新能源商用车网络构架发展趋势

摘要：新能源商用车是我国汽车产业的重要组成部分，与传统燃油商用车相比，新能源商用车具有多方面的优势，包括节能减排、环保、高效、安全等，已成为汽车产业转型升级的重要方向。 随着新能源商用车保有量的不断增加，对于车辆的性能、安全性、可靠性要求越来越高。其中，网络构架作为车辆的核心部件之一，其设计直接影响到整车性能及安全性。目前新能源商用车主要采用 CAN总线作为数据传输通道，并通过以太网进行数据交互。 本文主要介绍新能源商用车 CAN网络架构发展现状，并对未来发展趋势进行展望，为新能源商用车网络构架设计提供参考。

关键词：新能源；商用车；网络构架；发展趋势

引言

随着全球经济的发展，各国政府都在致力于解决环境污染、能源危机等问题，而新能源汽车正是解决这些问题的重要方向。而新能源汽车要想实现量产，必须要解决动力电池、驱动电机、电控系统等部件的可靠性问题，这也是新能源汽车能够实现量产的核心技术之一。与传统燃油车相比，新能源商用车具有动力电池寿命长、运行过程中安全性高、能量消耗低、成本低等优势，因此，新能源商用车的研发和推广也已成为目前行业的发展趋势。

我国作为全球最大的新能源商用车市场，2023年产量已达到14.6万辆，与2022年相比增长了约20%。截止2023年底，全国累计推广新能源汽车超过130万辆，占同期汽车总销量的1.13%。其中，纯电动商用车作为新能源汽车中重要组成部分之一，也是推动我国新能源汽车产业转型升级的关键一环。同时，随着国家政策对新能源商用车行业的大力支持和推广力度不断加大，2020年我国新能源商用车保有量已达到70万辆。在此背景下，我国新能源商用车行业正处于快速发展阶段。

由于各方面原因，目前国内大部分传统燃油商用车仍采用 CAN总线技术作为其数据传输通道。而在新能源商用车中则以以太网为主要数据传输通道。目前以太网技术与传统燃油商用车相比还存在着许多不足之处，如以太网传输带宽较小、实时性差、网络资源利用率低、缺乏冗余机制等。

一、新能源汽车网络架构现状

在新能源商用车领域，整车控制系统一般分为动力系统和传动系统两个子系统，其中动力系统包括电机控制单元、电控单元等，传动系统包括变速器、驱动桥等。当前，新能源商用车在动力总成的控制方面仍采用传统的线束连接，存在线束过长、电磁干扰严重、不易布置等问题；而在传动系统方面则采用机械连接和电控连接相结合的方式。新能源商用车传动系统主要由行星齿轮减速器、驱动桥和传动轴组成，其中，行星齿轮减速器通过减速器与轮毂电机相连，在驱动桥上安装有一组三相异步电动机；在传动轴上安装有一组行星齿轮减速器，该减速装置通过传动轴与变速器相连。

此外，由于新能源商用车的动力总成具有体积大、质量重的特点，为了满足车辆在使用过程中对动力总成的控制需求，需要将动力总成控制单元（ECU）安装在车辆底盘上。新能源商用车底盘通过传动系统与动力总成相连。其中，新能源商用车的驱动电机通常为三相交流异步电动机，其输出轴通常为直线电机；而变速器通常为直流无刷电机或交流永磁同步电机。根据车辆行驶时的载荷情况不同，需要将动力总成控制单元（ECU）安装在车辆底盘上。

传统的线束连接方式会对车辆内部各系统进行布线和连接工作，增加了布线工作量和成本；而通过对新能源商用车进行重新设计后，可以在车身内布置多个 ECU。同时由于采用了多个 ECU同时进行控制的方式，各 ECU之间的通信协议也不尽相同，因此在进行数据传输时需要在各个 ECU之间进行通信和数据交换。

新能源商用车的动力总成控制单元（ECU）主要包含电机控制单元、驱动桥控制单元和传动轴控制单元等。其中，电机控制单元主要实现对电机的控制功能；离合器控制单元主要实现对离合器的分离和接合功能；变速器控制单元主要实现对变速器的换挡功能；驱动桥控制单元主要实现对驱动桥的驱动功能；传动轴控制单元主要实现对传动轴的转速调节功能。各 ECU之间通过 CAN通信协议进行通信和数据交换。

二、新能源商用车网络构架发展趋势

随着现在新能源汽车市场的发展，大多数的车企都开始实现传统汽车和新能源汽车两手抓，但是很多车企为了节省开发时间和降低新型汽车的研发成本，大多会将自己旗下一个比较成熟的传统车型进行改造，常见的就是将发动机变速箱拆除，然后再多加装—套三电系统，这样就能获得─款最新型的新能源纯电动车产品。

所以现在很多新能源汽车归根结底就是将传统汽车进行改造升级，但是这种经过改造的的新能源汽车仍是燃油车架构，所以在多数方面特别是空间布置方面依然存在较大的缺陷。例如电池包占用乘员舱空间，或者车辆重心发生变化，操控不灵敏等现象。汽车最重要的不仅是代步，而安全性能方面则是重中之重。传统汽车的前，后，侧面都是没有电池包和三点系统的，安全标准有迹可循，但是在此方向上更换电池包时，多数车企并没有注意将侧底梁的强度加大，所以很多新能源汽车在从侧面发生碰撞时极易引发由电池包因挤压变形导致的起火或爆炸的事故。

而相同的安全性考虑也包括底盘设计。传统汽车和新能源汽车都应应当具备最基本性能要求，每个事关底盘的悬架部件都要足够牢固，因为这一设计会直接影响车架以及车身的整体受力大小。所以就要保证底盘设计的一切构架，以及其子系统都需要保持不变。同时也要根据框架对汽车底盘的子系统进行适当的改进。不仅要增加最新的动力系统的减速器接口。也要对悬置系统进行改造，从而达到减轻噪音的目的。要随时保持设计方案和实际相结合，在保证减小成本开发的同时，保证新能源汽车的安全性。

虽然新能源汽车和传统汽车同样都是机动车，但是相对于就外部性能而言，并没有太大差异。但是因为新能源汽车的特殊性，它的某些性能参数却是传统汽车没有的或者从未涉及到的。新能源汽车在未来的发展将会体现出不同于传统汽车的特征。并随着时代的发展和创新，增加汽车的安全性能和节能效果，将会进一步的推动变革，将电动汽车的制造与生产方式越来越简单。到届时，单纯的改造是远远不足的。

结论

新能源商用车网络架构设计，要综合考虑整车性能、安全性、可靠性等因素，并针对不同的应用场景进行设计。目前，新能源商用车网络架构采用 CAN总线作为数据传输通道，但 CAN总线存在着速度慢、成本高等问题，难以满足新能源商用车的需求。随着汽车电子技术的快速发展，未来 CAN总线将向以太网、总线融合技术等方向发展，其优点将不断凸显。

以太网作为一种新型的网络架构，具有传输速率高、可靠性强、低延时等特点，但其传输速率有限。未来，随着 CAN总线技术的不断成熟， CAN总线与以太网融合将是必然的趋势。这种融合将能够在满足新能源商用车对网络传输速度、稳定性及安全性要求的同时，将成本降至最低。同时，以太网还能够实现对 CAN总线数据的统一管理和集中监控，保证数据安全。未来的新能源商用车网络构架中将会包含以太网控制器、以太网收发器等硬件设备，以及基于 CAN总线的控制器和处理器等软件系统。通过构建统一的网络架构，实现整车控制和车辆管理的信息共享。

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解心茹，1999.06，女，吉林省通化市辉南县，本科学士，商用车网络架构设计