新能源汽車電子控制技術(shù)要點(diǎn)分析

劉煒山

摘要：電子控制技術(shù)在新能源汽車領(lǐng)域的重要性不言而喻。本文主要對(duì)新能源汽車電力控制技術(shù)的發(fā)展重要性開展探析，明確其可減少汽車尾氣排放量，提高汽車使用率。從電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、VCU系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等方面出發(fā)，重點(diǎn)探討了新能源汽車電子控制技術(shù)要點(diǎn)，以期將其技術(shù)作用最大化，推動(dòng)新能源汽車長(zhǎng)久發(fā)展，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)，降低環(huán)境污染指數(shù)，改善環(huán)境質(zhì)量，滿足當(dāng)前人們需求，為關(guān)注此類話題的人們提供參考。

關(guān)鍵詞：電子控制;新能源汽車;VCU系統(tǒng);電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng);能量管理系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：U469.7? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2020）20-0192-02

0? 引言

隨著時(shí)代的進(jìn)步，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，人們物質(zhì)生活質(zhì)量增強(qiáng)，對(duì)汽車的需求不斷增加，同時(shí)也對(duì)其提出了高要求，不僅要保證汽車的質(zhì)量，還要具備綠色環(huán)保節(jié)能性能。在此背景下，新能源汽車逐漸出現(xiàn)在大眾面前，其與我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略是相符的，能夠滿足現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展需求，促使汽車行業(yè)逐漸朝著現(xiàn)代化、環(huán)?；较虬l(fā)展。

1? 新能源汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展意義

在我國(guó)生態(tài)環(huán)境不斷惡化的當(dāng)下，我國(guó)大力實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，綠色環(huán)保節(jié)能觀念日益深入人心，新能源汽車應(yīng)運(yùn)而生。為實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，滿足新時(shí)期人們的多元化需求，應(yīng)該進(jìn)一步對(duì)電子控制技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新和完善，為新能源汽車的發(fā)展創(chuàng)造良好的環(huán)境[1]。在以往的汽車發(fā)展中，能源是必不可少的，也是最重要的支撐。但是現(xiàn)階段能源地位逐漸呈現(xiàn)了下降趨勢(shì)，能源緊缺問題越來越突出，不利于實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。在此背景下，對(duì)能源消耗的控制受到了關(guān)注和重視。隨著新能源汽車普及，社會(huì)對(duì)其認(rèn)可程度也有所提高，能源問題的解決是急迫的，有關(guān)部門需要對(duì)此進(jìn)行積極的探索，找出相應(yīng)的代替物質(zhì)，并以新能源汽車電子控制技術(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)其運(yùn)行進(jìn)行精準(zhǔn)的控制，降低汽車尾氣排放量，為新能源汽車廣泛使用創(chuàng)造良好的環(huán)境。

2? 新能源汽車電子控制技術(shù)要點(diǎn)

2.1 EPS系統(tǒng)

EPS是Electric Power Steering的縮寫，也就是新能源汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的HPS系統(tǒng)不同，EPS屬于是一種直接依靠電機(jī)提供輔助扭矩的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，由減速機(jī)構(gòu)、扭矩傳感器、EUC、電動(dòng)機(jī)等部分構(gòu)成，在汽車駕駛中，EPS發(fā)揮著重要功能。工作原理為，在進(jìn)行方向盤的過程中，借助轉(zhuǎn)矩傳感器檢測(cè)轉(zhuǎn)向及轉(zhuǎn)矩，其檢測(cè)具有實(shí)時(shí)性特點(diǎn)，在檢測(cè)之后會(huì)將電壓信號(hào)傳送到電子控制單元，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合相關(guān)的參考憑證，電子控制單元會(huì)向電動(dòng)機(jī)控制發(fā)出相應(yīng)的指令，以有效的調(diào)控電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)型助力轉(zhuǎn)矩輸出，在科學(xué)調(diào)控之后，能夠形成一定的輔助動(dòng)力。在此方面，若是在其不能轉(zhuǎn)向的情況下，電子控制單元將無法進(jìn)行指定的發(fā)送，電動(dòng)機(jī)也會(huì)仍然處于停止動(dòng)態(tài)。

之所以要對(duì)EPS系統(tǒng)加以重視，主要是因?yàn)樵撓到y(tǒng)自身具備獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，與現(xiàn)代節(jié)能環(huán)保理念新能源汽車運(yùn)行需求是相符的。EPS系統(tǒng)不僅具有安裝便捷、調(diào)整簡(jiǎn)單、回正性佳的優(yōu)點(diǎn)，而且還表現(xiàn)了路感好、環(huán)保性能強(qiáng)的特點(diǎn)。雖然在新能源汽車領(lǐng)域，EPS系統(tǒng)有著傳統(tǒng)系統(tǒng)不可比擬的優(yōu)勢(shì)，但是卻需要研發(fā)具有良好可靠性、成本低的傳感器、助力電機(jī)[2]。所以，為了將新能源汽車的EPS作用最大化，需要立足實(shí)際對(duì)其控制技術(shù)進(jìn)行合理的篩選，如人工智能控制技術(shù)、模糊控制技術(shù)等。

2.2 VCU系統(tǒng)

在新能源汽車中，VCU系統(tǒng)占有著重要位置，相當(dāng)于汽車的大腦，與汽車的工作狀態(tài)是息息相關(guān)的。VCU又被稱為整車控制器系統(tǒng)，其優(yōu)劣性將會(huì)對(duì)汽車性能產(chǎn)生著重要影響。因此，需要提高對(duì)該系統(tǒng)的重視度。

在VCU系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，相關(guān)人員應(yīng)該及時(shí)監(jiān)測(cè)汽車的電池狀況，對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析，并對(duì)相應(yīng)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行記錄，有針對(duì)性傳輸所生成的指令，以促使其能夠在第一時(shí)間達(dá)到相應(yīng)的功能區(qū)域，對(duì)新能源汽車實(shí)際情況進(jìn)行科學(xué)的處理，從根本上提升電能利用率，促使其能夠安全行駛，同時(shí)對(duì)新能源汽車壽命延長(zhǎng)也具有重要作用。

在新能源汽車運(yùn)行過程中，對(duì)VCU系統(tǒng)進(jìn)行合理的應(yīng)用，不僅能夠明確汽車行駛中的能量消耗，而且能夠確定其是否合理，同時(shí)也為可否支撐達(dá)到目的地的判斷提供了重要依據(jù)，對(duì)新能源汽車正常行駛是有幫助的，能夠?qū)⑾嚓P(guān)行駛問題扼殺在萌芽中[3]。此外，VCU系統(tǒng)在新能源汽車能量和目的地之間距離的整合方面也發(fā)揮了重要作用，可促使其能源供應(yīng)得到科學(xué)合理的分配，一方面可實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源的目的，與環(huán)保節(jié)能觀念相符;另一方面可促使行車效率得到提高，確保新能源汽車安全、穩(wěn)定行駛。與實(shí)時(shí)監(jiān)控比較相似，能夠促使駕駛員對(duì)汽車的運(yùn)行狀況進(jìn)行全面的了解，一旦發(fā)生異常情況也可在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)，加快問題的處理速度，最大限度降低不良影響，不管是對(duì)新能源汽車本身還是駕駛員本身的安全性都是有利的。

在新能源汽車高速發(fā)展的當(dāng)下，VUC系統(tǒng)使用頻率也逐漸提高，隨著系統(tǒng)的完善，已經(jīng)成為一種必然趨勢(shì)。對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行充分的運(yùn)用，不僅能夠促使車輛行駛效率提升，而且還可確保其具有完善的性能，這對(duì)新能源汽車的高效發(fā)展是有利的[4]。因此，應(yīng)該進(jìn)一步加大對(duì)VCU系統(tǒng)研究力度，使全新VCU系統(tǒng)成為新能源發(fā)展的方向。特別是在現(xiàn)階段，傳統(tǒng)汽車數(shù)量的與日俱增，提高了空氣污染指數(shù)，導(dǎo)致我國(guó)空氣環(huán)境指標(biāo)逐漸下降，與我國(guó)可持續(xù)發(fā)展觀念是不符合的。因此，應(yīng)該不斷優(yōu)化新能源汽車應(yīng)用效果。在此方面，國(guó)家已經(jīng)構(gòu)建I-EMS技術(shù)系統(tǒng)，在整體上提高了汽車能源效率。在安全方面，還結(jié)合新能源汽車現(xiàn)狀，設(shè)置了與之相適應(yīng)的散熱系統(tǒng)。

在新能源汽車運(yùn)行中，整車控制系統(tǒng)會(huì)與電子控制系統(tǒng)聯(lián)合工作，為汽車的正常運(yùn)行提供了保障。例如，針對(duì)于汽車的蓄電池而言，其主要是能量控制系統(tǒng)的主要工作對(duì)象，但在具體運(yùn)行過程中，VUC也會(huì)對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，幫助駕駛員對(duì)車況進(jìn)行狀態(tài)，如判定是否需要在出發(fā)前充電、汽車是否處于正常運(yùn)行狀態(tài)等[5]。再如，對(duì)于汽車行駛中的制動(dòng)來說，VUC與電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)是相互配合的，可促使汽車制動(dòng)信號(hào)指令更加準(zhǔn)確、高效，確保在制動(dòng)時(shí)提高車身的穩(wěn)定性，有助于降低駕駛員的危險(xiǎn)系數(shù)。

2.3 能量管理系統(tǒng)

能量管理系統(tǒng)即EMS，具有完善的性能，由EDC、SCADA、AGC等幾個(gè)部分構(gòu)成，其分別代表著經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制、數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)、自動(dòng)發(fā)電控制，為新能源汽車驅(qū)動(dòng)提供了強(qiáng)大的支撐[6]。EMS之所以成為新能源系統(tǒng)關(guān)鍵的構(gòu)件，主要是因?yàn)槠渖婕暗搅硕喾矫娴膬?nèi)容，如放電控制、功率分配、功率限制等，在實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)了良好的控制效果，通常情況是以電池等重要部分為中心開展各項(xiàng)工作的。

在新能源汽車領(lǐng)域，能量管理系統(tǒng)主要工作原理如下：首先，借助數(shù)據(jù)采集的方法搜集電池實(shí)際狀態(tài);其次，將搜集的相關(guān)信息與數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)送，其運(yùn)動(dòng)區(qū)域?yàn)閱巫涌刂茊卧?，?dāng)其收到后開展相關(guān)的研究工作;再次，結(jié)合處理結(jié)果，針對(duì)性的完成控制指令。最后，發(fā)送功能模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)新能源汽車的有效控制。

EMS屬于新能源汽車電子控制的核心系統(tǒng)，其功能呈現(xiàn)多種多樣的特點(diǎn)。①在EMS良好運(yùn)行的狀態(tài)下，可為電池運(yùn)行創(chuàng)造良好的環(huán)境，使其處于最佳的狀態(tài)，可保證其電能充足，促使汽車穩(wěn)定行駛[7]。②借助EMS系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)其他子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)掃描，明確其具體的運(yùn)行狀況，以便在新能源汽車行駛的過程中，當(dāng)出現(xiàn)電能缺失問題時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行預(yù)警，及時(shí)處理，降低重大問題出現(xiàn)的可能性。與此同時(shí)，也可根據(jù)實(shí)際的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)電量進(jìn)行科學(xué)的調(diào)節(jié)，并進(jìn)行合理的控制，能夠?yàn)槠嚨陌踩\(yùn)行保駕護(hù)航。③在對(duì)汽車所剩電量明確的基礎(chǔ)上，還可對(duì)能源汽車?yán)锍虜?shù)開展較為準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，有利于實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車實(shí)際電量的保障。例如，通過對(duì)車內(nèi)溫度的適當(dāng)調(diào)節(jié)，可提升汽車的安全性。

為了促使新能源汽車良好行駛，應(yīng)該注重發(fā)揮能量管理系統(tǒng)的作用，并確保對(duì)電池進(jìn)行無損充電，對(duì)其放電的情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)化監(jiān)管，進(jìn)而可從根本上降低過充電問題的發(fā)生，延長(zhǎng)汽車使用壽命。由于在長(zhǎng)期運(yùn)行中，新能源汽車電池不可避免的會(huì)受到磨損，為了減少電池問題出現(xiàn)，需要全力以赴做好相關(guān)的維護(hù)和監(jiān)測(cè)工作，加強(qiáng)故障診斷，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決，為電池的可靠性、安全性提供保障。

2.4 電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

在新能源汽車運(yùn)行過程中，電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)所發(fā)揮的作用是不可忽視的，其主要是對(duì)蓄電池電能進(jìn)行負(fù)責(zé)，促使電能成功向動(dòng)能轉(zhuǎn)化，有助于提高汽車運(yùn)行效率，防止其存在過大的阻礙，對(duì)新能源汽車的穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。因此，對(duì)其控制系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格的要求是必要的。

首先，對(duì)功率密度予以保持，通過科學(xué)合理的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)恒定輸出額的保障。其次，需要對(duì)汽車速度進(jìn)行有效的控制。主要是新能源汽車在行駛到坡度較高之處時(shí)，會(huì)有一定的低速要求，對(duì)其速度進(jìn)行科學(xué)合理的控制，能夠提升汽車的安全性，降低危險(xiǎn)事故的概率。最后，在實(shí)際控制中，需確保轉(zhuǎn)矩的實(shí)際響應(yīng)速度較快。

電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的良好運(yùn)行，可進(jìn)一步優(yōu)化新能源汽車的運(yùn)行狀態(tài)。完善的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可確保駕駛員安全形式。數(shù)字控制器、傳感器、變流器、電動(dòng)機(jī)是該系統(tǒng)主要的構(gòu)成部分[8]。在新能源汽車行駛過程中，電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)用可實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池能量的良好轉(zhuǎn)化，減少運(yùn)行中的阻力，能夠促使汽車在優(yōu)越的行駛條件下運(yùn)行，降低汽車問題出現(xiàn)的概率，確保其高效運(yùn)行。在新能源汽車領(lǐng)域，電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)需要滿足的條件有以下幾個(gè)：

第一，強(qiáng)化對(duì)轉(zhuǎn)矩響應(yīng)效率的科學(xué)控制。

第二，轉(zhuǎn)速范圍應(yīng)該達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與要求。

第三，具備成本低的良好優(yōu)勢(shì)。

3? 結(jié)束語

總而言之，新能源汽車有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)汽車不足之處，與現(xiàn)代人們環(huán)保需求是相符的，而且有助于緩解我國(guó)生態(tài)環(huán)境問題。為了確保能新源汽車企業(yè)長(zhǎng)足發(fā)展，需要對(duì)先進(jìn)的電子控制技術(shù)加以重視，并將其融入在汽車能源設(shè)計(jì)中，不斷優(yōu)化汽車性能，提高其科技含量，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、高效運(yùn)行。因此，在未來新能源汽車的發(fā)展中，需要將電子控制技術(shù)作為重要支撐，以便促使其實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

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