汽車電子控制技術助力新能源汽車產業化

本刊記者/宋慧欣

“自動化控制技術在新能源汽車中發揮著極其重要的作用，隨著汽車的智能化程度越來越高，汽車電子控制技術應用在汽車的各個領域，包括動力牽引系統控制，車輛行駛姿態控制，車身控制和信息傳送。”

——吉利控股集團上海華普汽車有限公司電子傳動部系統控制研究室主任 于海生

早在2009年，財政部和科技部共同出臺了《節能與新能源汽車示范推廣財政補助資金管理暫行辦法》，對乘用車和輕型商用車、混合動力汽車進行最高每輛6萬元的補貼政策。并且針對新能源動力汽車的產業化又推出了“十城千輛”計劃，將在連續3年內，每年發展10個大中城市，每個城市在公交、出租、公務、市政、郵政等領域推行1000輛新能源汽車進行商業化示范運行。

進入“十二五”，新能源汽車也跨入產業化階段，并將成為中國汽車產業“十二五”規劃中的重中之重。作為國家節能減排的重要組成部分，新能源汽車更是被列為加快培育和發展的七大戰略性新興產業之一，將繼續在資金和政策層面給予重點支持。無疑，“十二五”期間，新能源汽車的發展將成為中國汽車產業的最強音。

對于新能源汽車產業來說，無論是產品本身還是生產制造過程，自動化產品和技術同樣必不可缺。本刊記者特邀了吉利控股集團上海華普汽車有限公司電子傳動部系統控制研究室主任于海生博士就自動化技術在新能源汽車領域的應用以及新能源汽車發展的現狀與未來進行專業解讀。

《自動化博覽》：能否請您簡要介紹一下當前我國新能源汽車的發展概況？經過多年發展，我國的新能源汽車研究在哪些核心技術方面取得了突破？

于海生：積極發展電動汽車以及節能與新能源汽車以應對能源與環境挑戰已成為國際共識，我國的電動車和節能與新能源汽車技術發展迅速，正迎頭趕上。從目前情況來看，我國已經建立起了混合動力汽車動力系統技術平臺和產學研合作研發體系，取得了一系列突破性成果，為整車開發奠定了堅實的基礎。掌握了電動汽車整車開發關鍵技術，形成了各類電動汽車的開發能力。但由于技術門檻高，我國在深度混合動力系統的動力總成和轎車產品的產業化應用方面還沒有明顯突破。

我國政府已經在863計劃中專門開列了包括混合動力汽車在內的電動汽車重大專項。目前，我國在新能源汽車的自主創新過程中，堅持了政府支持，以核心技術、關鍵部件和系統集成為重點的原則，確立了以混合電動汽車、純電動汽車、燃料電池汽車為“三縱”，以整車控制系統、電機驅動系統、動力蓄電池/燃料電池為“三橫”的研發布局，通過產學研緊密合作，我國新能源汽車的自主創新取得了重大進展。

《自動化博覽》：在新能源汽車中自動化控制技術在其中發揮著怎樣的作用？主要應用于哪些方面？

于海生：近年來，隨著電子技術、計算機技術和信息技術的應用，汽車電子控制技術得到了迅猛的發展，尤其在控制精度、控制范圍、智能化和網絡化等多方面有了較大突破。汽車電子控制技術已成為衡量現代汽車發展水平的重要標志。 自動化控制技術在新能源汽車中發揮著極其重要的作用，隨著汽車的智能化程度越來越高，汽車電子控制技術應用在汽車的各個領域，包括動力牽引系統控制，車輛行駛姿態控制，車身控制和信息傳送。

新能源汽車中汽車電子控制技術主要體現在動力牽引系統控制，車輛行駛姿態控制，車身控制和信息傳送上，分類上與傳統車有相同之處，但是在具體的實現方式方法上有所不同，因為新能源汽車同時具有強電和弱電系統，弱電系統的電壓等級也有從12V向42V發展的趨勢。新能源汽車中的動力牽引系統控制主要指：整車控制系統、電機驅動系統、動力蓄電池/燃料電池控制系統；車輛行駛姿態控制主要體現在強混合動力電動汽車、純電動汽車和燃料電池電動汽車中的專有的制動能量回收系統；車身控制和信息傳送方面由于新能源汽車具有強電控制，具體的應用方面也是不一樣的。

《自動化博覽》：混合動力、純電動、燃料電池汽車三種不同類型的新能源汽車對于自動化控制技術的需求是否有所不同？

于海生：汽車電子控制系統基本由傳感器、電子控制器（ECU）、驅動器和控制程序軟件等部分組成，與車上的機械、液壓系統配合使用，并利用電纜或無線電波互相傳輸訊息，即所謂的機電液一體化控制。從這個角度理解，混合動力、純電動、燃料電池汽車三種不同類型的新能源汽車對于自動化控制技術的需求相同，都需要有很好的這一領域的工業基礎，但是涉及具體的元器件的選型、具體器件的測試標準、具體的電壓等級、具體的控制算法以及三種不同類型整車車載網絡的復雜程度是不同的。

《自動化博覽》：根據我國新興產業的發展規劃，在新能源汽車領域，今后我國將會著力突破動力電池、驅動電機和電子控制領域關鍵核心技術，在電子控制領域具體有哪些核心技術亟待突破？

于海生：電子控制領域亟待突破的核心技術包括：控制器軟硬件設計技術、軟件架構技術；整車控制策略、扭矩動態協調控制技術、能量優化管理技術、整車故障識別與處理技術、失效控制和容錯控制技術、在線系統匹配標定和監控技術；整車安全控制、充電（或包括換電）控制管理技術；整車控制器軟硬件集成、生產與測試等技術；構建電子控制軟硬件平臺，完成試驗與驗證，形成軟硬件開發規范、實現電磁兼容、可靠性、網絡通訊等關鍵技術指標。

《自動化博覽》：新能源汽車制造生產有何特點？其生產制造過程對于自動化控制產品及技術是否有特殊需求？

于海生：新能源汽車相對傳統汽車一方面增加了很多新部件，如新的動力傳動系統、電機及其控制系統、電池及其管理系統、整車多能源管理系統等等其它零部件，要進行專用的模、夾、檢具的設計，進行工裝、工藝方面設計制造及實施；另一方面新能源汽車都有強電系統，整車安全控制十分重要，要進行強電安全的檢測，所以要增加一些下線檢測的設備等等。

《自動化博覽》：在2010年新能源汽車和市場的發展得到國家高度重視,一系列推動產業和市場發展的政策相繼出臺,“十二五”規劃中新能源汽車的發展規劃也即將出臺，對于新能源汽車的產業化發展您有何見解？

于海生：一是加強自主研發的能力，掌握電池、電機、電控以及整車關鍵共性技術，形成較好的產業化開發平臺；

二是加強人才培養，國內非常缺乏新能源汽車產業化開發的人才，通過自主研發、提升待遇、留住人才，提升企業的競爭力，形成長效機制；

三是國家政策在直接鼓勵發展純電動汽車的同時，也應加強對產業化可能性較高的混合動力電動汽車的支持，一步一步實現新能源汽車的產業化。

《自動化博覽》：我國當前新能源汽車發展距離產業化還有很長的路要走，在技術方面阻礙新能源汽車應用普及的瓶頸有哪些？

于海生：新能源汽車產業化發展方面，電池、電機及其控制系統等是目前阻礙新能源汽車應用普及的瓶頸問題，主要問題： 一是電池成本較高，能量密度較低，帶來電動車的價格高、整車重、充電后續駛里程短等問題；二是電池充電時間長，尚未建立起便利的充電網絡，三是電機及其控制系統的關鍵部件如旋轉變壓器、大功率開關器件等等依賴于國外進口；要從技術研發，降低成本售價，普及充電設備設施，加強產品的測試和示范運行等幾個方面來解決這些問題。