新能源汽車電子控制技術(shù)及要點(diǎn)分析

摘要：隨著全球?qū)Νh(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)和對(duì)可持續(xù)發(fā)展的追求，新能源汽車逐漸成為汽車產(chǎn)業(yè)的重要方向，而作為新能源汽車核心技術(shù)之一的電子控制技術(shù)，正扮演著更加關(guān)鍵的角色?；诖?，探討了新能源汽車電子控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，并深入探討技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行分析，以供新能源汽車同行參考。

關(guān)鍵詞：新能源；電子控制；自適應(yīng)調(diào)控

中圖分類號(hào)：U469? 收稿日期：2023-11-18

DOI：1019999/jcnki1004-0226202401017

1 前言

新能源汽車電子控制技術(shù)的應(yīng)用可以提高車輛的性能和效能，滿足用戶對(duì)行車品質(zhì)和駕駛體驗(yàn)的要求。通過電子控制單元（ECU）、傳感器和執(zhí)行器等設(shè)備的協(xié)同工作，電子控制技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)新能源汽車動(dòng)力系統(tǒng)、充電系統(tǒng)和行車安全系統(tǒng)等精確控制和監(jiān)測(cè)。這樣可以提高新能源汽車的能效和安全性，延長(zhǎng)電池壽命，提升整車的性能表現(xiàn)。

2 新能源汽車電子控制技術(shù)優(yōu)勢(shì)

a.高效能源管理。新能源汽車的電子控制技術(shù)能夠更精準(zhǔn)地管理和控制能源的使用，通過智能化的電池管理系統(tǒng)和能量回收系統(tǒng)，最大限度地提高能源利用效率，延長(zhǎng)電池壽命，減少能源浪費(fèi)。

b.提升駕駛安全性。電子控制技術(shù)在新能源汽車中起到了重要作用，如電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)、制動(dòng)力分配系統(tǒng)等，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車輛狀況并自動(dòng)調(diào)整，提供更好的駕駛穩(wěn)定性和操控性，提高行駛安全性。

c.降低排放及環(huán)保性。新能源汽車電子控制技術(shù)有效減少了污染物的排放，通過智能化的發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)和尾氣控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)排放的精準(zhǔn)控制和監(jiān)測(cè)，減少對(duì)環(huán)境的污染，有效改善空氣質(zhì)量。

d.提升駕乘體驗(yàn)。新能源汽車電子控制技術(shù)提供了更多智能化的駕乘體驗(yàn)，如智能駕駛輔助、智能互聯(lián)等。駕駛員可以通過電子系統(tǒng)獲得實(shí)時(shí)的行車信息，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛和車輛之間的通信互聯(lián)，提升駕駛的舒適性和便利性。

3 新能源汽車電子控制技術(shù)存在的問題

3.1 動(dòng)力系統(tǒng)問題

a.新能源汽車動(dòng)力系統(tǒng)中的電池管理系統(tǒng)存在一些挑戰(zhàn)。電池是新能源汽車的重要組成部分，但其容量和續(xù)航能力限制了車輛的行駛里程。此外，電池的壽命也是一個(gè)關(guān)鍵問題，因?yàn)殡S著時(shí)間的推移，電池的性能會(huì)逐漸下降。因此，如何優(yōu)化電池管理系統(tǒng)，延長(zhǎng)電池的壽命并提高其能量密度是亟待解決的問題。

b.電機(jī)控制系統(tǒng)方面存在一些挑戰(zhàn)。新能源汽車通常采用電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力來源，但電機(jī)控制系統(tǒng)需要精確地控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭矩，以實(shí)現(xiàn)車輛的高效運(yùn)行。然而，由于電機(jī)的特性復(fù)雜且容易受到環(huán)境影響，電機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化具有一定的挑戰(zhàn)性。

此外，電機(jī)控制系統(tǒng)還需要考慮動(dòng)力系統(tǒng)的安全性和可靠性，以防止電機(jī)過熱或其他故障。

3.2 人才培養(yǎng)和技術(shù)研發(fā)問題

a.人才培養(yǎng)方面存在一定難題。新能源汽車電子控制技術(shù)是一個(gè)相對(duì)新興的領(lǐng)域，需要具備跨學(xué)科的知識(shí)和技能，包括電子工程、控制工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)。然而，目前相關(guān)專業(yè)的人才供給相對(duì)不足。這主要是因?yàn)樵诟咝＝逃?，新能源汽車電子控制技術(shù)相關(guān)的課程設(shè)置和教材體系還不夠完善，很多學(xué)校還沒有相應(yīng)的專業(yè)方向或?qū)I(yè)課程來培養(yǎng)相關(guān)人才。此外，行業(yè)中對(duì)新能源汽車電子控制技術(shù)人才的需求量也在不斷增加，導(dǎo)致供需失衡。因此，我們需要加強(qiáng)相關(guān)專業(yè)方向的教育和培養(yǎng)，提高人才儲(chǔ)備和供給。

b.技術(shù)研發(fā)方面也存在一些問題。新能源汽車電子控制技術(shù)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要通過不斷的研發(fā)和創(chuàng)新來解決實(shí)際應(yīng)用中的各種問題。然而，目前行業(yè)中的技術(shù)研發(fā)投入相對(duì)不足，缺乏持續(xù)、深入的研究。

4 新能源汽車電子控制技術(shù)要點(diǎn)

4.1 車速與扭矩控制

新能源汽車電子控制技術(shù)中，車速和扭矩控制是至關(guān)重要的要點(diǎn)，下面將詳細(xì)說明如何進(jìn)行車速與扭矩控制。

a.車速控制主要通過電機(jī)控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。電機(jī)控制系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭矩來控制車輛的速度。具體而言，可以通過控制電機(jī)的電流和電壓來調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)矩，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)車輛的加速和減速。一般來說，車速控制系統(tǒng)會(huì)根據(jù)駕駛員的輸入信號(hào)和車輛運(yùn)行狀態(tài)來確定所需的車速，并通過控制電機(jī)的輸出來實(shí)現(xiàn)車速的控制。此外，車速控制系統(tǒng)還需要考慮行車安全、舒適性等因素，以確保車輛的穩(wěn)定性和可靠性。

b.扭矩控制也是新能源汽車電子控制技術(shù)中的關(guān)鍵要點(diǎn)之一。扭矩控制主要是指控制車輛的引擎或電機(jī)輸出的扭矩大小，從而影響車輛的加速性能和動(dòng)力輸出。扭矩控制系統(tǒng)需要根據(jù)駕駛員的需求、車輛的狀態(tài)和道路條件等因素來確定合適的扭矩輸出。這通常通過控制電機(jī)或燃油噴射系統(tǒng)的工作狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)。對(duì)于電動(dòng)車輛來說，扭矩控制主要通過調(diào)節(jié)電機(jī)的輸出電流和電壓來實(shí)現(xiàn)。而對(duì)于混合動(dòng)力車輛或燃油車輛來說，則需要通過控制燃油噴射量和點(diǎn)火時(shí)機(jī)來實(shí)現(xiàn)。

在車速和扭矩控制過程中，還需要考慮其他因素的影響，比如路況、車輛負(fù)載、能量回收等。路況是影響車速和扭矩控制的重要因素之一，不同的道路條件和交通環(huán)境對(duì)車輛的控制需求不同，需要調(diào)整車速和扭矩的輸出。車輛負(fù)載也會(huì)對(duì)車速和扭矩控制產(chǎn)生影響，例如載重情況下的車輛需要更大的扭矩輸出來保證正常行駛。此外，能量回收也需要與車速和扭矩控制相結(jié)合，通過回收制動(dòng)能量來實(shí)現(xiàn)能量的高效利用。

4.2 懸掛系統(tǒng)自適應(yīng)調(diào)控

懸掛系統(tǒng)的自適應(yīng)調(diào)控是為了適應(yīng)不同路面條件和駕駛需求，提供更好的懸掛控制和乘坐舒適性。下面將詳細(xì)說明如何進(jìn)行懸掛系統(tǒng)的自適應(yīng)調(diào)控。懸掛系統(tǒng)的自適應(yīng)調(diào)控涉及多個(gè)方面，包括懸掛剛度、阻尼和高度調(diào)節(jié)等。

a.懸掛剛度的自適應(yīng)調(diào)控。懸掛系統(tǒng)的剛度決定了車輛在行駛中的姿態(tài)和懸掛特性。通過傳感器和控制算法，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車輛在不同路面和行駛狀態(tài)下的懸掛運(yùn)動(dòng)，并調(diào)整懸掛系統(tǒng)的剛度來提供更好的懸掛控制。例如，在柔軟的路面上，可以降低懸掛剛度來提高乘坐舒適性；而在高速行駛或急轉(zhuǎn)彎時(shí)，可以增加懸掛剛度來提供更好的操控性能。

b.懸掛系統(tǒng)的阻尼自適應(yīng)調(diào)控。阻尼決定了懸掛系統(tǒng)對(duì)車輛振動(dòng)的響應(yīng)速度和衰減能力。通過傳感器和控制算法，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車輛的振動(dòng)頻率和幅度，并調(diào)整懸掛系統(tǒng)的阻尼來實(shí)現(xiàn)振動(dòng)的抑制。例如，在遇到路面不平或減震器老化時(shí)，可以增加阻尼來減少車輛的彈跳和顛簸感；而在高速行駛或急加速減速時(shí)，可以調(diào)整阻尼來提供更好的操控性能。

c.懸掛系統(tǒng)的自適應(yīng)調(diào)控還可以涉及高度調(diào)節(jié)。通過電子控制單元和電動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，可以根據(jù)不同的駕駛需求和路況條件來調(diào)整懸掛系統(tǒng)的高度。例如，在通過路障或不平路面時(shí)，可以提高懸掛系統(tǒng)的高度來減少底盤碰撞的風(fēng)險(xiǎn)；而在高速行駛時(shí)，可以降低懸掛系統(tǒng)的高度來提高空氣動(dòng)力學(xué)性能和穩(wěn)定性。

在懸掛系統(tǒng)的自適應(yīng)調(diào)控過程中，還需要考慮傳感器的精度和可靠性、控制算法的設(shè)計(jì)和優(yōu)化，以及與其他系統(tǒng)的協(xié)同控制等因素。通過精確的感知和分析，以及智能化的控制策略，可以實(shí)現(xiàn)懸掛系統(tǒng)的自適應(yīng)調(diào)控，提供更好的懸掛控制和乘坐舒適性。綜上所述，懸掛系統(tǒng)的自適應(yīng)調(diào)控是新能源汽車電子控制技術(shù)的重要要點(diǎn)之一。通過調(diào)整懸掛剛度、阻尼和高度等參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)懸掛系統(tǒng)對(duì)不同路面和駕駛需求的適應(yīng)，提供更好的乘坐舒適性和操控性能。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和創(chuàng)新，可以預(yù)期懸掛系統(tǒng)的自適應(yīng)調(diào)控在新能源汽車領(lǐng)域的應(yīng)用將得到進(jìn)一步推廣和發(fā)展。

4.3 動(dòng)力分配與控制

動(dòng)力分配與控制技術(shù)是指根據(jù)車輛運(yùn)行狀態(tài)和駕駛需求，合理分配并控制電動(dòng)車輛各個(gè)驅(qū)動(dòng)部件（如電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、剎車系統(tǒng)等）的動(dòng)力輸出，以達(dá)到最佳車輛性能和駕駛體驗(yàn)。

a.新能源汽車電子控制技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)智能動(dòng)力分配。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車輛的速度、加速度、轉(zhuǎn)向角等參數(shù)，電子控制單元（ECU）能夠智能地分析車輛當(dāng)前狀態(tài)，確定最佳的動(dòng)力分配方案。例如，在車輛需要加速時(shí)，系統(tǒng)可調(diào)整電動(dòng)機(jī)輸出功率，實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)和加速；而在行駛穩(wěn)定時(shí)，系統(tǒng)可將動(dòng)力更多地分配給發(fā)動(dòng)機(jī)，保證車輛的高效穩(wěn)定運(yùn)行。

b.新能源汽車電子控制技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)力的精準(zhǔn)控制。通過對(duì)電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器以及制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行精細(xì)控制，可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)力輸出的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)和動(dòng)力轉(zhuǎn)移的平穩(wěn)過渡。例如，通過智能電子控制系統(tǒng)對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、扭矩和功率進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)最佳的動(dòng)力輸出；同時(shí)，系統(tǒng)也能夠?qū)崿F(xiàn)電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)的協(xié)同工作，提升整車的動(dòng)力性能和能效比。

c.新能源汽車電子控制技術(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)力分配的多模式調(diào)節(jié)。通過預(yù)設(shè)多種駕駛模式（如經(jīng)濟(jì)模式、運(yùn)動(dòng)模式、全輪驅(qū)動(dòng)模式等），乘客可以根據(jù)自身需求和偏好選擇不同的動(dòng)力分配和控制策略，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化駕駛體驗(yàn)。同時(shí)，系統(tǒng)也能夠根據(jù)路況和環(huán)境變化自動(dòng)調(diào)節(jié)動(dòng)力分配，確保車輛行駛安全和效率。

綜上所述，新能源汽車電子控制技術(shù)在動(dòng)力分配與控制方面具有智能化、精準(zhǔn)化和多模式調(diào)節(jié)等特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)力輸出的優(yōu)化分配和有效控制，提升汽車的性能和駕駛體驗(yàn)，符合未來新能源汽車智能化和綠色化的發(fā)展趨勢(shì)。

4.4 車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控與診斷

通過遠(yuǎn)程監(jiān)控和診斷，可以實(shí)時(shí)獲取車輛的運(yùn)行狀態(tài)和健康狀況，提供全面的車輛管理和維護(hù)支持。下面將詳細(xì)說明如何進(jìn)行車輛的遠(yuǎn)程監(jiān)控與診斷。

a.車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控需要建立車輛與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心之間的通信連接。通過車載通信模塊、無線網(wǎng)絡(luò)和云平臺(tái)等技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)車輛與監(jiān)控中心之間的數(shù)據(jù)傳輸和通信。監(jiān)控中心可以通過云平臺(tái)收集車輛傳感器、控制單元和電池管理系統(tǒng)等的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和處理[1]。

b.車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控涵蓋多個(gè)方面，包括車輛的位置、行駛數(shù)據(jù)、能源使用情況和錯(cuò)誤碼診斷等。通過車載定位系統(tǒng)（圖1）如GPS、車載傳感器和車載電腦等，可以實(shí)時(shí)獲取車輛的位置和行駛數(shù)據(jù)。通過監(jiān)測(cè)電池狀態(tài)、電機(jī)工作情況和能量回收等數(shù)據(jù)，可以了解車輛的能源使用情況和效率。

c.通過診斷讀取車輛的錯(cuò)誤碼和故障信息，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車輛的健康狀況和故障診斷，及時(shí)采取相應(yīng)的維修措施[2]。車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控還可以包括遠(yuǎn)程控制和遠(yuǎn)程服務(wù)。通過保留車輛安全遠(yuǎn)程控制功能，例如遠(yuǎn)程鎖車和解鎖、遠(yuǎn)程關(guān)窗等，可以增強(qiáng)車輛的安全性和便利性。

d.通過遠(yuǎn)程升級(jí)軟件和固件，可以提供車輛的功能升級(jí)和優(yōu)化；還可以通過遠(yuǎn)程售后服務(wù)，提供車輛維修、故障排除等支持，加強(qiáng)車輛管理和用戶滿意度[3]；在車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控與診斷過程中，保護(hù)用戶隱私和信息安全是重要的考慮因素，相關(guān)技術(shù)和措施需要確保車輛數(shù)據(jù)的安全傳輸和隱私保護(hù)，確保用戶的個(gè)人隱私不會(huì)被泄露。

綜上所述，車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控與診斷是新能源汽車電子控制技術(shù)的關(guān)鍵要點(diǎn)。通過建立通信連接、實(shí)時(shí)獲取車輛數(shù)據(jù)、進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷和提供遠(yuǎn)程服務(wù)，可以實(shí)現(xiàn)車輛的全方位監(jiān)控和維護(hù)支持。隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和創(chuàng)新，可以期待車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控與診斷技術(shù)的不斷完善，為新能源汽車的管理和運(yùn)營(yíng)提供更強(qiáng)大的支持[4]。

5 結(jié)語

新能源汽車電子控制技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展為新能源汽車產(chǎn)業(yè)帶來了良好的發(fā)展前景。未來，隨著技術(shù)的不斷突破和市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大，新能源汽車電子控制技術(shù)將為汽車產(chǎn)業(yè)帶來更加智能、高效、可靠的出行方式，助力構(gòu)建綠色、可持續(xù)的交通生態(tài)系統(tǒng)，為人類的未來貢獻(xiàn)更多。

參考文獻(xiàn)：

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[2]張柄，汪映內(nèi)燃機(jī)電子控制技術(shù)與燃燒模式變革[J]汽車測(cè)試報(bào)告，2023（7）：140-142

[3]計(jì)端，劉衛(wèi)新能源汽車電子控制技術(shù)要點(diǎn)優(yōu)化分析[J]汽車與新動(dòng)力，2022，5（5）：25-27

[4]喬翠玲基于電子控制技術(shù)項(xiàng)目教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施的高中通用技術(shù)學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng)初探[J]科學(xué)咨詢（科技·管理），2022（5）：205-207

作者簡(jiǎn)介：

高古鵬，男，1985年生，研究方向?yàn)槠囯娮恿悴考罢囅到y(tǒng)控制的硬件開發(fā)。