摘要：新能源汽车技术由于突出的节能环保特点作为未来汽车发展的主流方向，并且得到了国家和地方大力的财政支持和政策支持，汽车厂商也在逐步推出新能源汽车甚至逐步取消燃油汽车的生产和研发。智能网联汽车技术由于其先进性和优越性在近年来备受汽车行业关注并且部分功能已经在量产车型上得到了应用，智能网联汽车技术将为驾驶员提供辅助驾驶并最终完全替代人完成汽车的自主驾驶。以智能网联汽车技术作为切入点，简要概述了智能网联汽车技术及5G通信技术的特点并对以上两种技术在新能源汽车中的应用进行了探讨，新能源汽车技术和智能网联汽车技术将在汽车技术的发展中得到融合，而5G通信技术将为这两种技术的融合起到支撑和辅助的作用。

　　关键词：智能网联汽车技术；5G；新能源汽车

　　0引言

　　自21世纪以来，人们的物质生活得到了极大的提高，汽车作为普通消费品也进入了寻常百姓之家，正是这样人们对汽车提出了越来越高的要求，而不仅仅是简单的代步工具。就像手机一样，早些年的移动电话只能打接电话，收发短信，而现在的移动电话更像是一个“百宝箱”，可以轻松解决我们的衣食住行。汽车所需要实现的功能也将会越来越多，同时汽车也将越来越智能化，并最终实现自动驾驶。而这些功能的实现是需要多专业多门类技术的融合，不是简简单单的汽车设计和汽车制造，未来的汽车技术也必将是跨行业，跨门类的技术结合。

　　同时国家发布了《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》[1]，在《纲要》中新能源汽车技术和智能网联汽车技术将作为制造业核心竞争力提升的重要对象。在智能网联汽车技术中由于新增了大量的传感器、控制器和执行器，汽车的通讯总量也会有成倍数的增加，传统的通讯技术已经满足不了要求。新能源汽车技术和智能网联汽车技术同属汽车技术的发展趋势，本文将对5G通信技术和智能网联汽车技术的特点进行研究，并将这两种技术在新能源汽车中的应用作探讨，旨在为3种技术的发展和融合提供一种新的思路。

　　1智能网联汽车技术

　　智能网联汽车技术，结合了智能汽车和车联网技术，在车载传感器、控制器、执行器的硬件基础上结合现代通信技术和网络技术与行人、它车、路基设施以及云平台等进行信息交互，以此实现汽车的智能驾驶甚至是自动驾驶[2]。智能网联汽车技术需要众多关键技术作为支撑，这些技术是跨学科跨门类的。想要实现智能网联要求汽车具备环境感知能力、强大的通信能力、人机交互能力以及信息安全能力对于系统层的要求也需要具备环境感知层、智能决策层、控制和执行层[3-4]。图1所示为智能网联汽车技术系统层组成。

　　1.1智能网联汽车技术的功能

　　智能网联汽车技术有别于车联网，除了拥有车联网的功能以外还具有智能化的特点，因此智能网联汽车技术有很多丰富的功能，具体功能如下。

　　(1)交通安全：智能网联汽车可减少人为操作所来的交通事故，事故率可降低到目前的1%，很大程度上减少了交通死亡率，保证了交通安全。

　　(2)交通效率：智能网联汽车技术可将道路通行效率提高10%，若汽车大规模配备CACC(协同自适应巡航控制)系统交通效率还将进一步提高[5]。

　　(3)节能减排：智能网联汽车技术可提供协同式交通系统，该系统可有效提高汽车的燃油经济性，若汽车采用高速公路编队行驶可降低10%~15%的油耗，对于新能源汽车来说则可有效降低汽车的耗电[6]。

　　(4)产业带动：智能网联汽车技术是综合性的技术除了会拉动机械、电子产业以外还会带动通信、互联网等相关产业快速发展，特别是互联网行业。

　　(5)国防应用：战斗车辆采用智能网联技术则可转变为无人驾驶战斗车辆，这对于战士无疑是一个福音。

　　(6)交通方式的改变：传统汽车的长时间驾驶会增加驾驶员的负担，智能网联汽车驾驶员则可在车辆行驶的过程中休息或者娱乐。

　　1.2怎样实现智能网联

　　想要实现汽车的智能网联需要很多的硬件条件和软件条件，在硬件上汽车需要增加毫米波雷达、激光雷达、单目/双目摄像头等并与之相对应的控制器、执行器等装置；在软件条件上，车载传感器将搜集到的行人、它车、路基设施等信息与智能网联汽车进行信息交互,这就需要软件进行通信了，并且软件还需要对车辆的状态进行分析，判断车辆是否安全，最后还需运算出决策指令对执行器进行控制，已达到智能驾驶的目的[7]。

　　与传统汽车不一样，由于智能网联汽车需要信息交互，因此汽车还需要与其他汽车或设备之间进行通信，所以智能网联汽车需要更为强大的通信技术。汽车想要实现智能网联，需首先完成以下几个通信场景的实现：(1)车-云通信，在该场景中智能网联汽车通过卫星通信或者蜂窝网络等通信技术将车辆的数据与车联网服务平台进行通信，同时服务平台也会根据用户需求向车辆下达服务；(2)车-车通信，智能网联汽车还需与它车进行通信和信息交互；(3)车-路通信，路基设施与智能网联汽车之间也需要进行通讯，通信的方式主要有LTE-V2X、802.11 p、射频通信(RFID)等技术；(4)车-人通信，行人也是智能网联汽车通信的重要场景，其通信的实现主要是靠与用户的移动智能终端进行信息交互；(5)车内通信，在汽车内部个电子器件或者零部件之间还需通过汽车总线进行信息交互[8]。

　　除了完成辅助信息交互以外，智能网联汽车还需实现协同决策和控制，不过在这中间还有一个过渡阶段那就是网联协同感知阶段。网联辅助信息交互阶段车辆由人进行控制，通过车与路基设施、车与云平台的通信可以实现一些简单的辅助信息交互，对信息传输的实时性和可靠性要求不高；网联协同感知阶段车辆可由人控制或者车辆自己控制，通过搭载的传感器以及与它车、路基设施、行人、云平台之间进行通信，获取车辆周边交通环境信息，并将这些信息提供给整车控制器以实现车辆的决策和控制，因此这个阶段对信息传输的实时性和可靠性要求较高；网联协同决策与控制阶段是智能网联真正实现的阶段，这个阶段要求智能网联汽车与它车、路基设施、行人、云平台进行实时通信并进行信息交互和融合，在软件的决策和控制下实现智能驾驶，这要求信息传输可靠性高。图2所示为智能网联汽车通信场景。

　　2 5G通信技术

　　通信技术是智能网联汽车的关键技术，随着通信技术的发展，5G成为了通信技术的代名词。5G(5th-Gen⁃eration)是第五代移动通信技术的简称，法定名称是IMT-2020[9]。5G通信的发展是建立在模拟语音(1G)、数字语音(2G)、移动宽带(3G)、更快更好(4G/LTE)的基础上的。1G主要解决语音通信问题；发展到2G通信后开始支持窄带的分组数据通信，理论的最高下行速度也可以达到236 kb/s；到了3G发展了诸如图片、音乐、视频的高带宽多媒体通信，其理论最高下行速度也到了14.4 Mb/s；而4G在3G网络的基础上对网速、容量和稳定性进行了大幅提升，最终在4G网络下互联网的最高下行速度也可以达到150 Mb/s；到了5G通信，之前的通信速度都将被重新定义，5G通信小区峰值速率可以达到10~20 Gb。5G通信技术在网络时延、连接数量、连接速度、系统容量等方面较4G通信技术都有很大的提高。并且5G通信的目标是成为一个真正意义上的融合网络，所以其标准也是唯一的。

　　2.1 5G通信的应用

　　《5G时代十大应用白皮书》是5G通信的排头兵华为集团在2019年发布的一篇报告，报告中对5G通信技术的应用场景做出了说明，并将重点的十大应用场景做了介绍：云VR/AR；车联网；智能制造；智慧能源；无线医疗；无线家庭娱乐；联网无人机；社交网络；个人AI辅助；智慧城市。在上述这些应用场景中车联网将会是5G技术最直接同时也是最重点的应用方向，因为车辆网高度融合了信息化和工业化[10]。

　　2.2 5G通讯的必要性

　　从智能网联汽车发展初期直到现在有很多人都不免会提出疑问，有必要用5G吗？我们平时用手机下载个文件都已经很快了，这个速度用在汽车上是不是够了？

　　智能网联技术对通信技术提出了高可靠性低时延的要求，而这正是5G通信的突出优点。有了5G通信的加持，5G-V2X技术可以在可靠性、通信速度、通信范围、定位精度以及低时延方面超越LTE-V2X技术。虽然同样都是车用无线通信(Vehicle To Everthing，V2X)，但两者的应用场景却有很大不同，甚至是有本质区别，LTE-V2X只能应用于简单的辅助提醒类的场景，如交通信号灯以及道路施工信息；而5G-V2X可用于实现自动驾驶场景，例如车辆编队行驶、远程驾驶等共25种应用场景[11]。

　　在远程驾驶及协同驾驶的应用场景中，4G通信的上行宽带致能大道500 Mb，而5G通信可达到10Gb；在下行时延方面5G的时延小于5ms，而4G的时延超过了80 ms，这对于上行大宽带下行低时延的应用场景来说，显然5G通信技术要更适用。并且在可靠性上5G通信也是高于4G通信的，5G技术加速和推动了汽车远程及自动驾驶功能的实现[12]。表1所示为4G与5G技术的参数对比。在汽车上不管何种技术和设备的应用，都是不能牺牲驾驶安全，新技术的使用应当更好地保护驾乘人员做到安全性更高。智能网联汽车每秒钟的信息传输量数以万计，若存在较长的时延或处理不及时这对于驾乘人员来说都是致命的。

　　3 5G及智能网联技术在新能源汽车中的应用前景

　　智能网联汽车和新能源汽车同属汽车行业未来的发展趋势，有了5G通信技术的加持智能网联汽车以新能源汽车作为载体将有以下几个优势。

　　(1)节能环保：新能源汽车不是采用化石能源来为汽车提供动力，新能源智能网联汽车同样具备节能环保的特点，并且采用了智能网联技术精准控制，对于电机和电池的控制更加精确，其经济性也更为突出。

　　(2)便于控制：新能源汽车上很多零部件都是采用电动化，比如电动转向系统、电动空调压缩机、电动真空助力系统等等，而这些零部件的电动化以及5G通信技术的使用都有助于智能网联汽车技术对汽车进行控制并且控制精度更高响应更快，诸如加速、转向、温度调节等。

　　(3)优势互补：智能网联汽车技术和新能源汽车技术可以有很多优势互补的地方，比如新能源汽车可以持续为智能网联传感器提供电源，而智能网联技术可通过云平台为新能源汽车在电量匮乏的时候找到最近的充电站。

　　(4)便于布置：智能网联汽车需要安装很多传感器、控制器和执行器在汽车上，新能源汽车省去了很多机械传动部件，因此新能源汽车的布置更加具有便捷性，可以将这些传感器在新能源汽车上进行自由布置。

　　(5)减轻驾驶员疲劳强度：智能网联汽车可为驾驶员提供辅助驾驶功能和部分自动驾驶功能甚至完全的自主驾驶，驾驶员的驾驶强度将会有效降低，并且驾驶员可以在车内进行娱乐放松。(6)提升交通安全：基于智能网联汽车技术的高度安全性，新能源智能网联汽车的安全性也将有效提高。

　　4结束语

　　通过以上对智能网联汽车技术、新能源汽车技术以及5G通信技术的介绍和探讨，并结合3种技术的发展趋势可以得出以下结论。

　　(1)智能网联汽车技术未来将重点应用于新能源汽车，并且新能源汽车的发展也离不开智能网联汽车技术，两者将相互进行融合。

　　(2)新能源汽车有了智能网联汽车技术的加持后将会更加的智能化与自动化，同时也会提高汽车的经济性，驾驶员的疲劳强度也将会大幅度降低。

　　(3)新能源汽车技术和智能网联汽车技术的融合需要以5G通信技术作为支撑和辅助，5G也将加快智能网联汽车和新能源汽车技术的发展。

　　参考文献：

　　[1]环境科学与管理编辑部."中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议"节选[J].环境科学与管理,2020(12):1.

　　[2]中国汽车工程学会.节能与新能源汽车路线图[M].北京:机械工业出版社,2016.

　　[3]王建强.智能网联汽车体系结构与关键技术[J].长安大学学报(社会科学版),2017,19(6):18-25.

　　[4]赵馨月.智能网联汽车信息安全关键技术[J].时代汽车,2021(1):32-35.

　　[5]沈岑.车联网通信安全与隐私防护机制研究[D].北京:北京交通大学,2018.

　　[6]时本强.智能网联汽车技术发展现状及趋势[J].农机使用与维修,2021(3):66-67.

　　[7]顾硕.智能网联汽车引领汽车产业变革[J].自动化博览,2018,35(6):3.

　　[8]李寒洋.浅谈智能网联汽车发展现状及趋势[J].汽车工业研究,2020(1):2-9.

　　[9]徐婷.5G背景下的智能网联汽车[J].摩托车技术,2019(10):40-44.

　　[10]王维.智能网联专用汽车的场景特点及应用技术研究[J].商用汽车,2019(12):76-78.

　　[11]杨波.基于LTE-V的车载V2X系统研究[J].移动通信,2019,43(11):75-80.

　　[12]吴冬升.5G车联网业务演进之路的探索与展望[J].通信世界,2020(5):15-18.