純電動(dòng)汽車及電子信息發(fā)展

麥明珠

摘要：科技環(huán)保產(chǎn)品具有科技含量高，環(huán)保無污染的特點(diǎn)，這和當(dāng)前日趨嚴(yán)重的生態(tài)問題密切相關(guān)，也能夠緩解人類社會面臨的緊張的能源問題，包括太陽能板、純電動(dòng)汽車在內(nèi)的環(huán)保型產(chǎn)品，是未來社會發(fā)展的重要趨勢，而純電動(dòng)汽車和傳統(tǒng)能源汽車相比，能源驅(qū)動(dòng)方式發(fā)生了重大變革，相應(yīng)的，電子信息技術(shù)作為汽車技術(shù)構(gòu)成的重要一環(huán)，二者的融合發(fā)展問題至關(guān)重要。

關(guān)鍵詞：純電動(dòng);汽車;電子信息;發(fā)展;技術(shù)

0? 引言

當(dāng)前，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，科技環(huán)保產(chǎn)品越來越受到人們的青睞，這和當(dāng)前日趨嚴(yán)重的生態(tài)問題密切相關(guān)，也能夠緩解人類社會面臨的緊張的能源問題。包括太陽能板、純電動(dòng)汽車在內(nèi)的環(huán)保型產(chǎn)品，是未來社會發(fā)展的新趨勢，而純電動(dòng)汽車和傳統(tǒng)能源汽車相比，能源驅(qū)動(dòng)方式發(fā)生了重大變革，相應(yīng)的，電子信息技術(shù)作為汽車技術(shù)構(gòu)成的重要一環(huán)，純電動(dòng)汽車及電子信息發(fā)展以及二者的融合是重要的技術(shù)命題，有著顯著的現(xiàn)實(shí)意義。

1? 關(guān)于純電動(dòng)汽車

1.1 純電動(dòng)汽車的概念

以目前的純電動(dòng)汽車的發(fā)展來看，當(dāng)前的純電動(dòng)汽車和傳統(tǒng)汽車相比，最大的區(qū)別在于車載動(dòng)力源的問題，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車行駛，符合道路交通安全管理的各項(xiàng)管理規(guī)定，純電動(dòng)汽車由于是電力驅(qū)動(dòng)，對環(huán)境的污染相對較小，是當(dāng)前各個(gè)城市大力推廣的重要方向，但是受到技術(shù)的限制，純電動(dòng)汽車的動(dòng)力不足以及電力續(xù)航問題成為制約純電動(dòng)汽車發(fā)展的瓶頸。

1.2 電子信息技術(shù)在純電動(dòng)汽車發(fā)展中的意義

純電動(dòng)汽車的發(fā)展離不開電子信息技術(shù)的支撐，電子信息技術(shù)為純電動(dòng)汽車的各項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)奠定良好的基礎(chǔ)，保證電動(dòng)汽車的各項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)，能夠幫助純電動(dòng)汽車實(shí)現(xiàn)工作效率的提升和能源的節(jié)約。這些電子信息技術(shù)和純電動(dòng)汽車的結(jié)合，大大的增強(qiáng)了電動(dòng)汽車工作的效率和汽車的舒適度，保證汽車各項(xiàng)單元能夠順利實(shí)現(xiàn)其功能，也為純電動(dòng)汽車的進(jìn)一步發(fā)展提供了更為廣闊的空間。

2? 純電動(dòng)汽車電子技術(shù)在發(fā)展中的主要趨勢與特點(diǎn)

2.1 積極朝向電網(wǎng)融合的發(fā)展趨勢

由于純電動(dòng)汽車的用電量較大，在區(qū)域內(nèi)大量的純電動(dòng)汽車將是極大用電消耗的來源，通過科學(xué)配置電源和電能，達(dá)到區(qū)域內(nèi)純電動(dòng)汽車供電平衡，同時(shí)純電動(dòng)汽車可以和電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)電量平衡，一旦出現(xiàn)區(qū)域內(nèi)緊急用電的情況，純電動(dòng)汽車可以實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)的緊急送電，而這些要求電網(wǎng)融合的電子信息技術(shù)的充分發(fā)揮，只有構(gòu)建充分的物聯(lián)系統(tǒng)，借助于電子信息技術(shù)，才能真正實(shí)現(xiàn)這一目的。

2.2 永磁同步電機(jī)的趨勢已經(jīng)顯現(xiàn)

我國的純電動(dòng)汽車雖然發(fā)展迅速，但是起步較晚，和日本等發(fā)達(dá)國家相比，在技術(shù)成熟度上還有一定的差距，電動(dòng)汽車在運(yùn)行中需要不斷地的進(jìn)行停車和啟動(dòng)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)經(jīng)常會出現(xiàn)過載問題，這就對轉(zhuǎn)矩控制的動(dòng)態(tài)性能要求較高，日本已經(jīng)發(fā)明了稀土永磁同步電機(jī)，選擇釹鐵硼制造永磁電機(jī)，這樣的電機(jī)工作性能更可靠，工作效率進(jìn)一步提升。

2.3 鋰電子電池方向發(fā)展受到青睞

當(dāng)前來看，純電動(dòng)汽車的發(fā)展主要?jiǎng)恿υ捶绞揭廊贿x擇鋰電子電池，電池是純電動(dòng)汽車的核心部件，當(dāng)前純電動(dòng)汽車的電池問題是各個(gè)純電動(dòng)汽車制造研發(fā)公司重要的科研方向，純電動(dòng)汽車公司投入了大量的資金和科研力量，鋰電池的安全性高、無污染以及體積小的特點(diǎn)充分發(fā)揮了出來，與之相適應(yīng)，超級電容是一種合適的電極結(jié)構(gòu)，超級電容能夠幫助電池在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速充電，滿足社會快節(jié)奏化的需要。

2.4 降低車身的重量保證續(xù)航

無論是傳統(tǒng)能源汽車還是純電動(dòng)汽車，降低車身的重量都能夠有效提高汽車的續(xù)航能力，車身重量的降低可以通過車身的結(jié)構(gòu)優(yōu)化進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，通過使用先進(jìn)的金屬降低車身的重量，也可以通過電池的進(jìn)一步優(yōu)化，降低電池在純電動(dòng)汽車中的重量占比，在保證汽車安全性能的前提下，保證車身的經(jīng)濟(jì)性能。

2.5 動(dòng)力與儲能電池的配合是電池的管理系統(tǒng)

純電動(dòng)汽車的電池是使用串并聯(lián)的方式實(shí)現(xiàn)的，這樣可以提高動(dòng)力化的電池容量，使用先進(jìn)的電子監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對純電動(dòng)汽車的電池的監(jiān)控和管理，保證電池在正常工作狀態(tài)下進(jìn)行放電，加強(qiáng)對電池和電源的保護(hù)，降低電池的故障率，通過先進(jìn)的電子信息技術(shù)，對電量進(jìn)行平衡和控制，提高電池的智能化管理水平，保證電池和純電動(dòng)汽車在最優(yōu)的狀態(tài)下進(jìn)行工作。

3? 當(dāng)前電子信息技術(shù)在純電動(dòng)汽車中的具體應(yīng)用

3.1 電機(jī)及其控制裝置的應(yīng)用分析

純電動(dòng)汽車在使用中，電機(jī)的瞬時(shí)功率很高，過載能力強(qiáng)，具有較高的能量轉(zhuǎn)化的效率，當(dāng)前的技術(shù)已經(jīng)可以保證純電動(dòng)汽車具有較長的使用壽命，當(dāng)前對電機(jī)的要求還需要具有較高的穩(wěn)定性，能夠在各種惡劣條件和環(huán)境下工作的能力，能夠具備較寬的調(diào)速范圍，適應(yīng)當(dāng)前批量生產(chǎn)的要求，具有規(guī)模化的生產(chǎn)能力，我國自主開發(fā)的永磁同步電機(jī)和交流異步電機(jī)也都實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)的能力，電機(jī)在低速下最大輸出轉(zhuǎn)矩取決于逆變器的電流輸出能力，最大輸出功率由逆變器的功率決定。因此可以看出，電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器的設(shè)計(jì)在整個(gè)純電動(dòng)汽車中占據(jù)至關(guān)重要的地位，這就要求電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器具有較小的體積，可靠的性能和較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性，應(yīng)當(dāng)具備較強(qiáng)的電池干擾能力。

3.2 電池管理系統(tǒng)（BMS）的應(yīng)用分析

目前純電動(dòng)汽車上普遍使用鋰電池作為動(dòng)力電源，而鋰電池的管理系統(tǒng)（BMS）實(shí)現(xiàn)的功能包括：數(shù)據(jù)監(jiān)測、荷電狀態(tài)（SOC）估計(jì)、熱管理、均衡管理、數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)顯示與報(bào)警。我國在十五期間就設(shè)立電動(dòng)汽車重大專門研究項(xiàng)目，在BMS方面也取得很大突破。如今，BMS已是上至國家下至企業(yè)，都重點(diǎn)關(guān)注的研發(fā)領(lǐng)域。可以看出，在電子信息技術(shù)的進(jìn)步過程中，純電動(dòng)汽車的發(fā)展水平也必將隨著進(jìn)一步得到提升。

3.3 DC-DC轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用分析

純電動(dòng)汽車的工作運(yùn)行中，DC-DC轉(zhuǎn)換器是重要的轉(zhuǎn)換裝置，純電動(dòng)汽車的具體運(yùn)行原理如圖1，在電動(dòng)車行駛過程中需頻繁加減速，在電機(jī)端的電壓是不斷變化的，但由于蓄電池或燃料電池的比功率指標(biāo)的限制，直接用它們?nèi)ヲ?qū)動(dòng)電機(jī)或接收電機(jī)端回流的電能，會造成驅(qū)動(dòng)性能惡化。而使用雙向DC/DC變換器就是用來平衡電池端和電機(jī)端的電壓，可將動(dòng)力電池組或超級電容器的電壓維持在相對穩(wěn)定的數(shù)值上，以明顯提高電機(jī)的驅(qū)動(dòng)性能。這就需要DC-DC轉(zhuǎn)換器有足夠大的容量和足夠高的效率，純電動(dòng)汽車的車載復(fù)合電源對DC-DC變換器的要求是十幾安培到上百安培的級別，再加上DC-DC變換器裝載在汽車內(nèi)部的狹小空間，要受到旁邊電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)烈的電磁干擾，這種對DC-DC的設(shè)計(jì)要求非常高。

3.4 充電裝置的應(yīng)用分析

充電器的功能就是將交流電變?yōu)橹绷麟?，這就需要用到電工電子技術(shù)，使用功率器件。當(dāng)這些充電器用到電動(dòng)汽車中時(shí)，人們對它們提出了更多的要求。要求它們恒流恒壓二段式充電，還要求高效、輕量，有自檢及自動(dòng)充電等多種保護(hù)功能，并且能程控設(shè)定充電時(shí)間曲線、監(jiān)視電池溫度，對電網(wǎng)無污染等。這些要求需要電工電子技術(shù)來解決，更突出了電工電子技術(shù)在充電器上的應(yīng)用。

3.5 在純電動(dòng)汽車附屬裝置的應(yīng)用分析

純電動(dòng)汽車并不完全依靠發(fā)動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)，所以要開發(fā)新型的附屬裝置，比如電動(dòng)壓縮機(jī)、電動(dòng)水泵、電動(dòng)轉(zhuǎn)向助力、電動(dòng)真空泵及線控剎車系統(tǒng)等等，實(shí)現(xiàn)全車電氣化運(yùn)行。這些輔助電子信息技術(shù)對于純電動(dòng)汽車的整體性能的發(fā)揮都起到重要的作用，能夠幫助純電動(dòng)汽車實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能，幫助提高純電動(dòng)汽車的經(jīng)濟(jì)性能和舒適性。

4? 結(jié)論

可以看出，電子信息技術(shù)在純電動(dòng)汽車的發(fā)展中發(fā)揮著舉足輕重的作用，能夠最大程度的發(fā)揮純電動(dòng)汽車的優(yōu)勢，而電子信息技術(shù)的發(fā)展能夠進(jìn)一步促進(jìn)純電動(dòng)汽車的進(jìn)步。文章先是對純電動(dòng)汽車的概念和電子信息技術(shù)在純電動(dòng)汽車發(fā)展中的意義進(jìn)行分析，第二部分介紹純電動(dòng)汽車電子技術(shù)在發(fā)展中的主要趨勢與特點(diǎn)，包括積極朝向電網(wǎng)融合的發(fā)展趨勢，永磁同步電機(jī)的趨勢已經(jīng)顯現(xiàn)，鋰電子電池方向發(fā)展受到青睞，降低車身的重量保證續(xù)航，動(dòng)力與儲能電池的配合是電池的管理系統(tǒng)。最后分析當(dāng)前電子信息技術(shù)在純電動(dòng)汽車中的具體應(yīng)用，包括電機(jī)及其控制裝置的應(yīng)用分析，電池管理系統(tǒng)（BMS）的應(yīng)用分析，DC-DC轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用分析，充電裝置的應(yīng)用分析，以及在純電動(dòng)汽車附屬裝置的應(yīng)用分析。今后隨著新技術(shù)的發(fā)展，純電動(dòng)汽車和電子信息技術(shù)必將進(jìn)一步融合發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]何忠霖，彭憶強(qiáng)，丁宗恒.純電動(dòng)汽車鋰離子電池管理系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)現(xiàn)狀分析[J].汽車零部件，2019（01）：71-76.

[2]冶存良，王學(xué)軍.我國純電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸問題綜述及發(fā)展建議[J].時(shí)代汽車，2018（10）：66-68.

[3]馮樂雯.遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)用于純電動(dòng)汽車故障分析的實(shí)踐研究[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2018（17）：208-209.

[4]邱慧，莫凌云，徐旭.基于專利大數(shù)據(jù)的我國純電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢研究[J].赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2018，34（07）：78-81.

[5]王龍龍，馬梓維，趙暢.現(xiàn)代汽車電子信息技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢[J].南方農(nóng)機(jī)，2017，48（01）：83-84.

[6]李宏偉.純電動(dòng)汽車技術(shù)原理與維修（10）——純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)（下）[J].汽車與駕駛維修（維修版），2017（01）：40-43.

[7]王偉，傅洪，李遠(yuǎn)方.基于MIL/SIL測試的充電電子鎖在純電動(dòng)汽車中的應(yīng)用[J].汽車科技，2016（05）：75-79.

[8]薛巧根.積極推進(jìn)汽車電子（信息）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)與實(shí)施[J].中國電子商情（基礎(chǔ)電子），2009（11）：22，24，26.