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，能夠實現車輛內部網絡與外部互聯網之間的數據交換功能。
圖1 某T-Box產品
二、架構
當下常規的新能源汽車電子電氣架構通常包含以下幾個關鍵系統：
1.動力系統：包括電機控制系統、電池管理系統以及混動系統等；
2.底盤系統：涉及制動系統、轉向系統、懸掛系統等；
3. 信息娛樂系統：提供多媒體播放、導航、語音等功能；
4.自動駕駛系統：主要負責自動駕駛領域相關功能；
5.車身控制系統：負責管理諸如燈光、門鎖等非動力相關的功能；
6.網關：作為不同控制系統之間通信的中心點，負責數據路由和協議轉換；
7.T-Box：用于實現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，它與網關緊密相連，并通過相關車載網絡協議與車內的其他控制節點進行通信，從而獲取必要的數據并執行遠程控制指令。
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）遠程監控與診斷：通過收集車輛運行數據，并通過4G/5G等遠距離無線網絡技術將這些數據上傳至云端服務器，便于后臺進行實時監控和故障診斷；
2）遠程控制：通過接收云端服務器或手機APP發送的控制指令，以執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，并自動執行軟件的在線更新任務，以確保車輛系統的最新性和安全性。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作為主要節點其重要性不言而喻；
4）位置服務：利用北斗等衛星定位系統以提供精確的車輛位置信息，并基于導航系統可實現防盜追蹤、車輛調度等功能。
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據，該數據通過4G/5G等無線網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發送相關控制指令后，該指令將通過無線網絡傳輸到云端服務器，接著云端服務器會將指令發送給T-Box，T-Box再通過網關將指令轉發給相應的控制單元。在接收到來自T-Box的控制指令后，控制單元將執行相關的控制動作，并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云端服務器，然后云端服務器再將反饋結果發送回用戶的手機APP上，從而用戶便可查看到功能控制的結果。
在OTA功能的應用中，各節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送給T-Box，在接收到更新包后，T-Box會將更新包通過網關分發給相應的控制節點，這些節點將根據更新需求和流程執行軟件更新動作，最后將更新狀態反饋給T-Box，然后T-Box再將反饋結果上傳至云端服務器。
四、發展趨勢
隨著汽車相關技術的發展，傳統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。基于此發展背景，T-Box產品也將面臨同樣的處境。
圖4 EEA發展帶來的變化
但基于整車架構發展狀態的不一致性，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、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，基于網關是連接車輛內部不同網絡的重要組件，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可縮短數據鏈路，便于與其他控制節點進行高效的數據交換。
而對于正在往域集中架構發展中的車型而言，通過對特定功能領域的控制節點集成，可將T-BOX的功能一并集成，這可以進一步減少ECU的數量，簡化布線，并提高系統的集成度。
五、關鍵技術
為保障T-Box功能應用的安全穩定，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，以確保數據的快速傳輸和低延遲，并支持如蜂窩網絡、Wi-Fi、藍牙等多種通信模式，以為系統提供冗余通信路徑和靈活性。通過集成GPS、北斗等 衛星定位系統，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據的安全傳輸，防止數據被截獲或篡改，并利用數字簽名以驗證數據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來阻止未經授權的訪問，并監測任何可疑活動。采用如TLS/SSL等安全協議來保護數據傳輸的安全性。
3.軟件技術：通過邊緣計算，以便進行本地數據處理，減少云端通信延遲。邊緣計算旨在通過在數據產生的源頭或附近進行計算，來減少數據傳輸到云端所導致的延遲問題，同時降低網絡帶寬的使用，提高數據處理的速度和效率。在T-Box功能的實現中，可通過配備足夠的計算資源來處理傳感器數據和車輛其他數據，無需將所有數據都發送到云端進行處理，這可以顯著減少網絡流量和延遲。對于那些具有敏感性的數據，通過本地處理方式，可減少數據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、電機溫度等數據時，通過在本地進行初步綜合分析后，如果發現異常情況，其可直接發出警報或采取行動。只有當有必要時，才會將完整數據發送到云端進行更深入的分析。
六、總結
在新能源汽車的車聯網應用中，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產品將被其他功能更為強大的節點所集成，然而盡管其存在的方式發生了改變，但其功能在車聯網應用中的重要性將會愈加凸顯。
轉自覺知汽車
