新能源汽車電子控制的關鍵性技術分析

摘 要：現代科技發展，推動了新能源汽車發展的步伐，緩解了石化能源危機狀況。雖然新能源汽車的環保、綠色等優勢明顯，但電控系統還需進一步完善，以優化新能源汽車對能源的利用率及實用性。為切實發揮電控系統特性，還需要從制動管理系統、電動助力轉向系統等新能源汽車電子控制的關鍵性技術入手分析，了解電子控制單元對汽車控制策略與動力效率的影響，從而為新能源汽車相關技術研發助力。

關鍵詞：新能源汽車；電子控制；關鍵技術

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.11.114

在全球石油危機日益嚴重、環境問題持續惡化的背景下，新能源汽車項目受到了大眾廣泛關注。隨著清潔能源發電技術日趨成熟，該項目在電機控制技術與動力總成控制技術等方面，也實現了突破，尤其是產業化的發展，獲得的成效更加明顯，包括社會與經濟效益。在各種相關體系的開發推動下，實現了我國智能新能源汽車電池管理系統國產化等突出成果。未來還需加強對汽車電子控制產品集成化的發展研究，提高電磁兼容性，優化電子控制單元，不斷提高城市公交與大巴的控制效果。

1 電子控制系統概述

電子控制單元的質量，直接影響車輛控制策略，以及動力效率、安全可靠性；對此，新能源汽車的發展，十分注重對電子控制單元的研發。研發優化電子控制單元復雜且繁瑣，應當先掌握其實用性能。新能源汽車，其電子控制單元，涉及能源管理系統，以及能源再生制動等。從電子控制單元工作原理角度分析，輸入電路接收傳感器傳來的模擬信號、數字信號等輸入信號，通過微處理器，處理并放大收到的信號，利用輸出電路，將信號放大，向電磁閥、電動機、開發指示輸入信號，以驅動伺服元件。新能源汽車品牌不同，電控系統特性也存在差異，而控制系統功能實現，是多個子系統協同運作結果，包括動力總控系統、能源再生系統、轉向助力系統等，分別負責汽車動力、能源轉換與汽車方向轉向。

2 新能源汽車電子控制的關鍵性技術

2.1 能量管理系統

能量管理系統作用顯著，屬于汽車關鍵構件，汽車驅動離不開能源支持，但這一功能實現，又離不開對功率的分配限制，以及對充電情況的控制。工作原理如下，由數據采集電路，收集電池狀態信息；并向電子控制單元，傳輸收集到的信息，并完成解析數據，以及運行處理工作，以此獲取行動指令；最后由功能模塊，完成指令接收工作。蓄電池組的功能操作，確保了汽車良好行駛狀態，同時全面采集車輛運行數據信息，利于數據實施監測、診斷等工作的展開。在其基礎上，能量管理系統，對充電方式進行控制，顯示當前剩余電量，以實現充電提醒。但對數據采集模塊功能，提出了精度、可靠性、安全性等方面的要求。通過采集模塊的全面監控，確保電池始終保持工作狀態，同時能夠實時監控電池狀態，防止出現過充情況。電池出現故障后，能夠及時展開維修，電池運行效率與安全性大大提高。

2.2 制動系統

汽車制動消耗行駛動能，通常借助摩擦力作用實現，以降低車速，動能消耗后，其熱能傳播至空氣中。而新能源汽車不同，主要通過牽引電機，以及發電機切換，實現制動功能。通過電能、動能轉換，并完成動能儲存。除此之外，能量能夠循環使用，充一次電后，汽車續航里程增長。新能源汽車開發，不能忽視對再生能量回饋裝置的研發，不能與汽車功能相矛盾，更要促進其他性能的發揮。

2.3 電機驅動控制系統

驅動控制系統，直接關乎項目推廣，以及行駛安全可靠性。由于該系統組成繁瑣，涉及多個控制器，要求控制器協調運作，才能實現系統功能。汽車驅動系統，涉及開關磁阻電機，以及感應電機等。基于電機控制角度分析，受電動機種類不同影響，傳統汽車控制方式也分為以下幾類，開關磁阻電動機，以電壓控制，以及角度位置控制方式為主；感應電機控制器，以直接轉矩控制，以及矢量控制等方式為主；而直流控制器，以電樞電壓控制法，或是勵磁控制法為主。

2.4 電動助力轉向系統

電動助力轉向結構，由機械減速結構、傳感器、離合器、電機與電控單元組成。轉向系統工作后，由電控單元，檢測方向盤質量，以及實時速度等技術參數，以此調整電機運行狀況，輔助系統發揮功用，離合器與減速器作用結合，轉向系統接收輔助動力后，控制助力轉向。系統工作原理如下，操控方向盤，展開轉向動作時，由轉矩傳感器，檢測方向盤轉矩；檢測信號傳輸至電子控制單元，由其分析轉矩信號、轉矩方向、車速信號等；根據分析結果，生成控制指令，并輸送至電機，最終完成調控電機轉向，同時形成輔助形成助力轉矩。汽車不轉向，電控單元不會發出調控指示，電機停止運轉。安裝電動助力轉向系統，具有環保節能、高效等優勢，但對助力電機，以及傳感器性能，及其安全可靠性，提出了更高要求，直接限制了該系統的應用與推廣。提高系統穩定性，還需加強模糊控制、人工智能控制等控制策略的合理應用。在研發助力轉向系統時，應當確保系統兩大功能，一是圍繞助力需求，提供駕駛員舒適度。二是確保傳感器的可靠性、安全性、經濟性。需根據助力轉向系統實際狀況，合理采取措施，以進一步優化系統性能，滿足動態性能與穩定性等設計要求。為賦予駕駛員別致的駕駛體驗，應當進一步優化控制優化，確保汽車各系統協調運行，尤其電動助力轉向系統，實現對駕駛狀態的安全、準確控制。

3 總結

電子控制系統性能，直接關乎汽車運行安全性，以及動力效率；對此，加強新能源汽車的電控技術研究意義重大。本文主要詳細分析了新能源汽車涉及到的電控關鍵技術，包括電動助力轉向系統與電機驅動控制系統等，為電控技術研發提供了價值依據。現代科技日益成熟，電控技術的關鍵作用越發突出，從而進一步落實新能源汽車推廣項目。

參考文獻：

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作者簡介：孫華亭（1991-），男，吉林通化人，本科，助理工程師，研究方向：整車電子電器技術等。