電子設(shè)計(jì)在汽車新能源中運(yùn)用

摘 要：隨著人們生活水平的不斷提高，汽車已經(jīng)人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡慕煌üぞ摺Ｆ噷κ驮斐闪瞬豢晒懒康南模瑥亩鹣嚓P(guān)部門和企業(yè)的重視。新能源和節(jié)能技術(shù)等在汽車工程中的應(yīng)用，有助于推進(jìn)我國汽車行業(yè)的健康綠色的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電子設(shè)計(jì)；汽車；新能源

隨著汽車產(chǎn)銷量的不斷攀升，廢氣排除帶來的環(huán)境和能源問題日益突出，同時使得石油危機(jī)越來越嚴(yán)重。汽車對石油造成了不可估量的消耗，從而引起相關(guān)部門和企業(yè)的重視。以節(jié)能和環(huán)保為主題的新能源汽車被確定為我國最具發(fā)展?jié)摿Φ闹匾I(lǐng)域。新能源汽車的設(shè)計(jì)涉及到電氣和電子工程、機(jī)械工程、汽車工程以及化學(xué)工程等多種學(xué)科技術(shù)。實(shí)現(xiàn)節(jié)能不僅有明顯的經(jīng)濟(jì)效益，更重要是適應(yīng)當(dāng)今社會可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求。

一、電子設(shè)計(jì)技術(shù)

隨著社會的發(fā)展和科技水平的提高，電子控制裝置被應(yīng)用于汽車的設(shè)計(jì)和研發(fā)中，其多點(diǎn)式的電子控制燃油噴射技術(shù)能夠保證噴油速度的合理性，最大程度的降低了能源和廢氣的排放量，使得運(yùn)行過程中的油耗計(jì)量更加精確，很大程度上適應(yīng)了新世紀(jì)的節(jié)能減排要求。汽車的節(jié)能性體現(xiàn)在其最大程度減少環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益的最大化。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化、信息化和智能化等技術(shù)使我國的汽車更加具有市場優(yōu)越性和國際競爭力。

二、新能源節(jié)能動力汽車

新能源然氣動力汽車能夠最大程度減少汽車尾氣排放對大氣和環(huán)境造成的污染，而且能夠減少發(fā)動機(jī)使用過程中的故障，為人們綠色出行提供了保障。

太陽能動力汽車，太陽能是利用太陽能電池儲存電能，并用電能驅(qū)動的汽車。因此不僅能夠避免汽車尾氣對環(huán)境和大氣的污染，而且以太陽能電池為介質(zhì)，有效降低了生產(chǎn)成本。

三、電子設(shè)計(jì)在汽車新能源中的運(yùn)用

（一）電子控制系統(tǒng)

車輛安全可靠性的標(biāo)準(zhǔn)是電子控制單元ECU的好壞，ECU 系統(tǒng)中每個子系統(tǒng)的部件都可以通過高轉(zhuǎn)矩響應(yīng)控制來達(dá)到改善電機(jī)運(yùn)行和降低能耗的目的。同時180度變頻控制在新能源汽車的電機(jī)控制領(lǐng)域具有特殊的技術(shù)優(yōu)勢。電子控制技術(shù)的運(yùn)用實(shí)現(xiàn)了對石油消耗的精確控制。電子電工控制技術(shù)不僅能夠降低能源和廢氣的排放量，最大程度降低汽車運(yùn)行過程中的油耗；電子點(diǎn)火節(jié)能系統(tǒng)，汽油機(jī)是依靠點(diǎn)火系統(tǒng)內(nèi)的機(jī)械式白金斷電器來完成的。采用電子控制的無觸點(diǎn)點(diǎn)火系統(tǒng)提高了點(diǎn)火能量，有效降低了發(fā)動機(jī)的燃料消耗。將新型斷電器應(yīng)用于汽車的生產(chǎn)中，不僅有利于減少尾氣排放對大氣的污染。而且也能夠避免了發(fā)動機(jī)使用過程中的安全隱患。

（二）電子診斷系統(tǒng)

電池模塊直接影響新能源汽車的續(xù)駛里程和性能。能量管理系統(tǒng)作為新能源汽車的智能核心，一是要設(shè)計(jì)電池組的專家診斷系統(tǒng)；二是建立荷電狀態(tài)（SOC）和健康狀況（SOH）的估計(jì)系統(tǒng)。動力總成控制系統(tǒng)發(fā)展方向；三是DEM和DCM系統(tǒng)的應(yīng)用。隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展，電子控制系統(tǒng)的故障取代了傳統(tǒng)的診斷方法和。汽車半導(dǎo) 體和軟件系統(tǒng)的整體框架和相關(guān)模塊的設(shè)計(jì)能夠及時準(zhǔn)確地判斷出故障。DEM和DCM可以將外部診斷工具所需要的信息從DEM中獲取并傳遞過去。如果出現(xiàn)故障，DEM會將診斷結(jié)果存儲下來，然后精確地指出存儲故障碼的瞬間汽車的一些運(yùn)行狀態(tài)，從而保證診斷的數(shù)據(jù)流管理處于安全狀態(tài)。DCM能確認(rèn)診斷會話的合理性。整個系統(tǒng)通過 Ecu的數(shù)據(jù)采集接口不斷地采集相關(guān)數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確監(jiān)測氧傳感器的各項(xiàng)性能指標(biāo)。

四、電動機(jī)仿真技術(shù)

（一）電磁仿真技術(shù)

在新能源汽車牽引電動機(jī)的研發(fā)中，電子設(shè)計(jì)軟件要將這些輸出的模型和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)輸入到電磁仿真體統(tǒng)中，在電動模式驅(qū)動車輛時引入車輛的質(zhì)量計(jì)算制動時間。基于這些設(shè)計(jì)來有效減少優(yōu)化熱損耗問題。

（二）電子器件仿真分析

根據(jù)電力電子器件可以調(diào)節(jié)電氣傳動系統(tǒng)。電力電子器件的反饋信號嚴(yán)格控制著蓄電池提供給牽引電動機(jī)的電能。由于電子器件在運(yùn)行中大量的熱，因此為避免電子元器件及其周邊部件的熱損壞，就需要根據(jù)電力電子系統(tǒng)具體情況進(jìn)行散熱路徑設(shè)計(jì)。在對新能源汽車電力電子器件進(jìn)行熱分析的時，利用控制算法邏輯關(guān)系確定出車輛在加速、巡航和制動等過程中任意給定時刻、整個系統(tǒng)內(nèi)電流的變化情況。

（三）電磁兼容性仿真技術(shù)

新能源汽車中應(yīng)用了高壓和大電流的大功率電子變換裝置就會有效卻把信號傳遞和檢測的順利進(jìn)行。為避免干擾和消除干擾，需要科學(xué)設(shè)計(jì)汽車電動機(jī)及其周圍電磁部件內(nèi)和周邊的電磁場。同時CAE技術(shù)貫穿了汽車開發(fā)的全過程，其發(fā)揮了無可替代的優(yōu)勢和作用，使得 CAE 仿真技術(shù)具有延續(xù)性和獨(dú)特性。

（四）多物理場的系統(tǒng)集成仿真分析

在新能源汽車研發(fā)設(shè)計(jì)中，除了要考慮每個部件獨(dú)有的特征、屬性、強(qiáng)度和其它復(fù)雜因素外，還要獲得最高的整體效率。仿真方案有效解決了新能源汽車研發(fā)問題。

總之，隨著科技的進(jìn)步，電子技術(shù)在汽車設(shè)計(jì)中的應(yīng)用不僅有效提高了我國汽車生產(chǎn)水平，而且也實(shí)現(xiàn)環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益的最大化。可見，只有將新能源和新技術(shù)應(yīng)用于汽車生產(chǎn)研發(fā)過程中，才能最大程度降低能耗。

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作者簡介：方彬（1983.），男，漢族，江蘇徐州人，本科，研究方向：汽車新能源技術(shù)。