车载诊断架构协议篇 --- OBDonUDS和ZEVonUDS

我是穿拖鞋的汉子，魔都中坚持长期主义的汽车电子工程师。

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做到欲望极简，了解自己的真实欲望，不受外在潮流的影响，不盲从，不跟风。把自己的精力全部用在自己。一是去掉多余，凡事找规律，基础是诚信；二是系统思考、大胆设计、小心求证；三是“一张纸制度”，也就是无论多么复杂的工作内容，要在一张纸上描述清楚；四是要坚决反对虎头蛇尾，反对繁文缛节，反对老好人主义。

不觉间来到夏初六月，横坐在电脑前，敲击点文字，对自己也算一个时间的记忆，多年后再次点击，也期待那时会像触发记忆的闸口，让现在的这点岁月传递至那时那刻。

一、背景信息

提及车载诊断，人们往往会率先联想到 UDS（Unified Diagnostic Services，统一诊断服务）协议。UDS 协议在汽车电子领域应用广泛，涵盖了 ECU（电子控制单元）诊断、参数配置以及程序刷写等多个关键领域。而对于与排放相关的 ECU 而言，还需遵循 OBD（On-Board Diagnostics，车载诊断系统）协议。OBD 协议详细规定了排放相关 ECU 诊断数据的通信规则，包括诊断服务的具体内容、故障诊断码的定义方式以及数据解析的格式标准等。OBD 与 UDS 最为显著的区别在于，OBD 是一项具有强制执行力的法规协议，这意味着对于所有整车制造厂商而言，都必须遵循统一的通信规则。

二、OBDonUDS 的诞生背景

当前，主流的排放法规协议为 OBDⅡ，其对应标准为 SAE J1979 - 1。随后，ISO 组织对该标准进行了标准化处理，形成了 ISO 15031 标准体系。然而，在 2021 年，行业推出了全新的 OBD 协议——OBDonUDS，即 SAE J1979 - 2。该协议的核心思路在于借助 UDS 协议来映射 OBD 的诊断服务，如此一来，便能够通过 UDS 服务来读取 OBD 的诊断信息。OBDonUDS 协议的推出，旨在逐步取代传统的 OBDⅡ协议。

三、升级 OBDonUDS 协议的必要性

既然 OBDⅡ协议已经成熟应用多年，为何还要对其进行升级，推出 OBDonUDS 协议呢？这背后主要有以下几方面原因：

-> 协议整合需求

尽管 OBDⅡ协议和 UDS 协议在表面上看似相似，但在实际的工程应用中，二者却存在重大差异。这种差异导致排放相关的 ECU 必须同时运行两套独立的协议，即 OBDⅡ和 UDS。这不仅增加了系统的复杂性和开发成本，还可能导致通信效率低下等问题。OBDonUDS 协议的出现，将 OBDⅡ的服务映射到 UDS 上，为实现 UDS 协议的真正“统一”迈出了关键一步，有助于简化系统架构，提高通信效率。

-> 协议统一趋势

在过去，汽车行业针对不同类型的车辆，制定了多种不同的 OBD 协议，例如 OBDⅡ、HD - OBD（重型车车载诊断系统）、WWH - OBD（全球统一车载诊断系统）等。这些不同的协议不仅增加了整车厂的开发难度和成本，也给售后维修和监管带来了诸多不便。OBDonUDS 协议对这些不同的 OBD 协议进行了融合，计划在未来取代所有的这些变种协议，推动汽车行业 OBD 协议的统一化进程。

-> 功能扩展需求

随着汽车电子电气化程度的不断加深，排放监测的功能需求也日益增多。传统的 OBDⅡ协议在某些方面已经难以满足这些新的需求，显得有些“力不从心”。例如，在某些应用场景中，OBDⅡ定义的标识符数量不足，如 OBDⅡ定义的 DTC（故障诊断码）只有两个字节，这导致可定义的 DTC 数量有限，无法满足日益增长的故障诊断需求。此外，OBDⅡ的故障存储功能也不支持扩展数据的读取，限制了对故障信息的深入分析和处理。OBDonUDS 协议针对这些问题进行了完善和扩展，不仅实现了对 OBDⅡ服务的 UDS 映射，还增加了更多新的信息和功能，能够更好地满足现代汽车排放监测的需求。

-> OBDonUDS 与 OBDⅡ的具体区别

此处可进一步详细阐述 OBDonUDS 和 OBDⅡ在诊断服务、故障诊断码定义、数据解析格式、标识符数量、故障存储功能等方面的具体区别，但由于原文未给出详细内容，可根据实际需求进行补充和完善]

四、OBDonUDS的发展现状

尽管OBDonUDS作为诊断协议领域的“新秀”，但其发展势头却十分迅猛。在美国，该标准设定了明确的过渡期，在2027年之前，汽车制造商在车辆认证时可在OBDⅡ和OBDonUDS之间进行选择，即二者任选其一即可满足法规要求。然而，自2027年起，美国新上市的车辆必须严格遵循OBDonUDS协议，这无疑为该协议在美国市场的全面推广和应用按下了加速键。

在欧洲，主流的整车厂已经敏锐地察觉到OBDonUDS协议的潜力和发展趋势，纷纷在下一代车型的开发中积极引入OBDonUDS功能。这一举措不仅有助于提升车辆的诊断和监测能力，也体现了欧洲汽车行业对新技术标准的积极响应和跟进。

中国作为全球最大的汽车市场之一，同样高度重视OBDonUDS协议的发展。目前，相关部门正在紧锣密鼓地起草对应的国家标准，旨在推动OBDonUDS协议在国内汽车行业的规范应用，以提升我国汽车产品的质量和竞争力。

五、ZEVonUDS的诞生背景与发展现状

1、诞生背景

OBD协议主要针对传统车辆的排放ECU进行法规监管，但随着新能源汽车的快速发展，对于这类车辆的法规监测需求也日益凸显。特别是新能源汽车的电池健康状态，以及电动汽车在运行过程中的节能表现（这直接关系到污染物排放的减少）等关键指标，都需要有可读取的定量数据作为支撑。在此背景下，2022年，全新的ZEVonUDS（Zero Emission Vehicle，零排放车辆）协议应运而生，其对应标准为SAE J1979 - 3。该协议专门定义了诊断仪获取新能源汽车动力系统数据的通信规则，为新能源汽车的法规监测提供了有力的技术保障。

2、通信服务与数据定义

从通信服务格式来看，ZEVonUDS可被视为OBDonUDS的子集，同样基于UDS服务进行通信。不过，二者在监测重点上存在明显差异：OBDonUDS主要聚焦于废气行为的监测，而ZEVonUDS则将重点放在了电池状态的监测上。在数据定义方面，和OBDⅡ类似，OBDonUDS和ZEVonUDS的相关数据都定义在SAE J1979DA（涵盖PID、TID、MID和InfoType ID等）和SAE J2012DA（包括DTC等）标准文件中，这有助于实现数据的标准化和规范化管理。

3、首次引入DoIP诊断方式

ZEVonUDS协议还首次描述了通过DoIP（Diagnostic over Internet Protocol，基于互联网协议的诊断）方式进行车辆OBD诊断的方法。这一创新使得ZEVonUDS允许通过CAN（Controller Area Network，控制器局域网）和DoIP两种方式进行车辆访问，为车辆诊断提供了更多的选择和灵活性。但需要注意的是，同一辆车在同一时间只能支持其中一种访问方式，以确保诊断过程的稳定性和准确性。

4、发展现状

ZEVonUDS的发展时间节点与OBDonUDS较为接近。在美国，自最迟2027年起，所有新能源车辆都必须支持ZEVonUDS协议，这标志着该协议在美国新能源汽车市场的全面推行。中国同样在积极推进ZEVonUDS协议的发展，相关部门正在起草对应的国家标准，以适应新能源汽车产业快速发展的需求。

此外，CARB（加州空气资源委员会）已采用ZEVonUDS标准来记录在加州注册销售的电动和插电式混合动力汽车的维修情况。在美国，针对电动和混合动力汽车还引入了ZEV保修要求。该规定明确指出，在前三年（相当于50000英里）内，与驾驶相关的零件不得出现缺陷；对于需要更换的高成本零件，保修期限设定为7年（相当于70000英里）；并且，8年后（相当于100000英里），电池的剩余容量必须大于80%等。这些规定不仅保障了消费者的权益，也推动了新能源汽车技术的不断进步和质量的提升。

OBDonUDS/ZEVonUDS不仅是协议升级，更是将排放/三电监管融入现代EE架构的战略转型。车企需重新规划诊断系统架构（如DoIP网关部署），以应对2027年法规窗口期。

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