及
一诊断域，用于连接售后诊断工具或研发调试工具，实现对于整车信息的获取和诊断；
六个所述主干网络内均包含有网关，不同的所述主干网络之间均通过所述网关实现信息的传递，所述动力域和所述信息娱乐域内同时连接有多媒体影音娱乐系统和车联网控制器，所述多媒体影音娱乐系统和车联网控制器可直接从所述动力域中获取所需信息，且所述多媒体影音娱乐系统和车联网控制器均通过移动网络无线连接一大数据服务器，用于将车辆信息的远程无线传输。
进一步地，所述移动网络为4G/5G的移动电信网络。
进一步地，所述动力域还包括整车控制器、燃料电池DC/DC控制器、双向DC/DC控制器、电池管理系统、电机控制器和12V蓄电池DC/DC，所述网关通过动力CAN总线同时连接所述整车控制器、燃料电池DC/DC控制器、双向DC/DC控制器、电池管理系统、电机控制器和12V蓄电池DC/DC，实现车辆行驶与安全信息的通讯传输；
所述车身域还包括无钥匙进入/启动系统、转向柱锁控制器、车身控制系统、空调控制面板、仪表、安全气囊控制器、虚拟引擎系统和抬头显示系统，所述网关通过车身CAN总线同时连接所述无钥匙进入/启动系统、转向柱锁控制器、车身控制系统、空调控制面板、仪表、安全气囊控制器、虚拟引擎系统和抬头显示系统，实现车辆车身信息的通讯传输；
所述底盘域还包括车身稳定控制系统、胎压监测系统、电子驻车系统和电动转向系统，所述网关通过底盘CAN总线同时连接所述车身稳定控制系统、胎压监测系统、电子驻车系统和电动转向系统，实现车辆底盘信息的通讯传输；
所述自动驾驶域还包括ADAS域控制器、360环视ECU、各类雷达、若干超声波雷达和摄像头，所述网关通过自动驾驶CAN总线连接所述ADAS域控制器，同时所述ADAS域控制器控制连接所述60环视ECU、各类雷达、若干超声波雷达和摄像头，实现车辆自动驾驶信息的通讯传输；
所述诊断域还包括诊断网络线路，所述诊断网络线路中设有独立的诊断CAN总线，所述诊断CAN总线一端连接所述网关GW，另一端连接OBD接口，用于传输整车所有主干网络的信息。
进一步地，所述燃料电池DC/DC控制器内子网段连接有氢罐控制器和燃料电池管理系统，所述燃料电池管理系统控制连接有多个燃料电池单体采集单元，所述双向DC/DC控制器内子网段连接有超级电容管理系统。
进一步地，所述多媒体影音娱乐系统内的网络可采用MOST或HDMI方式进行通讯。
进一步地，所述车身控制系统通过LIN总线连接有防夹模块和雨量传感器
进一步地，若干所述摄像头包括前置摄像头、后置摄像头、左侧摄像头、右侧摄像头和前视摄像头，所述雷达包括激光雷达、长距雷达和多个中距雷达，所述ADAS域控制器内包括三个子网，所述ADAS域控制器控制连接所述360环视ECU，所述360环视ECU控制连接所述前置摄像头、后置摄像头、左侧摄像头和右侧摄像头，形成第一个子网；所述ADAS域控制器控制连接所述激光雷达、长距雷达、多个中距雷达和前视摄像头，形成第二个子网；所述ADAS域控制器控制连接若干所述超声波雷达，形成第三个子网。
进一步地，所述ADAS域控制器内的三个子网采用的通讯方式为FLEXRAY、MOST或ETHERNET。
进一步地，所述网关在六个所述主干网络内的通讯方式为CAN、CANFD或FLEXRAY。
进一步地，所述网关内置网络防火墙功能。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：六个主干网络可适应不同车型的需求，通过OBD接口与各主干网络进行通讯，十分的方便，且有效缩短了传输的路径，同时便于后期车辆故障的排查和诊断，根据不同车型的需要匹配各自主干网络的通讯速率，保证了整个网络结构的实时性，网关内置的网络防火墙功能，以保证不同主干网络之间的信息传递可靠性及其安全性，具有可靠性高、通讯及时和适应性强的优点。
附图说明
图1是本发明实施例一种新能源汽车用通讯网络结构的结构图。
图中：1、动力域 101、整车控制器 102、燃料电池DC/DC控制器 1021、氢罐控制器1022、燃料电池管理系统 10221、燃料电池单体采集单元 103、双向DC/DC控制器 1031、超级电容管理系统 104、电池管理系统 105、电机控制器 106、12V蓄电池DC/DC 2、信息娱乐域 201、多媒体影音娱乐系统 202、车联网控制器 3、车身域 301、无钥匙进入/启动系统302、转向柱锁控制器 303、车身控制系统 3031、防夹模块 3032、雨量传感器 304、空调控制面板 305、仪表 306、安全气囊控制器 307、虚拟引擎系统 308、抬头显示系统 4、底盘域401、车身稳定控制系统 402、胎压监测系统 403、电子驻车系统 404、电动转向系统 5、自动驾驶域 501、ADAS域控制器 502、360环视ECU 503、雷达 504、超声波雷达 505、摄像头6、诊断域 601、诊断网络线路 7、网关 8、大数据服务器 9、OBD接口。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。
请参考图1，本发明的实施例公开了一种新能源汽车用通讯网络结构，包括6个主干网络，分别为动力域1、信息娱乐域2、车身域3、底盘域4、自动驾驶域5和诊断域6；
所述动力域1包含但不限于网关GW7、整车控制器VCU101、燃料电池DC/DC控制器FCBC102、双向DC/DC控制器BDC103、电池管理系统BMS104、电机控制器MC105、12V蓄电池DC/DC DCL106、多媒体影音娱乐系统IVI201和车联网控制器T-box202，所述网关GW7与所述整车控制器VCU101、燃料电池DC/DC控制器FCBC102、双向DC/DC控制器BDC103、电池管理系统BMS04、电机控制器MC105、12V蓄电池DC/DC DCL106、多媒体影音娱乐系统IVI201和车联网控制器T-box202之间可采用CAN、CANFD或FLEXRAY等方式进行通讯，例如采用动力CAN总线进行通讯，所述动力CAN总线的通讯速率可为500kbps，由此可以实现其中的燃料电池以及电机等有关车辆行驶与安全信息的通讯传输；
进一步地，所述多媒体影音娱乐系统IVI201和车联网控制器T-box202均可以通过4G或5G等其他类型的移动电信网络与远程的大数据服务器8进行无线传输，使得大数据服务器8可以远程获取整车信息。
在本实施例中，所述燃料电池DC/DC控制器FCBC102内子网段设有氢罐控制器HTCU1021和燃料电池管理系统FCMS1022，所述燃料电池管理系统FCMS1022连接控制有多个燃料电池单体采集单元FCCU10221，例如燃料电池单体采集单元FCCU1、FCCU2、···、FCCUn；所述双向DC/DC控制器BDC103内子网段设有超级电容管理系统SCMS1031，其中所述动力域1中的两个子网段在本发明示意图1中是将所述燃料电池DC/DC控制器FCBC102和所述双向DC/DC控制器BDC103作为主节点挂在主干网络中，而对于不同的车型，可根据需要将各自子网段中的相关控制器与所述燃料电池DC/DC控制器FCBC102或所述双向DC/DC控制器BDC103进行对应调换。
所述信息娱乐域2包含但不限于网关GW7、多媒体影音娱乐系统IVI201和车联网控制器T-box202，所述网关GW7与所述多媒体影音娱乐系统IVI201和车联网控制器T-box202之间可采用CAN、CANFD或FLEXRAY等方式进行通讯，例如采用信息娱乐CAN总线进行通讯，所述动力CAN总线的通讯速率可为500kbps；且所述多媒体影音娱乐系统IVI201内的网络可采用MOST、HDMI等方式进行通讯。
特别地，所述多媒体影音娱乐系统IVI201和车联网控制器T-box202同时连接所述动力域1和所述信息娱乐域2两个主干网络，由于所述动力域1主要负责车辆行驶以及安全等方面，从网络安全角度及可靠性考虑，所述多媒体影音娱乐系统IVI201和车联网控制器T-box202可直接从所述动力域1获取所需信息，但只能从中接收信息，且要求不能发送信息到所述动力域1，由此可以不需要将上述所需大量信息先传输至网关GW7，再从所述网关GW7转发信息至信息娱乐域2，提升了信息的传输效率及其通讯可靠性，降低了网关GW7信息转发的负担，降低了信息娱乐域2的通讯负载率。
所述车身域3包含但不限于网关GW7、无钥匙进入/启动系统PEPS301、转向柱锁控制器ESCL302、车身控制系统BCM303、空调控制面板CLM304、仪表ICU305、安全气囊控制器SRS306、虚拟引擎系统VESS307和抬头显示系统HUD308，所述车身控制系统BCM303内子网段通过LIN总线还连接有防夹模块3031和雨量传感器3032，用于检测是否车门是否存在异物或者车身外雨量的情况，所述网关GW7与所述无钥匙进入/启动系统PEPS301、转向柱锁控制器ESCL302、车身控制系统BCM303、空调控制面板CLM304、仪表ICU305、安全气囊控制器SRS306、虚拟引擎系统VESS307和抬头显示系统HUD308采用CAN、CANFD或FLEXRAY等方式进行通讯，用于将车身的各种信息进行通讯传输；例如采用车身CAN总线进行通讯，所述车身CAN总线的通讯速率可为250kbps。
所述底盘域4包含但不限于网关GW7、车身稳定控制系统ESP401、胎压监测系统TPMS402、电子驻车系统EPB403和电动转向系统EPS404，所述网关GW7与所述车身稳定控制系统ESP401、胎压监测系统TPMS402、电子驻车系统EPB403和电动转向系统EPS404之间采用底盘CAN总线进行通讯，用于将底盘的各种信息进行通讯传输，其中所述底盘CAN总线的通讯速率可为500kbps。
所述自动驾驶域5包含但不限于网关GW7、ADAS域控制器501、360环视ECU502、各类雷达503、超声波雷达USS504和摄像头505，所述网关GW7与所述ADAS域控制器501之间可采用CAN、CANFD或FLEXRAY等方式进行通讯，用于将车辆在自动驾驶时，各雷达503、摄像头505等测量的数据进行通讯传输；
所述ADAS域控制器501内包括三个子网，其中所述摄像头505包括前置摄像头、后置摄像头、左侧摄像头、右侧摄像头和前视摄像头，所述雷达503包括激光雷达、长距雷达和多个中距雷达；
所述ADAS域控制器501与三个子网之间采用FLEXRAY、MOST或ETHERNET等方式进行通讯，所述ADAS域控制器501控制连接所述360环视ECU502，所述360环视ECU502控制连接所述前置摄像头、后置摄像头、左侧摄像头和右侧摄像头，进而形成第一个子网，用于检测车辆四周的环境；所述ADAS域控制器501控制连接所述激光雷达、长距雷达、多个中距雷达和前视摄像头，形成第二个子网，用于对车辆周围的行人、路标、和车辆进行识别和距离的测量；所述ADAS域控制器501控制连接若干所述超声波雷达USS504，形成第三个子网，用于在倒车时测量车辆与周边障碍物之间的距离。
所述诊断域6包含但不限于网关GW7和专用的诊断网络线路7，所述诊断网络线路7中设有独立的诊断CAN总线，所述诊断CAN总线一端连接所述网关GW7，另一端连接OBD接口9，用于连接售后诊断工具或研发调试工具，所述诊断CAN总线的通讯速率可为250kbps，通过所述独立诊断CAN可以获取整车所有主干网络的信息；
同时，其他域的主干网络在车辆SOP量产前可连接至对应的OBD接口9，方便研发阶段整车调试及排查问题，同时在车辆SOP量产后将这些主干网络连接至OBD接口9的线路删除，仅保留专用诊断域线路至OBD接口9的线路，即本实施例中的所述诊断CAN总线与OBD接口9连接的线路，这样外部人员获取市场上车辆的相关传输信息时，只有OBD接口9线路中的一个回路，其他通讯接口皆为断路，无法方便的获取相关的传输信息，同时所述网关GW7的诊断域线路内设置有严苛的获取信息机制，一旦信息请求认证失败，非设计人员将无法从中获取信息，以此来保证网络信息的安全。
进一步地，所述网关GW7作为上述各个主干网络的关键部件，不同的主干网络之间的信息传递均通过所述网关GW7进行，因此在所述网关GW7内置网络防火墙功能，以保证不同主干网络之间的信息传递可靠性及其安全性，同时对于部分关键信号或指令通过所述网关GW7进行传输时，需要设置这个信号或者指令的验证逻辑，随后在发送方与接收方之间进行信息的校验，若校验通过则认为该信号或指令有效，可以通过所述网关GW7在不同的主干网络间进行传输。
例如，当需要通过所述网关GW7传输数据时，所述网关GW7接收数据信号并发送一个密码信息至发送方，发送方接收该密码信息后进行解密，随后将该解密信息回传至所述网关GW7，所述网关GW7验证所述解密信息正确无误后，则认证该信号有效，可以通过所述网关GW7在不同的主干网络间进行传输。
进一步地，所述动力CAN总线、信息娱乐动力CAN总线、车身动力CAN总线、底盘动力CAN总线和诊断动力CAN总线的通讯速率可根据不同的车型需要，给各主干网络分别匹配各自不同的通讯速率，以保证通讯的实时性。
本发明中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种新能源汽车用通讯网络结构，其特征在于，包括六个主干网络，六个所述主干网络包括：
一动力域，用于车辆行驶与安全信息的通讯传输；
一信息娱乐域，用于车辆多媒体娱乐和联网控制信息的通讯传输；
一车身域，用于车辆车身信息的通讯传输；
一底盘域，用于车辆底盘信息的通讯传输；
一自动驾驶域，用于车辆自动驾驶信息的通讯传输；以及
一诊断域，用于连接售后诊断工具或研发调试工具，实现对于整车信息的获取和诊断；
六个所述主干网络内均包含有网关，不同的所述主干网络之间均通过所述网关实现信息的传递，所述动力域和所述信息娱乐域内同时连接有多媒体影音娱乐系统和车联网控制器，所述多媒体影音娱乐系统和车联网控制器可直接从所述动力域中获取所需信息，且所述多媒体影音娱乐系统和车联网控制器均通过移动网络无线连接一大数据服务器，用于将车辆信息远程无线传输至所述大数据服务器，其中，所述移动网络为4G/5G的移动电信网络，所述网关内置网络防火墙功能。
2.根据权利要求1所述新能源汽车用通讯网络结构，其特征在于：所述动力域还包括整车控制器、燃料电池DC/DC控制器、双向DC/DC控制器、电池管理系统、电机控制器和12V蓄电池DC/DC，所述网关通过动力CAN总线同时连接所述整车控制器、燃料电池DC/DC控制器、双向DC/DC控制器、电池管理系统、电机控制器和12V蓄电池DC/DC，实现车辆行驶与安全信息的通讯传输；
所述车身域还包括无钥匙进入/启动系统、转向柱锁控制器、车身控制系统、空调控制面板、仪表、安全气囊控制器、虚拟引擎系统和抬头显示系统，所述网关通过车身CAN总线同时连接所述无钥匙进入/启动系统、转向柱锁控制器、车身控制系统、空调控制面板、仪表、安全气囊控制器、虚拟引擎系统和抬头显示系统，实现车辆车身信息的通讯传输；
所述底盘域还包括车身稳定控制系统、胎压监测系统、电子驻车系统和电动转向系统，所述网关通过底盘CAN总线同时连接所述车身稳定控制系统、胎压监测系统、电子驻车系统和电动转向系统，实现车辆底盘信息的通讯传输；
所述自动驾驶域还包括ADAS域控制器、360环视ECU、各类雷达、若干超声波雷达和摄像头，所述网关通过自动驾驶CAN总线连接所述ADAS域控制器，同时所述ADAS域控制器控制连接所述60环视ECU、各类雷达、若干超声波雷达和摄像头，实现车辆自动驾驶信息的通讯传输；
所述诊断域还包括诊断网络线路，所述诊断网络线路中设有独立的诊断CAN总线，所述诊断CAN总线一端连接所述网关GW，另一端连接OBD接口，用于传输整车所有主干网络的信息。
3.根据权利要求2所述新能源汽车用通讯网络结构，其特征在于：所述燃料电池DC/DC控制器内子网段连接有氢罐控制器和燃料电池管理系统，所述燃料电池管理系统控制连接有多个燃料电池单体采集单元，所述双向DC/DC控制器内子网段连接有超级电容管理系统。
4.根据权利要求2所述新能源汽车用通讯网络结构，其特征在于：所述多媒体影音娱乐系统内的网络可采用MOST或HDMI方式进行通讯。
5.根据权利要求2所述新能源汽车用通讯网络结构，其特征在于：所述车身控制系统通过LIN总线连接有防夹模块和雨量传感器。
6.根据权利要求2所述新能源汽车用通讯网络结构，其特征在于：若干所述摄像头包括前置摄像头、后置摄像头、左侧摄像头、右侧摄像头和前视摄像头，所述雷达包括激光雷达、长距雷达和多个中距雷达，所述ADAS域控制器内包括三个子网，所述ADAS域控制器控制连接所述360环视ECU，所述360环视ECU控制连接所述前置摄像头、后置摄像头、左侧摄像头和右侧摄像头，形成第一个子网；所述ADAS域控制器控制连接所述激光雷达、长距雷达、多个中距雷达和前视摄像头，形成第二个子网；所述ADAS域控制器控制连接若干所述超声波雷达，形成第三个子网。
7.根据权利要求6所述新能源汽车用通讯网络结构，其特征在于：所述ADAS域控制器内的三个子网采用的通讯方式为FLEXRAY、MOST或ETHERNET。
8.根据权利要求1-7任一项所述新能源汽车用通讯网络结构，其特征在于：所述网关在六个所述主干网络内的通讯方式为CAN、CANFD或FLEXRAY。
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