新能源汽車電子控制技術(shù)要點(diǎn)優(yōu)化分析

計(jì)端，劉衛(wèi)

(柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西 柳州 545002)

0 前言

新能源和傳統(tǒng)能源的差異主要體現(xiàn)在零環(huán)境污染和能源消耗2個(gè)方面，新能源領(lǐng)域的發(fā)展對(duì)整個(gè)能源領(lǐng)域都產(chǎn)生了推進(jìn)作用。同時(shí)，由于汽車電子技術(shù)的快速發(fā)展，促進(jìn)了整個(gè)汽車領(lǐng)域的發(fā)展。因此，新能源汽車的發(fā)展應(yīng)從汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的智能化入手，逐步推進(jìn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、汽車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)等核心部件的智能改造。通過(guò)在新能源汽車發(fā)展過(guò)程中合理運(yùn)用汽車電子技術(shù)，實(shí)現(xiàn)汽車的管理與驅(qū)動(dòng)信息化，進(jìn)而促進(jìn)新能源汽車行業(yè)的發(fā)展。本文結(jié)合當(dāng)前新能源汽車的發(fā)展優(yōu)勢(shì)和先進(jìn)的電子控制技術(shù)，對(duì)新能源汽車的電子控制技術(shù)進(jìn)行分析研究，并提出發(fā)展方向，從而促進(jìn)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

1 新能源汽車電子控制系統(tǒng)概述

電子控制系統(tǒng)決定了汽車的控制方式和發(fā)動(dòng)機(jī)工作效率，直接影響了其安全性和可靠性。因此，發(fā)展新能源汽車必須高度重視電子控制系統(tǒng)的研發(fā)，而電子控制單元的研發(fā)和優(yōu)化過(guò)程較為復(fù)雜，首先需要了解其特性。新能源汽車的電子控制系統(tǒng)主要涉及能源管理、能源再生制動(dòng)系統(tǒng)等。首先，接收來(lái)自傳感器信號(hào)的進(jìn)入仿真信息和數(shù)字信息，接受信息后通過(guò)微處理器處理并放大；然后，使用處理放大后的輸入/輸出電路，并顯示電磁閥的輸入信息；最后，開發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)伺服裝置元件。

不同新能源汽車的電子控制器都有不同的特性。新能源汽車電子控制系統(tǒng)主要由主動(dòng)力控制系統(tǒng)、能源再生系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)組成，子系統(tǒng)分別負(fù)責(zé)汽車動(dòng)力、能源轉(zhuǎn)換和汽車轉(zhuǎn)向。

2 新能源汽車電子控制技術(shù)發(fā)展意義

當(dāng)前節(jié)能減排的理念越來(lái)越受重視，企業(yè)需要不斷創(chuàng)新電子控制技術(shù)，推動(dòng)其快速發(fā)展。我國(guó)傳統(tǒng)汽車工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)是電能，近年來(lái)，由于能源需求量增加、能源開采能力下降等原因，導(dǎo)致我國(guó)能源不足的問(wèn)題日益嚴(yán)重，我國(guó)有關(guān)部門和企業(yè)都迫切需要尋找替代能源以緩解能源短缺的問(wèn)題。同時(shí)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)也處于轉(zhuǎn)變階段，需要有關(guān)部門有效管理能源消耗。新能源汽車隨著使用范圍的拓展及智能電子控制技術(shù)的不斷完善，逐漸獲得了國(guó)際社會(huì)的青睞?，F(xiàn)階段，經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，能源問(wèn)題仍然是人們面臨的主要問(wèn)題之一，嚴(yán)重影響著世界經(jīng)濟(jì)社會(huì)的總體發(fā)展趨勢(shì)。因此有關(guān)部門應(yīng)該及時(shí)尋找合適的替代能源，妥善解決能源短缺的問(wèn)題。

3 新能源汽車研發(fā)趨勢(shì)

3.1 提高清潔度

新能源汽車不僅要清潔尾氣，還要清潔車內(nèi)環(huán)境。特別是針對(duì)傳統(tǒng)動(dòng)力汽車的異味問(wèn)題，新能源汽車必須充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。人們都需要有一個(gè)良好的駕駛和行車環(huán)境，如果新能源汽車能夠解決該問(wèn)題，其普及推廣將更容易。

3.2 縮小性能差距

與傳統(tǒng)動(dòng)力汽車相比，新能源汽車在使用壽命、工作效率、配套功能等方面存在一定差距?；诖?，為滿足人們對(duì)汽車性能的需求，在新能源汽車的發(fā)展過(guò)程中汽車的功能需要不斷優(yōu)化，其動(dòng)力性能和燃油效率也要不斷提高。特別是在行駛里程、動(dòng)力總成性能和汽車零部件功能方面，因?yàn)槠錈o(wú)限接近甚至超越了傳統(tǒng)汽車，所以新能源汽車成為了人們用車的新選擇。

3.3 優(yōu)化電子控制技術(shù)

電子控制技術(shù)的優(yōu)化是未來(lái)新能源汽車發(fā)展的趨勢(shì)。特別是在如今機(jī)電一體化的時(shí)代，人們對(duì)汽車的要求已不再局限于良好的動(dòng)力性能和舒適的車內(nèi)環(huán)境，并且對(duì)智能汽車的要求將會(huì)越來(lái)越高。要使汽車實(shí)現(xiàn)全面智能化發(fā)展，必須以機(jī)電技術(shù)的理論為基礎(chǔ)不斷優(yōu)化電子控制技術(shù)。隨著生活方式的改變，人們對(duì)汽車的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也在改變。集電子功能于一體，實(shí)現(xiàn)了電子系統(tǒng)的良好協(xié)調(diào)，讓汽車越來(lái)越受年輕人的喜愛。提高汽車的實(shí)用性，為新能源汽車的未來(lái)發(fā)展指明了方向。

由此可見，日趨成熟的新能源技術(shù)已經(jīng)成為汽車質(zhì)量控制的主要競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，是新能源汽車不斷創(chuàng)新發(fā)展的主要?jiǎng)恿?，也是相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的動(dòng)力來(lái)源。

4 電子控制技術(shù)優(yōu)化

隨著新能源汽車技術(shù)的發(fā)展，電子控制技術(shù)逐漸被廣泛應(yīng)用并改變了汽車的動(dòng)力系統(tǒng)，產(chǎn)生了新能源汽車的電氣傳動(dòng)裝置。與傳統(tǒng)的小功率、低壓輔助電器相比，新能源汽車的電氣傳動(dòng)裝置具有效率高、噪聲低、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。其中，能源管理系統(tǒng)、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和能源反饋系統(tǒng)是新能源汽車電子控制系統(tǒng)的主要組成部分。

4.1 能源管理體系

能源管理系統(tǒng)從字面上理解為控制新能源汽車電能的系統(tǒng)或技術(shù)。能源管理系統(tǒng)作為新能源汽車的重要組成部分，具有非常重要的作用和意義。功率管理系統(tǒng)由以下3個(gè)方面構(gòu)成：電源控制、熱放電管理和總功率控制。能源管理系統(tǒng)直接決定了新能源汽車是否有足夠的動(dòng)力保證其正常運(yùn)行，具體工作原理主要包括數(shù)據(jù)采集、信息處理和指令生成等，即在數(shù)據(jù)采集電路的幫助下，對(duì)電池狀態(tài)和有關(guān)信息進(jìn)行收集，再將收集到的信息傳送至相應(yīng)的單位，完成對(duì)數(shù)據(jù)信息的綜合管理。能源管理系統(tǒng)還具有判斷最大續(xù)航里程的功能，即根據(jù)電池的剩余電量合理、科學(xué)地預(yù)測(cè)汽車在不充電的情況下可以行駛的最大里程，以便提醒駕駛員及時(shí)充電。

4.2 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要由發(fā)電機(jī)、電子控制單元、傳感器、機(jī)械減速器等構(gòu)成，主要負(fù)責(zé)監(jiān)控新能源汽車的實(shí)際運(yùn)行情況，如調(diào)整行駛速度和助力轉(zhuǎn)向等。首先，在電子助力轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的工作模式下，電子監(jiān)控單元將通過(guò)不斷收集有關(guān)數(shù)據(jù)和信號(hào)，實(shí)時(shí)掌握新能源汽車的實(shí)際運(yùn)行情況，如前進(jìn)車速、方向盤輸入扭矩值等；其次，按照控制系統(tǒng)的工作規(guī)則，計(jì)算機(jī)發(fā)出特定的控制系統(tǒng)命令，并調(diào)整輸出電壓，同時(shí)操控電子輔助系統(tǒng)供給的輔助驅(qū)動(dòng)，之后機(jī)械減速器和離合器單元將對(duì)新能源汽車的全部驅(qū)動(dòng)及轉(zhuǎn)向操作進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制。當(dāng)新能源汽車不進(jìn)行牽引動(dòng)作時(shí)，電子控制單元并不產(chǎn)生控制指令，而電子助力轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)和其他電子裝置則以低負(fù)載待機(jī)模式工作，具有一定的節(jié)電作用。

與傳統(tǒng)汽車相比較，新能源汽車的電子助力轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)在節(jié)能保護(hù)方面具有優(yōu)越性。目前，在電子助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的開發(fā)過(guò)程中，仍有許多問(wèn)題亟需解決。例如電子助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)表現(xiàn)為剛性，很難與其他子系統(tǒng)保持動(dòng)態(tài)連接。同時(shí)，在整個(gè)系統(tǒng)的工作流程中，電子控制單元只有全面了解新能源汽車的工作情況和掌握相關(guān)數(shù)據(jù)，才能迅速提出合理的控制指令，這對(duì)傳感器的監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確度和檢測(cè)效果有著較高的要求，面對(duì)該問(wèn)題，需要人們?cè)趯?shí)踐中不斷對(duì)傳感器的監(jiān)測(cè)功能進(jìn)行優(yōu)化，以提升其使用效率。

4.3 電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

在新能源汽車的行駛過(guò)程中，電力牽引裝置發(fā)揮了關(guān)鍵作用。電池能源提供動(dòng)力，促進(jìn)電力高效地轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，可以有效改善汽車的動(dòng)力輸出，對(duì)新能源汽車的平穩(wěn)行駛有著重要意義。所以，對(duì)電子控制系統(tǒng)提出嚴(yán)格要求是有必要的。

首先，保持高功率密度，通過(guò)科學(xué)的調(diào)節(jié)，確保輸出恒定；其次，必須有效地控制速度，新能源汽車在行駛在上坡路段時(shí)有相應(yīng)的低速要求，合理地控制速度，能夠增強(qiáng)汽車的穩(wěn)定性，減少危險(xiǎn)情況的出現(xiàn)；最后，在實(shí)際控制中，轉(zhuǎn)矩越大其實(shí)際速度越快。電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的正常工作能夠進(jìn)一步改善新能源汽車的工作狀況，先進(jìn)的電力驅(qū)動(dòng)技術(shù)能夠保證駕駛員的安全。該系統(tǒng)一般由數(shù)字控制器、傳感器、逆變器和電機(jī)構(gòu)成。在新能源汽車行駛過(guò)程中，運(yùn)用電力驅(qū)動(dòng)技術(shù)能夠使蓄電池動(dòng)力良性轉(zhuǎn)化，減小行駛障礙，使汽車在正常的運(yùn)行環(huán)境下工作，減小汽車發(fā)生故障的可能性，確保汽車安全平穩(wěn)行駛。

4.4 能源反饋技術(shù)

隨著新能源汽車核心技術(shù)的不斷完善，純電力逐漸成為汽車驅(qū)動(dòng)的主要能源動(dòng)力，而電池能源不斷釋能成為了電源基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，新能源汽車也不斷追求能源循環(huán)，以提高能源的再利用率，達(dá)到節(jié)約能源的目的。而作為汽車能源反饋系統(tǒng)，汽車控制器主要安放在汽車網(wǎng)絡(luò)的正中央。汽車控制器大多采用集成電路，控制板上配置啟動(dòng)信息、加速信號(hào)、剎車信息、檔位信息、快充/慢充電喚醒和遠(yuǎn)程遙控開關(guān)。電子控制技術(shù)也更有利于不同設(shè)備間的密切配合，減少了能源壓力。在汽車操控過(guò)程中，動(dòng)力狀態(tài)和溫度均使用制動(dòng)真空泵和制冷水泵加以控制，最大限度地提高能源使用效率。在這方面，新能源汽車的能源反饋技術(shù)實(shí)現(xiàn)了能源的供給，改變了汽車能源的種類和獲取能源的方式，最大限度地提高了能源的綜合利用率。

4.5 安全監(jiān)測(cè)技術(shù)

在新能源汽車的發(fā)展過(guò)程中，汽車的安全特性也引起了人們的普遍重視。正是因?yàn)樾履茉雌嚨奶厥饽茉打?qū)動(dòng)方式和較好的安全性能，所以電子控制技術(shù)成為現(xiàn)代汽車發(fā)展的基礎(chǔ)，同時(shí)也是現(xiàn)代汽車安全性能的重要保證。在新能源汽車的發(fā)展中必須不斷追求創(chuàng)新，利用電子控制技術(shù)形成全方位的汽車監(jiān)測(cè)體系，有效監(jiān)視汽車的工作情況與工作效率。同時(shí)，在監(jiān)控過(guò)程中，通過(guò)監(jiān)測(cè)汽車的工作情況，對(duì)汽車工作環(huán)境進(jìn)行合理的分類與預(yù)報(bào)，以達(dá)到降低風(fēng)險(xiǎn)的目的。電子監(jiān)控技術(shù)也體現(xiàn)在風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)中，當(dāng)汽車出現(xiàn)故障時(shí)，可以及時(shí)發(fā)出故障報(bào)警，在危險(xiǎn)或險(xiǎn)情發(fā)生前警告駕駛?cè)藛T。汽車安全性能監(jiān)測(cè)被認(rèn)為是汽車發(fā)展的主要內(nèi)容之一，通過(guò)電子監(jiān)控技術(shù)與控制技術(shù)的結(jié)合，不僅提高了汽車的安全性能，也保證了汽車的正常運(yùn)行。

5 結(jié)語(yǔ)

新能源汽車能夠克服傳統(tǒng)汽車的弊端，符合現(xiàn)代人對(duì)環(huán)境的要求，有利于解決當(dāng)前的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。但與傳統(tǒng)汽車相比，新能源汽車也存在很多需要優(yōu)化的方面；為了確保新能源汽車能夠有效、持續(xù)地發(fā)展，必須注重先進(jìn)的電子控制技術(shù)，并將其整合到汽車能源設(shè)計(jì)中，進(jìn)一步優(yōu)化汽車性能，并提高其技術(shù)含量。電子控制技術(shù)將是新能源汽車可持續(xù)發(fā)展的保障。