新能源汽車電子控制技術(shù)研究分析

王虎

摘 要：新能源汽車的出現(xiàn)，對(duì)改善環(huán)境污染、緩解能源緊張局勢(shì)具有重要意義。近年來，新能源汽車不斷創(chuàng)新發(fā)展，對(duì)電子控制技術(shù)的應(yīng)用越來越普及，有利于保障汽車控制的靈活性和有效性。結(jié)合當(dāng)前新能源汽車的發(fā)展情況、電子控制技術(shù)對(duì)汽車行業(yè)發(fā)展的影響等，綜合分析各項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用情況，旨在為新能源汽車向前發(fā)展提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：新能源汽車 電子控制技術(shù) 應(yīng)用要點(diǎn)

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量建設(shè)與生態(tài)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施背景下，對(duì)于新能源汽車的關(guān)注度逐漸提升，通過推廣清潔能源汽車可降低環(huán)境污染程度，減少對(duì)傳統(tǒng)化石能源的消耗量。但在新能源汽車研發(fā)過程中，對(duì)于電子控制技術(shù)的應(yīng)用還存在一定限制，如缺少適配性、新能源開發(fā)不合理等，嚴(yán)重影響現(xiàn)代汽車行業(yè)的創(chuàng)新進(jìn)步。基于此，應(yīng)當(dāng)綜合考慮當(dāng)前汽車行業(yè)的生態(tài)化建設(shè)需求，實(shí)現(xiàn)新能源的可持續(xù)開發(fā)，通過對(duì)汽車電子控制技術(shù)的科學(xué)運(yùn)用，有利于進(jìn)一步推動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)與自然環(huán)境相互協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定發(fā)展目標(biāo)。

1 新能源汽車及電子控制概述

1.1 新能源汽車概念及發(fā)展情況

新能源汽車即是指利用新型的清潔能源作為動(dòng)力的汽車類型，在環(huán)境污染問題日益突出、化石能源緊張的形勢(shì)下，新能源是汽車行業(yè)未來發(fā)展的重要方向。而在研發(fā)清潔能源汽車時(shí)，需要改進(jìn)車輛原本的控制系統(tǒng)，采用與傳統(tǒng)能源不同的驅(qū)動(dòng)方式。其注重利用先進(jìn)技術(shù)對(duì)汽車動(dòng)力系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行控制，進(jìn)而降低對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響，實(shí)現(xiàn)汽車產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)[1]。

近幾年，我國在全社會(huì)中倡導(dǎo)節(jié)能減排理念，促使新能源成為汽車技術(shù)發(fā)展的主要方向，其強(qiáng)調(diào)利用新能源替代傳統(tǒng)的石化能源，有助于提升資源利用率，并且可滿足綠色環(huán)保的要求。當(dāng)前階段電能是一種相對(duì)較好的選擇，通過風(fēng)力發(fā)電、水力發(fā)電和太陽能發(fā)電等方式，能夠生產(chǎn)價(jià)格低廉、資源量豐富的電能，為新能源汽車的大規(guī)模研制和開發(fā)提供了良好基礎(chǔ)。同時(shí)電能相比于石化能源，屬于可再生能源，在使用時(shí)對(duì)周邊環(huán)境幾乎不會(huì)產(chǎn)生污染，具有較為廣闊的應(yīng)用前景?，F(xiàn)階段，我國現(xiàn)有的新能源汽車類型，包含有蓄電池汽車、混合動(dòng)力汽車、氫動(dòng)力汽車，其是以電池和電機(jī)等作為行駛基礎(chǔ)和動(dòng)力，并以電子控制系統(tǒng)作為核心，實(shí)現(xiàn)對(duì)新能源汽車的車身進(jìn)行控制和動(dòng)力牽引，同時(shí)能夠在行駛的過程中，提供信息傳送服務(wù)，進(jìn)而幫助駕駛員可詳細(xì)掌握汽車的行駛和運(yùn)行信息，確保汽車能夠安全穩(wěn)定的運(yùn)行[2]?；诂F(xiàn)階段我國科學(xué)技術(shù)持續(xù)進(jìn)步發(fā)展，新能源汽車創(chuàng)新進(jìn)程加快，通過運(yùn)用電子控制技術(shù)能夠有效為完善現(xiàn)代汽車的功能。目前階段，在新能源汽車研制過程中，對(duì)于動(dòng)力控制系統(tǒng)逐漸加深技術(shù)投入，積極開發(fā)智能控制系統(tǒng)，產(chǎn)生電動(dòng)壓縮機(jī)、電動(dòng)尾門、電子水泵等電子控制產(chǎn)品，為新能源汽車生產(chǎn)研制提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，保障汽車駕駛更加高效，可推動(dòng)汽車行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。

1.2 電子控制

電子控制對(duì)車輛的控制狀況具有直接影響，同時(shí)關(guān)系到車輛的動(dòng)力效率和安全性。通常情況下，電子控制工作的原理，即是通過輸入電路傳感信號(hào)模擬、數(shù)字信號(hào)輸入、微處理技術(shù)等，促使汽車系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性得到進(jìn)一步提升。目前，電子控制在新能源汽車中的運(yùn)用，還存在一定的缺陷和不足，如電子控制技術(shù)的適配性較為薄弱，在汽車投入使用過程中存在高端產(chǎn)品型號(hào)設(shè)定不理想的現(xiàn)狀，而對(duì)于部分低端產(chǎn)品過剩現(xiàn)象，則無法及時(shí)進(jìn)行處理，難以滿足現(xiàn)階段新能源汽車電子控制技術(shù)的使用需求。同時(shí)，基于對(duì)新能源使用現(xiàn)狀的深入分析，電能等清潔能源屬于環(huán)境友好型能源，如在電子控制技術(shù)中不能合理運(yùn)用，可能會(huì)加重對(duì)環(huán)境的污染，限制綠色汽車的創(chuàng)新發(fā)展實(shí)效。所以在現(xiàn)代汽車行業(yè)發(fā)展期間，應(yīng)當(dāng)強(qiáng)化對(duì)電子控制技術(shù)在新能源汽車中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)長久、持續(xù)發(fā)展目標(biāo)[3]。

1.3 電子控制技術(shù)對(duì)汽車行業(yè)發(fā)展的影響

新能源汽車智能化發(fā)展已經(jīng)成為汽車行業(yè)向前發(fā)展的重要趨勢(shì)，為實(shí)現(xiàn)汽車駕駛的智能化，則需要依靠新型驅(qū)動(dòng)的支持，通過利用電子控制技術(shù)能夠提升新能源汽車的制造質(zhì)量和使用性能。所以，電子控制技術(shù)在很大程度上推動(dòng)汽車行業(yè)向前進(jìn)步?，F(xiàn)階段，新能源汽車電子控制技術(shù)在實(shí)踐中的應(yīng)用，主要是車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在車內(nèi)增加計(jì)算機(jī)和傳感器，提升汽車信息化水平。同時(shí)在汽車的啟動(dòng)、驅(qū)動(dòng)以及泊車等方面，對(duì)電子控制技術(shù)的滲透逐漸加深，提高新能源汽車整體效率，并可降低汽車智能化的門檻。并且在新能源汽車的發(fā)展中，還可將電子控制技術(shù)應(yīng)用在導(dǎo)航以及車輛監(jiān)控等方面，促使汽車行業(yè)高速向前進(jìn)步。

2 新能源汽車電子控制技術(shù)要點(diǎn)

2.1 EPS系統(tǒng)

EPS是新能源汽車中一項(xiàng)重要構(gòu)成系統(tǒng)，即是指新能源汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。與傳統(tǒng)汽車搭載的HPS系統(tǒng)相比較而言，EPS主要是依靠電機(jī)提供輔助扭矩，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)力轉(zhuǎn)向功能。一般情況下EPS系統(tǒng)包括減速機(jī)構(gòu)、電子控制單元EUC、電動(dòng)機(jī)、扭矩傳感器等組成部分，能夠在新能源汽車行駛的過程中發(fā)揮有效的作用。如駕駛員在使用方向盤時(shí)，能夠借助轉(zhuǎn)矩傳感器等發(fā)揮實(shí)施檢測(cè)的功能。在完成相關(guān)檢測(cè)后，有利于將電壓信號(hào)順利傳輸?shù)诫娮涌刂茊卧Ｍ瑫r(shí)依據(jù)相關(guān)算法，由電子控制單元向電動(dòng)機(jī)控制發(fā)出相應(yīng)的動(dòng)作指令，便于調(diào)節(jié)控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向助力轉(zhuǎn)矩輸出，并能夠形成有效的輔助動(dòng)力。而如果汽車無法實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，電子控制單元將難發(fā)送指定信息，進(jìn)而促使電動(dòng)機(jī)呈現(xiàn)停止運(yùn)作的狀態(tài)。

在新能源汽車應(yīng)用電子控制技術(shù)時(shí)，應(yīng)當(dāng)重視對(duì)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的應(yīng)用，發(fā)揮其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，符合現(xiàn)代節(jié)能環(huán)保理念。在實(shí)踐中，該系統(tǒng)的安裝具有良好的簡便性，且調(diào)整簡單、回正性能優(yōu)越，在駕駛過程中具有路感好、環(huán)保性能強(qiáng)等特點(diǎn)。在新能源汽車領(lǐng)域內(nèi)，EPS系統(tǒng)具有相對(duì)較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，如可靠性高、成本低等。為保障EPS系統(tǒng)的作用最大化，還需結(jié)合實(shí)際對(duì)電子控制技術(shù)進(jìn)行合理選擇和配置，常見有人工智能控制技術(shù)、模糊控制技術(shù)等[4]。

2.2 VCU系統(tǒng)

VCU系統(tǒng)是指汽車的整車控制器，在新能源汽車中占有重要位置，與車輛的工作狀態(tài)存在密切相關(guān)性。當(dāng)新能源汽車整車控制器系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，為保障安全性需對(duì)汽車電池狀況，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析，并詳細(xì)記錄各項(xiàng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)，便于傳輸指令的傳輸具有針對(duì)性，及時(shí)送達(dá)到相應(yīng)的功能區(qū)，科學(xué)處理新能源汽車的實(shí)際情況，促使電能利用率得到顯著提升，實(shí)現(xiàn)安全價(jià)值。同時(shí)合理應(yīng)用整車控制器能夠延長新能源汽車的壽命。同時(shí)，還能夠明確汽車行駛過程中的能量消耗，保障新能源汽車能夠正常發(fā)揮行駛功能，將隱患問題發(fā)生率降至最低。另外，對(duì)于整車控制系統(tǒng)的運(yùn)用，有利于整合汽車能量和目的地之間的距離，有效促使能源得到合理分配，進(jìn)而節(jié)約能源，符合當(dāng)前社會(huì)發(fā)展推崇的環(huán)保理念。除此之外，整車控制系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)用過程中，還可以發(fā)揮實(shí)施監(jiān)控的功能，確保駕駛員能夠進(jìn)一步提升汽車的運(yùn)行狀況，更好的發(fā)現(xiàn)異常，進(jìn)而提升為隱患問題的處理速度，確保新能源汽車駕駛具有安全性和平穩(wěn)性。

在當(dāng)前新時(shí)代下，整車控制系統(tǒng)在新能源汽車高速發(fā)展中的使用頻率大幅提升，相關(guān)系統(tǒng)功能也逐漸完善，可提升車輛行駛效率，推動(dòng)新能源汽車的高效發(fā)展。在今后階段，對(duì)于VCU系統(tǒng)的研究和研發(fā)力度將會(huì)進(jìn)一步加強(qiáng)，改善傳統(tǒng)汽車空氣污染的現(xiàn)狀，優(yōu)化新能源汽車的應(yīng)用效果。比如借助I-EMS技術(shù)系統(tǒng)，促使汽車能源使用效率得到提升，并設(shè)置散熱系統(tǒng)，提高行駛安全性。VCU系統(tǒng)在新能源汽車運(yùn)行期間，可與電子控制系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合，如在蓄電池管理中，其可將能量控制系統(tǒng)作為工作對(duì)象，并對(duì)具體運(yùn)行狀態(tài)實(shí)施監(jiān)控，有助于輔助駕駛員全面了解新能源汽車的狀況，如能夠在駕駛前合理判斷汽車是否充電、運(yùn)行車況是否穩(wěn)定等。并且在汽車制動(dòng)控制中，利用VCU系統(tǒng)可與電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等有效配合，促使汽車制動(dòng)信號(hào)指令更具有高效性和準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)車身在制動(dòng)情況下呈現(xiàn)良好的平穩(wěn)性，保障駕駛員安全，盡可能減少駕駛事故率。

2.3 能量管理系統(tǒng)

能量管理系統(tǒng)是汽車結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，其往往具有較為完善的性能，如能夠調(diào)度和控制能量、采集數(shù)據(jù)、監(jiān)控運(yùn)行以及自動(dòng)發(fā)電控制等，保障新能源汽車順利驅(qū)動(dòng)。在當(dāng)前汽車制造不斷創(chuàng)新發(fā)展的過程中，能量管理系統(tǒng)成為新能源汽車中的關(guān)鍵構(gòu)件，主要是涉及到放電控制、功率分配、功率限制等功能。在新能源汽車中應(yīng)用能量管理系統(tǒng)，能夠表現(xiàn)出較為良好的控制效果。其原理則是利用大數(shù)據(jù)采集技術(shù)，對(duì)電池的實(shí)際狀態(tài)進(jìn)行全面搜集，再將相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。此時(shí)可將運(yùn)動(dòng)區(qū)域作為一個(gè)單獨(dú)控制單元，當(dāng)接收信息數(shù)據(jù)后進(jìn)行指定性的動(dòng)作，最后根據(jù)處理結(jié)果完成控制任務(wù)，基于發(fā)送功能模塊控制新能源汽車[5]。

在新能源汽車中，能量管理系統(tǒng)屬于電子控制技術(shù)中的核心，其能夠在運(yùn)行狀態(tài)良好的情況下，為電池運(yùn)行提供較為良好的環(huán)境，保障汽車處于最佳工況，保障電能充足，實(shí)現(xiàn)汽車運(yùn)行穩(wěn)定。同時(shí)，應(yīng)用能量管理系統(tǒng)能夠在實(shí)時(shí)對(duì)其他子系統(tǒng)進(jìn)行掃描，保障新能源汽車的運(yùn)行狀況得到有效監(jiān)控，可及時(shí)在汽車行駛過程中自動(dòng)預(yù)警電能缺失等問題，并采取相應(yīng)的處理措施，避免發(fā)生嚴(yán)重的事故問題。并能夠按照實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，科學(xué)調(diào)節(jié)電量，通過合理控制確保汽車的安全運(yùn)行。此外，能量管理系統(tǒng)能夠明確新能源汽車所剩余的電量，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)汽車?yán)锍虜?shù)，便于保障汽車電量得到合理控制。并且，該系統(tǒng)還能夠?qū)ζ噧?nèi)部環(huán)境進(jìn)行調(diào)節(jié)，如調(diào)整車內(nèi)溫度等。在實(shí)際應(yīng)用過程中，要利用能量管理系統(tǒng)對(duì)電池進(jìn)行控制，采用無損充電和動(dòng)態(tài)化監(jiān)管放電，盡可能避免發(fā)生過充電等問題，促使新能源汽車的使用壽命得到延長。在新能源汽車長期運(yùn)行中，其電池將會(huì)不可避免的出現(xiàn)磨損情況，為減少電池問題的發(fā)生，應(yīng)當(dāng)積極做好維護(hù)與監(jiān)測(cè)措施，強(qiáng)化對(duì)故障的診斷與排查，確保電池可靠性與安全性得到提高。

2.4 電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是新能源汽車電子控制技術(shù)中的重要表現(xiàn)，其能夠針對(duì)蓄電池的電能進(jìn)行管理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電能與動(dòng)能的轉(zhuǎn)化，促使汽車的運(yùn)行效率得到提升，避免出現(xiàn)較大的阻礙，實(shí)現(xiàn)新能源汽車的穩(wěn)定運(yùn)行。因此在利用電子控制技術(shù)時(shí)，要加強(qiáng)對(duì)功率密度的控制，確保恒定輸出額穩(wěn)定。同時(shí)，還能夠?qū)ζ嚨男旭偹俣冗M(jìn)行良好控制。例如當(dāng)汽車行駛到坡度相對(duì)較高的區(qū)域，為保障安全性需保持低速行駛，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能夠科學(xué)有效的限制速度，可確保汽車行駛的安全性，促使危險(xiǎn)事故的發(fā)生概率降至最低。并且為實(shí)現(xiàn)新能源汽車的平穩(wěn)運(yùn)行，應(yīng)當(dāng)積極對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行完善，例如在當(dāng)前技術(shù)發(fā)展背景下，可增加數(shù)字控制器、變流器以及傳感器等配置，便于對(duì)蓄電池能量的良好轉(zhuǎn)化，盡可能減少運(yùn)行阻力。

為保障電子控制技術(shù)的合理運(yùn)用，提升新能源汽車的使用性能，應(yīng)當(dāng)保障輸出功能在相同狀態(tài)下，并保持較高的密度。當(dāng)汽車在進(jìn)行轉(zhuǎn)向時(shí)，應(yīng)促使功率和轉(zhuǎn)矩保持在一定范圍內(nèi)。除此，還需盡可能降低成本，以此提升市場競爭優(yōu)勢(shì)。比如常用的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有感應(yīng)電機(jī)、磁阻電機(jī)等，可結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，打造IGBT集成模塊，保障電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的整體性能得到充分提高。

2.5 新能源電子回饋技術(shù)

在新能源汽車技術(shù)不斷創(chuàng)新發(fā)展的進(jìn)程中，純電能逐漸成為汽車驅(qū)動(dòng)的重要能源，通過蓄電池的持續(xù)放電提供動(dòng)力補(bǔ)給。在此情況下，多數(shù)新能源汽車注重追求能量循環(huán)，保障能源能夠?qū)崿F(xiàn)重復(fù)運(yùn)用，盡可能減少能源消耗。而從汽車能源回饋體系角度出發(fā)，可通過汽車車輛網(wǎng)中心安裝整車控制系統(tǒng)，通過利用專業(yè)化的線路集成，在控制主板安裝啟動(dòng)、加速、制動(dòng)、檔位等信號(hào)，并附帶遠(yuǎn)程控制開關(guān)。同時(shí)，在應(yīng)用電子控制技術(shù)時(shí)，能夠加強(qiáng)對(duì)不同部件之間的緊密協(xié)作，促使能源壓力得到緩解。并且在汽車控制期間，可通過制動(dòng)真空泵、冷卻水泵等，進(jìn)行動(dòng)能和溫度的控制，促使能源補(bǔ)給最大化的實(shí)現(xiàn)，改善汽車能源的獲取方式，發(fā)揮最大化的能源使用率。

3 結(jié)語

綜上所述，在新能源汽車不斷發(fā)展的進(jìn)程中，應(yīng)當(dāng)重視對(duì)電子控制技術(shù)的應(yīng)用，有效掌握技術(shù)核心，提升其便捷性和高效性優(yōu)勢(shì)。同時(shí)要注重推進(jìn)自主生產(chǎn)進(jìn)程，利用先進(jìn)的電子控制技術(shù)促進(jìn)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的革新發(fā)展，形成高智能化前進(jìn)趨勢(shì)，為人們提供更高效的駕駛服務(wù)，保障車輛行駛安全性和可靠性。

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