一、概述
T-Box（Telematics Box）是新能源汽車實現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)應用的一個重要組成部分，基于當下技術背景和用途，它通常被設計為一個集成的通信模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)車輛內(nèi)部網(wǎng)絡與外部互聯(lián)網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)交換功能。
圖1 某T-Box產(chǎn)品
二、架構
當下常規(guī)的新能源汽車電子電氣架構通常包含以下幾個關鍵系統(tǒng)：
1.動力系統(tǒng)：包括電機控制系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)以及混動系統(tǒng)等；
2.底盤系統(tǒng)：涉及制動系統(tǒng)、轉向系統(tǒng)、懸掛系統(tǒng)等；
3. 信息娛樂系統(tǒng)：提供多媒體播放、導航、語音等功能；
4.自動駕駛系統(tǒng)：主要負責自動駕駛領域相關功能；
5.車身控制系統(tǒng)：負責管理諸如燈光、門鎖等非動力相關的功能；
6.網(wǎng)關：作為不同控制系統(tǒng)之間通信的中心點，負責數(shù)據(jù)路由和協(xié)議轉換；
7.T-Box：用于實現(xiàn)車輛與云端或其他車輛的遠程通信。
其架構示意如下：
圖2 當下主流整車電子電氣架構
三、T-Box主要功能與節(jié)點交互
在上述架構中，T-Box通常位于頂層，且以一個獨立的控制單元存在，它與網(wǎng)關緊密相連，并通過相關車載網(wǎng)絡協(xié)議與車內(nèi)的其他控制節(jié)點進行通信，從而獲取必要的數(shù)據(jù)并執(zhí)行遠程控制指令。
3.1.主要功能
T-Box在整車電子電氣架構中起到遠程通信和本地交互的重要作用，通常其主要負責的功能有：
1）遠程監(jiān)控與診斷：通過收集車輛運行數(shù)據(jù)，并通過4G/5G等遠距離無線網(wǎng)絡技術將這些數(shù)據(jù)上傳至云端服務器，便于后臺進行實時監(jiān)控和故障診斷；
2）遠程控制：通過接收云端服務器或手機APP發(fā)送的控制指令，以執(zhí)行相關遠程控制功能；
3）OTA升級：通過接收來自云端服務器的軟件更新包，并自動執(zhí)行軟件的在線更新任務，以確保車輛系統(tǒng)的最新性和安全性。OTA的應用是確保在軟件定義汽車背景下，車輛常用常新的關鍵，而T-Box作為主要節(jié)點其重要性不言而喻；
4）位置服務：利用北斗等衛(wèi)星定位系統(tǒng)以提供精確的車輛位置信息，并基于導航系統(tǒng)可實現(xiàn)防盜追蹤、車輛調(diào)度等功能。
圖3 T-Box功能的市場應用
3.2.典型交互流程
T-Box通過車載總線技術從不同的控制單元中獲取車輛數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)通過4G/5G等無線網(wǎng)絡被上傳至云端服務器，從而為用戶提供相關的遠程服務功能。當用戶通過手機APP發(fā)送相關控制指令后，該指令將通過無線網(wǎng)絡傳輸?shù)皆贫朔掌鳎又贫朔掌鲿⒅噶畎l(fā)送給T-Box，T-Box再通過網(wǎng)關將指令轉發(fā)給相應的控制單元。在接收到來自T-Box的控制指令后，控制單元將執(zhí)行相關的控制動作，并將該結果通過網(wǎng)關反饋給T-Box，T-Box再將該反饋結果上傳至云端服務器，然后云端服務器再將反饋結果發(fā)送回用戶的手機APP上，從而用戶便可查看到功能控制的結果。
在OTA功能的應用中，各節(jié)點之間的典型交互流程大致是：云端服務器將軟件更新包發(fā)送給T-Box，在接收到更新包后，T-Box會將更新包通過網(wǎng)關分發(fā)給相應的控制節(jié)點，這些節(jié)點將根據(jù)更新需求和流程執(zhí)行軟件更新動作，最后將更新狀態(tài)反饋給T-Box，然后T-Box再將反饋結果上傳至云端服務器。
四、發(fā)展趨勢
隨著汽車相關技術的發(fā)展，傳統(tǒng)的分布式電子電氣架構逐漸向域控制和集中集成式架構轉變。這意味著原本分散在車輛各處的多個ECU將會被集成到幾個功能域控制器中，再隨著芯片技術等的成熟，負責域功能控制的節(jié)點也將再次被集成，最終成為以一個中央計算平臺為主控的架構模式。基于此發(fā)展背景，T-Box產(chǎn)品也將面臨同樣的處境。
圖4 EEA發(fā)展帶來的變化
但基于整車架構發(fā)展狀態(tài)的不一致性，當下對T-Box功能的集成方式也有所差異。如在一些車型中，T-Box的功能已被集成到了中央控制模塊（CCM）中。CCM通常負責車輛的信息娛樂系統(tǒng)、遠程通信以及其他與用戶體驗相關的功能，將T-Box集成到CCM中可以充分利用現(xiàn)有的通信資源，并簡化整體架構。
而在集成度稍低一些的車型中，基于網(wǎng)關是連接車輛內(nèi)部不同網(wǎng)絡的重要組件，其它通常具有較強的處理能力和豐富的接口資源。出于這些方面的考慮，將T-Box的功能集成到網(wǎng)關中可以利用其已有的通信基礎設施，且該集成方式相較于傳統(tǒng)可縮短數(shù)據(jù)鏈路，便于與其他控制節(jié)點進行高效的數(shù)據(jù)交換。
而對于正在往域集中架構發(fā)展中的車型而言，通過對特定功能領域的控制節(jié)點集成，可將T-BOX的功能一并集成，這可以進一步減少ECU的數(shù)量，簡化布線，并提高系統(tǒng)的集成度。
五、關鍵技術
為保障T-Box功能應用的安全穩(wěn)定，在實施方面常用的關鍵技術有：
1.通信技術：使用4G、5G等遠程高速無線通信技術，以確保數(shù)據(jù)的快速傳輸和低延遲，并支持如蜂窩網(wǎng)絡、Wi-Fi、藍牙等多種通信模式，以為系統(tǒng)提供冗余通信路徑和靈活性。通過集成GPS、北斗等 衛(wèi)星定位系統(tǒng)，為車輛提供準確的位置信息。
2.安全技術：使用如AES、RSA等加密算法來保護數(shù)據(jù)的安全傳輸，防止數(shù)據(jù)被截獲或篡改，并利用數(shù)字簽名以驗證數(shù)據(jù)的完整性和來源的真實性，通過部署防火墻和入侵檢測系統(tǒng)來阻止未經(jīng)授權的訪問，并監(jiān)測任何可疑活動。采用如TLS/SSL等安全協(xié)議來保護數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?/span>
3.軟件技術：通過邊緣計算，以便進行本地數(shù)據(jù)處理，減少云端通信延遲。邊緣計算旨在通過在數(shù)據(jù)產(chǎn)生的源頭或附近進行計算，來減少數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫怂鶎е碌难舆t問題，同時降低網(wǎng)絡帶寬的使用，提高數(shù)據(jù)處理的速度和效率。在T-Box功能的實現(xiàn)中，可通過配備足夠的計算資源來處理傳感器數(shù)據(jù)和車輛其他數(shù)據(jù)，無需將所有數(shù)據(jù)都發(fā)送到云端進行處理，這可以顯著減少網(wǎng)絡流量和延遲。對于那些具有敏感性的數(shù)據(jù)，通過本地處理方式，可減少數(shù)據(jù)傳輸過程中的安全風險，并消除用戶的顧慮。
實施邊緣計算示例：當T-Box收集到如電池電壓、電機溫度等數(shù)據(jù)時，通過在本地進行初步綜合分析后，如果發(fā)現(xiàn)異常情況，其可直接發(fā)出警報或采取行動。只有當有必要時，才會將完整數(shù)據(jù)發(fā)送到云端進行更深入的分析。
六、總結
在新能源汽車的車聯(lián)網(wǎng)應用中，T-Box作為連接車輛與外部世界的重要橋梁，其重要性不言而喻。而隨著相關技術的進步和出于成本的考量，獨立存在的T-Box產(chǎn)品將被其他功能更為強大的節(jié)點所集成，然而盡管其存在的方式發(fā)生了改變，但其功能在車聯(lián)網(wǎng)應用中的重要性將會愈加凸顯。
轉自覺知汽車
