一、概述
T-Box（Telematics Box）是新能源汽車實現車聯網應用的一個重要組成部分，基於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(kuai)，能夠(gou)實現車輛內部網絡與外部互聯網之間的數據交換功能。
图1 某T-Box產品
二、架構
當下常規(gui)的新能源汽車電子電氣架構通常包含以下幾(ji)個關鍵係統：
1.動力係統：包括電機控製係統、電池管理係統以及混(hun)動係統等；
2.底盤係統：涉(she)及製動係統、轉向係統、懸掛係統等；
3. 信息(xi)娛(yu)樂(le)係統：提(ti)供(gong)多媒(mei)體播放、導航、語音等功能；
4.自動駕駛係統：主要負(fu)責(ze)自動駕駛領(ling)域相(xiang)關功能；
5.車身控製係統：負(fu)責(ze)管理諸如燈光、門鎖等非動力相(xiang)關的功能；
6.網關：作為不同控製係統之間通信的中心點，負(fu)責(ze)數據路(lu)由和協議(yi)轉換；
7.T-Box：用於實現車輛與雲(yun)端或其他車輛的遠程通信。
其架構示意如下：
圖2 當下主流(liu)整車電子電氣架構
三、T-Box主要功能與節點交互
在上述架構中，T-Box通常位於頂層(ceng)，且(qie)以一個獨立的控製單元(yuan)存在，它與網關緊(jin)密相(xiang)連(lian)，並通過相(xiang)關車載網絡協議(yi)與車內的其他控製節點進行通信，從而獲取(qu)必要的數據並執(zhi)行遠程控製指令。
3.1.主要功能
T-Box在整車電子電氣架構中起(qi)到遠程通信和本(ben)地交互的重要作用，通常其主要負(fu)責(ze)的功能有：
1）遠程監控與診斷：通過收集車輛運(yun)行數據，並通過4G/5G等遠距(ju)離無(wu)線網絡技術將這些數據上傳至雲(yun)端服務器，便(bian)於後台進行實時監控和故障診斷；
2）遠程控製：通過接(jie)收雲(yun)端服務器或手機APP發送的控製指令，以執(zhi)行相(xiang)關遠程控製功能；
3）OTA升級：通過接(jie)收來自雲(yun)端服務器的軟件更(geng)新包，並自動執(zhi)行軟件的在線更(geng)新任(ren)務，以確保車輛係統的最新性(xing)和安全性(xing)。OTA的應用是確保在軟件定義(yi)汽車背景下，車輛常用常新的關鍵，而T-Box作為主要節點其重要性(xing)不言(yan)而喻；
4）位置服務：利用北鬥等衛星定位係統以提(ti)供(gong)精確的車輛位置信息(xi)，並基於導航係統可實現防盜(dao)追(zhui)蹤、車輛調度等功能。
图3 T-Box功能的市(shi)場應用
3.2.典型交互流(liu)程
T-Box通過車載總線技術從不同的控製單元(yuan)中獲取(qu)車輛數據，該數據通過4G/5G等無(wu)線網絡被上傳至雲(yun)端服務器，從而為用戶提(ti)供(gong)相(xiang)關的遠程服務功能。當用戶通過手機APP發送相(xiang)關控製指令後，該指令將通過無(wu)線網絡傳輸到雲(yun)端服務器，接(jie)著雲(yun)端服務器會(hui)將指令發送給T-Box，T-Box再通過網關將指令轉發給相(xiang)應的控製單元(yuan)。在接(jie)收到來自T-Box的控製指令後，控製單元(yuan)將執(zhi)行相(xiang)關的控製動作，並將該結果通過網關反饋給T-Box，T-Box再將該反饋結果上傳至雲(yun)端服務器，然後雲(yun)端服務器再將反饋結果發送回用戶的手機APP上，從而用戶便(bian)可查(cha)看到功能控製的結果。
在OTA功能的應用中，各節點之間的典型交互流(liu)程大(da)致是：雲(yun)端服務器將軟件更(geng)新包發送給T-Box，在接(jie)收到更(geng)新包後，T-Box會(hui)將更(geng)新包通過網關分發給相(xiang)應的控製節點，這些節點將根據更(geng)新需求和流(liu)程執(zhi)行軟件更(geng)新動作，最後將更(geng)新狀態反饋給T-Box，然後T-Box再將反饋結果上傳至雲(yun)端服務器。
四、發展趨勢
隨著汽車相(xiang)關技術的發展，傳統的分布式(shi)電子電氣架構逐(zhu)漸(jian)向域控製和集中集成式(shi)架構轉變。這意味(wei)著原本(ben)分散(san)在車輛各處的多個ECU將會(hui)被集成到幾(ji)個功能域控製器中，再隨著芯片技術等的成熟(shu)，負(fu)責(ze)域功能控製的節點也(ye)將再次被集成，最終成為以一個中央(yang)計算平(ping)台為主控的架構模式(shi)。基於此發展背景，T-Box產品也(ye)將麵臨同樣(yang)的處境。
圖4 EEA發展帶來的變化
但基於整車架構發展狀態的不一致性(xing)，當下對T-Box功能的集成方式(shi)也(ye)有所(suo)差(cha)異。如在一些車型中，T-Box的功能已被集成到了中央(yang)控製模塊(kuai)（CCM）中。CCM通常負(fu)責(ze)車輛的信息(xi)娛(yu)樂(le)係統、遠程通信以及其他與用戶體驗(yan)相(xiang)關的功能，將T-Box集成到CCM中可以充分利用現有的通信資源，並簡化整體架構。
而在集成度稍低一些的車型中，基於網關是連(lian)接(jie)車輛內部不同網絡的重要組件，其它通常具(ju)有較強的處理能力和豐富的接(jie)口(kou)資源。出於這些方麵的考慮，將T-Box的功能集成到網關中可以利用其已有的通信基礎設施(shi)，且(qie)該集成方式(shi)相(xiang)較於傳統可縮短數據鏈路(lu)，便(bian)於與其他控製節點進行高(gao)效的數據交換。
而對於正(zheng)在往域集中架構發展中的車型而言(yan)，通過對特定功能領(ling)域的控製節點集成，可將T-Box的功能一並集成，這可以進一步減(jian)少ECU的數量，簡化布線，並提(ti)高(gao)係統的集成度。
五、關鍵技術
為保障T-Box功能應用的安全穩(wen)定，在實施(shi)方麵常用的關鍵技術有：
1.通信技術：使用4G、5G等遠程高(gao)速無(wu)線通信技術，以確保數據的快速傳輸和低延遲(chi)，並支持如蜂(feng)窩網絡、Wi-Fi、藍牙(ya)等多種通信模式(shi)，以為係統提(ti)供(gong)冗餘通信路(lu)徑和靈(ling)活性(xing)。通過集成GPS、北鬥等 衛星定位係統，為車輛提(ti)供(gong)準(zhun)確的位置信息(xi)。
2.安全技術：使用如AES、RSA等加密算法來保護數據的安全傳輸，防止數據被截獲或篡改，並利用數字簽(qian)名以驗(yan)證(zheng)數據的完整性(xing)和來源的真實性(xing)，通過部署防火(huo)牆和入侵檢測係統來阻止未經授權的訪(fang)問(wen)，並監測任(ren)何(he)可疑活動。采用如TLS/SSL等安全協議(yi)來保護數據傳輸的安全性(xing)。
3.軟件技術：通過邊緣計算，以便(bian)進行本(ben)地數據處理，減(jian)少雲(yun)端通信延遲(chi)。邊緣計算旨在通過在數據產生的源頭或附近進行計算，來減(jian)少數據傳輸到雲(yun)端所(suo)導致的延遲(chi)問(wen)題(ti)，同時降低網絡帶寬的使用，提(ti)高(gao)數據處理的速度和效率。在T-Box功能的實現中，可通過配備足(zu)夠(gou)的計算資源來處理傳感(gan)器數據和車輛其他數據，無(wu)需將所(suo)有數據都(du)發送到雲(yun)端進行處理，這可以顯(xian)著減(jian)少網絡流(liu)量和延遲(chi)。對於那些具(ju)有敏感(gan)性(xing)的數據，通過本(ben)地處理方式(shi)，可減(jian)少數據傳輸過程中的安全風險(xian)，並消除用戶的顧(gu)慮。
實施(shi)邊緣計算示例：當T-Box收集到如電池電壓(ya)、電機溫度等數據時，通過在本(ben)地進行初步綜合分析(xi)後，如果發現異常情(qing)況，其可直接(jie)發出警報或采取(qu)行動。隻(zhi)有當有必要時，才會(hui)將完整數據發送到雲(yun)端進行更(geng)深(shen)入的分析(xi)。
六、總結
在新能源汽車的車聯網應用中，T-Box作為連(lian)接(jie)車輛與外部世界(jie)的重要橋梁(liang)，其重要性(xing)不言(yan)而喻。而隨著相(xiang)關技術的進步和出於成本(ben)的考量，獨立存在的T-Box產品將被其他功能更(geng)為強大(da)的節點所(suo)集成，然而盡(jin)管其存在的方式(shi)發生了改變，但其功能在車聯網應用中的重要性(xing)將會(hui)愈(yu)加凸顯(xian)。
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