電子設計在汽車新能源中運用

符曉明

摘要：隨著人們生活水平的不斷提升，對于汽車的需求量也在不斷增長，雖然汽車為人們?nèi)粘Ｉ钐峁┝藰O大的便利性，但是因汽車尾氣排放所造成的大氣污染問題也在日漸加重，這在一定程度上不僅會破壞自然生態(tài)環(huán)境，而且也會給人們的身體健康構(gòu)成較大威脅。因此，要想改善現(xiàn)狀，相關(guān)汽車生產(chǎn)企業(yè)就要在不斷創(chuàng)新探索中，對新能源節(jié)能動力汽車的設計與開發(fā)加大重視度。本文也會針對新能源汽車設計中采用的電工電子設計技術(shù)進行著重分析，并提出相應的研發(fā)優(yōu)化策略，以便為推動新能源節(jié)能動力汽車的更好發(fā)展提供可靠的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：新能源節(jié)能動力汽車;電工電子技術(shù);研發(fā)優(yōu)化策略

中圖分類號：TH1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）11-0200-02

0? 引言

現(xiàn)今，汽車已成為人們?nèi)粘３鲂械谋貍浣煌üぞ咧?，其在滿足人們出行需求的同時，不僅對大氣造成了一定的污染，而且也對石油造成了一定的消耗，這在某種程度上就加劇了我國能源短缺問題的產(chǎn)生，從而導致了能源危機。因此，為了緩解這種局面，相關(guān)部門及汽車生產(chǎn)企業(yè)就要對新能源節(jié)能動力汽車的研發(fā)給予高度的重視，并且要將電工電子技術(shù)及引入到該類汽車實際生產(chǎn)設計中，這樣既可以提高我國新能源節(jié)能動力研發(fā)水平，又能對解決石油消耗及大氣污染問題提供可靠的保障。因此，對電工電子技術(shù)在汽車新能源節(jié)能動力研發(fā)中的有效運用進行深入研究，很有必要。

1? 新能源動力汽車與電工電子設計技術(shù)概述

1.1 新能源動力汽車

所謂新能源動力汽車，是指以燃料為基礎源動力，以電子控制技術(shù)為輔助源動力來改善汽車能源消耗和動力輸出的新型結(jié)構(gòu)汽車。其燃料能源種類極為豐富，太陽能、風能、生物質(zhì)能等都可成為其主要動力來源。另外，以往汽車驅(qū)動的源動力主要以柴油和煤油為主，這種驅(qū)動方式不僅會對自然生態(tài)環(huán)境以及大氣環(huán)境等造成一定的污染和破壞，而且還造成了大量的能源消耗現(xiàn)象，引發(fā)了能源危機的出現(xiàn)。而到了后期以電能作為汽車驅(qū)動的能源時代，雖然可以大大減少汽車尾氣排放，緩解對環(huán)境的污染，但由于需要大量發(fā)電，且發(fā)電形式較為單一，所以也無法從根本上解決能源消耗問題。近年來，隨著我國工業(yè)產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，汽車驅(qū)動也經(jīng)歷了多次的能源變革，新能源汽車整個車載動力裝置采用了先進的動力和驅(qū)動技術(shù)設計而成，這種新型的構(gòu)造模式不僅可以大大提升汽車整車性能，減少污染氣體的排放，更好的保護城市環(huán)境。而且其還能有效實現(xiàn)汽車節(jié)能減排運行目標，進而在降低能耗的同時，也為緩解我國石油能源短缺問題創(chuàng)造了良好的條件。

1.2 電工電子設計技術(shù)

現(xiàn)今，隨著我國電子信息技術(shù)水平的不斷提升，電工電子技術(shù)也開始在汽車生產(chǎn)制造領域中被廣泛應用，其可以為現(xiàn)代汽車新能源發(fā)展提供可靠的技術(shù)支撐，從而真正實現(xiàn)對汽車能源消耗的有效控制。另外，電工電子技術(shù)還能促進汽車驅(qū)動器的創(chuàng)新設計，進而使其驅(qū)動引擎得到徹底的改良，從而更好的提高汽車發(fā)動機的應用性能及使用壽命。因為傳統(tǒng)汽車在運行使用過程中不僅會產(chǎn)生大量的能源消耗，而且也無法對能源的使用情況進行良好的監(jiān)測，這樣就會給石油能源造成一定的消耗，進而容易誘發(fā)能源危機的產(chǎn)生。除此之外，汽車在滿足人們?nèi)粘３鲂械耐瑫r，其也會給人們造成一定的成本負擔，尤其對于普通燃油汽車而言，其一方面要面對日漸上漲的汽油價格，另一方面還要面對車輛后期養(yǎng)護方面以及汽車零部件維修等方面所投入的成本。而新能源汽車由于其驅(qū)動方式是以電力機驅(qū)動方式為主，所以電力機的維護成本也要遠遠低于普通汽車的維護成本。同時，電子控制技術(shù)的應用也可使汽車發(fā)動機的打火裝置性能得到進一步的提高，不會讓汽車在行駛過程中出現(xiàn)中途失火等現(xiàn)象，這樣不僅大大減少了發(fā)動機的維修次數(shù)，降低其維修成本，而且也有效控制了汽車的能耗量，這在某種程度上就會減少汽車加油次數(shù)，使其燃油成本得到大幅的降低。由此可見，積極采用電工電子技術(shù)來研發(fā)和設計新能源節(jié)能動力汽車，十分可行[1]。

2? 新能源汽車設計中電工電子設計技術(shù)的運用優(yōu)勢及發(fā)展趨勢分析

2.1 汽車供油系統(tǒng)中節(jié)能電子控制技術(shù)的運用優(yōu)勢

在新能源節(jié)能動力汽車設計研發(fā)過程中，電工電子技術(shù)的合理運用可以大大降低石油消耗程度。與傳統(tǒng)汽車供油系統(tǒng)相比，電子控油噴射技術(shù)能夠很好的對汽車噴油量與噴油時間進行科學合理的控制，進而使其在滿足汽車穩(wěn)定運行的基礎上，能夠始終維持噴油速度與噴油時間的平衡，這樣才能提高石油利用率，最大化減少其消耗程度。另外，通過在新能源節(jié)能動力汽車供油系統(tǒng)設計中積極引入電工電子設計技術(shù)，還可以實現(xiàn)對汽車廢氣排放總量的有效控制，進而使汽車在運行過程中，能夠精準的計算油耗量，這樣既可以節(jié)約大量的能耗，又能將尾氣排放降低到最低程度，從而更好的滿足社會與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展需求。

2.2 汽車電子點火節(jié)能技術(shù)的應用優(yōu)勢

傳統(tǒng)汽車構(gòu)造中，汽車發(fā)動機的正常啟動，主要是依靠汽油機中的電火花來將混合氣體進行點燃來作為動力來源。這種啟動方式雖然具有一定的應用成效，但受技術(shù)水平的限制，在汽車長期運行使用過程中，很容易會降低汽車發(fā)動機的整體性能，使其出現(xiàn)磨損以及失火等不良現(xiàn)象，并且在某種程度上還會增加汽車維修成本，給汽車節(jié)能減排研發(fā)設計造成很大阻礙?；诖?，在設計和研發(fā)新能源節(jié)能動力汽車時，相關(guān)技術(shù)人員就要積極采用以電子點火節(jié)能技術(shù)為依托的新型斷電器來促進發(fā)動機的正常啟動，這樣既可以滿足汽車產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展需求，提高新能源汽車的整體運行性能，又能大幅降低汽車發(fā)動機的損耗程度及尾氣排放量。與此同時，通過電子點火節(jié)能技術(shù)的科學利用，還可以延長發(fā)動機的使用壽命，避免失火現(xiàn)象的發(fā)生。

2.3 汽車電工電子的設計趨勢

隨著我國科技技術(shù)水平的不斷提升，電工電子設計技術(shù)的應用范圍也在不斷擴大，在汽車生產(chǎn)制造領域中，該設計技術(shù)經(jīng)歷了由最初真空管、晶體管設計到當前大規(guī)模集成電路設計的重大變革。這種變革也推動了汽車控制系統(tǒng)全面優(yōu)化創(chuàng)新，使之不僅僅可以實現(xiàn)對汽車局部設計的控制，而是能夠?qū)崿F(xiàn)對整車設計的全面化控制，從而真正推動我國汽車制造產(chǎn)業(yè)走向網(wǎng)絡化、信息化和智能化發(fā)展道路，更好的滿足現(xiàn)代人的日常出行需求。另外，汽車電工電子設計技術(shù)的不斷普及，使得汽車的能耗量也是大幅降低，這也為相關(guān)汽車制造企業(yè)獲得最大化的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益提供了可靠的保障。在未來汽車發(fā)展過程中，太陽能、電能、天然氣等自然能源將會與汽車研發(fā)設計有著更為緊密的結(jié)合，這在滿足社會和環(huán)境節(jié)能減排發(fā)展要求的同時，也為汽車電工電子設計技術(shù)的更向前發(fā)展打下了良好的基礎，使其能夠在汽車網(wǎng)絡系統(tǒng)、智能化系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)的改善設計中發(fā)揮出更大的優(yōu)勢，從而進一步提升汽車整體應用性能，使其在長期運行使用過程中能夠始終處于高效、安全、穩(wěn)定、低能耗的狀態(tài)中，這樣才能帶給人們最佳的駕駛體驗。

3? 新能源汽車設計中電工電子設計技術(shù)的運用要點分析

3.1 電子控制系統(tǒng)的應用

對于新能源汽車而言，其安全可靠的使用標準主要取決于電子控制單元ECU的運行質(zhì)量，因為ECU中每個子系統(tǒng)部件都可通過高轉(zhuǎn)矩響應控制來降低汽車能耗，實現(xiàn)其電機控制的改善設計。另外， 180 度變頻控制在當前新能源汽車電機控制設計中有著很高的應用率，其通過電磁仿真以及電子器件仿真等技術(shù)優(yōu)勢，不僅實現(xiàn)了對石油消耗的精確控制，而且也有效降低了汽車運行過程中的油耗及廢氣排放量。因為在新能源汽車設計中，利用電動模式來驅(qū)動車輛，會幫助駕駛?cè)藛T對車輛制動時間進行全面掌握，同時，電力電子器件的反饋信號也會嚴格控制著蓄電池提供給牽引電動機的電能，這樣就會在提高點火能量的基礎上，有效降低發(fā)動機的燃料消耗，避免其在使用過程中，因過度排放汽車尾氣，而造成嚴重的大氣污染[2]。

3.2 電子診斷系統(tǒng)的應用

在利用電工電子設計技術(shù)來設計新能源汽車電子診斷系統(tǒng)時，應充分考慮以下幾點設計要素：第一，要設計完整的電池組專家診斷系統(tǒng);第二，要建立科學完善的荷電狀態(tài)（SOC）和健康狀況（SOH）估計系統(tǒng);第三，要重視DEM 和 DCM 系統(tǒng)的合理利用。因為隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展，電子控制系統(tǒng)故障診斷方法已完全取代了傳統(tǒng)診斷方法，作為汽車發(fā)動機的核心部分，無論是DEM ，還是DCM都能及時準確的對發(fā)動機故障做出精準的分析和判斷。在實際應用過程中，如果汽車發(fā)動機出現(xiàn)故障，DEM不僅會自動存儲診斷結(jié)果，而且還會及時指出汽車在故障狀態(tài)下所發(fā)生的異常運行行為，從而充分保證診斷數(shù)據(jù)的真實性和可靠性;而DCM則能更好的保障診斷會話的合理性。此外，電子診斷系統(tǒng)采用了ECU數(shù)據(jù)接口，這樣既可以對各類故障信息進行有效采集，又能實現(xiàn)對汽車發(fā)動機傳感器各項性能指標的全面監(jiān)測，進而最大化提升汽車自動故障診斷水平，保障其長期運行使用的安全性和穩(wěn)定性[3]。

4? 新能源節(jié)能動力汽車的研發(fā)目標與優(yōu)化策略分析

4.1 新能源節(jié)能動力汽車研發(fā)目標

首先，天然氣動力汽車的研發(fā)。在全球石油危機日益加劇的今天，天然氣被廣泛應用于汽車研發(fā)生產(chǎn)制造中，其不僅可以最大程度降低汽車尾氣排放，減少大氣和環(huán)境污染問題的發(fā)生概率。而且還能有效控制汽車運行過程中所發(fā)出的噪音量，延長發(fā)動機的使用壽命，使其在運行使用過程中，不會產(chǎn)生過多的故障問題，從而真正為人們營造一個綠色、舒適、安全的出行環(huán)境。其次，太陽能動力汽車的研發(fā)。其主要是以太陽能電池為載體來實現(xiàn)對太陽能的有效存儲，從而促使汽車發(fā)動機的正常使用，最大化減少汽車油耗及尾氣排放。最后，電動汽車的研發(fā)。該新能源節(jié)能動力汽車的生產(chǎn)工藝極為簡便，其主要利用電能發(fā)動機來實現(xiàn)汽車的正常行駛，這樣既可以降低生產(chǎn)成本，又能減少石油的使用率，從而汽車產(chǎn)業(yè)盡快實現(xiàn)節(jié)能減排的可持續(xù)發(fā)展目標奠定了良好的基礎。

4.2 汽車節(jié)能優(yōu)化策略

隨著我國新能源汽車研發(fā)水平的不斷提升，對于汽車節(jié)能優(yōu)勢的進一步發(fā)揮也給予了高度的重視，因此，為了實現(xiàn)這一目標，各汽車生產(chǎn)制造企業(yè)就要加大自身的創(chuàng)新研究力度，積極從以下兩個方面入手 ，實現(xiàn)汽車節(jié)能優(yōu)化目標：首先，要不斷采用新型的生產(chǎn)材料來進行汽車構(gòu)造設計，這樣才能更好的降低車體重量，減少石油的消耗;其次，要加強汽車輪胎及整車配置的優(yōu)化和完善，這樣才能減少汽車行駛過程中的阻力，進而在降低汽車運行成本的基礎上，實現(xiàn)對汽車尾氣排放的有效控制，從而最大化避免對環(huán)境造成污染。

5? 結(jié)束語

綜上所述，隨著私家車輛的不斷增多，對其節(jié)能減排性能的提升也提出了新的要求，這種趨勢下，就需要相關(guān)部門及生產(chǎn)制造企業(yè)要在新能源節(jié)能動力汽車研發(fā)設計中加大對電工電子設計技術(shù)的有效利用，不僅要掌握該電子控制技術(shù)的運用要點和運用優(yōu)勢，而且還要采取科學合理的優(yōu)化策略對新能源節(jié)能動力汽車的研發(fā)方案進行全面的完善，這樣才能提高我國新能源汽車的生產(chǎn)水平，促進我國汽車行業(yè)的更向前發(fā)展。

參考文獻：

[1]趙偉，李紀云，張騰龍.電子設計在汽車新能源中的運用[J]. 城市建設理論研究：電子版，2019（11）：393-394.

[2]曹堅.電子設計在汽車新能源中的運用[J].科技傳播， 2019（08）：281-282.

[3]張霞.電子設計在汽車新能源中的運用[J].花炮科技與市場，2018（04）：193-194.