新能源汽車(chē)電子控制的關(guān)鍵性技術(shù)研究

摘要：近年來(lái)，隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的應(yīng)用，汽車(chē)電子控制技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展，尤其在控制精度、控制范圍、智能化和網(wǎng)絡(luò)化等多方面有了較大突破。汽車(chē)電子控制技術(shù)已成為衡量現(xiàn)代汽車(chē)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。

關(guān)鍵詞：新能源汽車(chē);電子控制技術(shù);關(guān)鍵技術(shù)

1 電子控制系統(tǒng)概述

電子控制單元的質(zhì)量，直接影響車(chē)輛控制策略，以及動(dòng)力效率、安全可靠性;對(duì)此，新能源汽車(chē)的發(fā)展，十分注重對(duì)電子控制單元的研發(fā)。研發(fā)優(yōu)化電子控制單元復(fù)雜且繁瑣，應(yīng)當(dāng)先掌握其實(shí)用性能。新能源汽車(chē)，其電子控制單元，涉及能源管理系統(tǒng)，以及能源再生制動(dòng)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(lái)的模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)等輸入信號(hào)，通過(guò)微處理器，處理并放大收到的信號(hào)，利用輸出電路，將信號(hào)放大，向電磁閥、電動(dòng)機(jī)、開(kāi)發(fā)指示輸入信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)伺服元件。新能源汽車(chē)品牌不同，電控系統(tǒng)特性也存在差異，而控制系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)，是多個(gè)子系統(tǒng)協(xié)同運(yùn)作結(jié)果，包括動(dòng)力總控系統(tǒng)、能源再生系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)等，分別負(fù)責(zé)汽車(chē)動(dòng)力、能源轉(zhuǎn)換與汽車(chē)方向轉(zhuǎn)向。

2 新能源汽車(chē)中的技術(shù)支持

新能源汽車(chē)類(lèi)型以蓄電池汽車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)、氫動(dòng)力汽車(chē)為主，借助電池、電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力，基于電子控制系統(tǒng)，形成新能源汽車(chē)的控制和牽引，同時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的信息傳遞，輔助駕駛員了解行駛狀態(tài)和運(yùn)行狀況，確保汽車(chē)平穩(wěn)行駛。新能源汽車(chē)電子控制系統(tǒng)的不斷升級(jí)與完善，提高了汽車(chē)的安全性能和運(yùn)行功能，而且充分應(yīng)用傳感技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)，促進(jìn)了新能源汽車(chē)的智能化發(fā)展。現(xiàn)階段，很多的汽車(chē)企業(yè)針對(duì)新能源汽車(chē)的研發(fā)，加大了動(dòng)力控制系統(tǒng)的研究投入，同時(shí)開(kāi)發(fā)智能控制的相關(guān)技術(shù)，而且加強(qiáng)與其他汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)的聯(lián)合研發(fā)，形成了電動(dòng)壓縮機(jī)、電動(dòng)尾門(mén)以及電子水泵等汽車(chē)電子控制產(chǎn)品，給新能源汽車(chē)制造帶來(lái)了重要的技術(shù)支撐，推動(dòng)了具有智能水平的新能源汽車(chē)的生產(chǎn)，并給駕駛者提供了較為優(yōu)質(zhì)、便捷的服務(wù)。

3 新能源汽車(chē)電子控制中的關(guān)鍵性技術(shù)

3.1 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

針對(duì)新能源汽車(chē)而言，其內(nèi)部設(shè)置的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向（EPS）系統(tǒng)，實(shí)際上就是一種動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，由電機(jī)提供輔助扭矩，主要由減速器、電子控制單元、轉(zhuǎn)矩與車(chē)速傳感器等部分構(gòu)成。EPS系統(tǒng)的基本工作原理為：駕駛?cè)藛T在對(duì)方向盤(pán)進(jìn)行操縱，并進(jìn)行轉(zhuǎn)向的時(shí)候，首先利用轉(zhuǎn)矩傳感器，對(duì)轉(zhuǎn)向盤(pán)的轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)向進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)，然后將具體的電壓信號(hào)實(shí)時(shí)輸送給電子控制單元;針對(duì)電力控制單元來(lái)講，其根據(jù)所接收到電壓信號(hào)，以及轉(zhuǎn)動(dòng)方向、車(chē)速信號(hào)等，將指令傳達(dá)給電動(dòng)機(jī)控制器，以此對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向助力轉(zhuǎn)矩相應(yīng)輸出進(jìn)行有效調(diào)控，最后便可以形成輔助動(dòng)力;如果汽車(chē)出現(xiàn)不轉(zhuǎn)向的情況，那么針對(duì)此時(shí)的電子控制單元來(lái)講，便不會(huì)將指令發(fā)送至電動(dòng)機(jī)控制器，電動(dòng)機(jī)也就不會(huì)開(kāi)展工作。有研究指出，EPS系統(tǒng)擁有諸多優(yōu)點(diǎn)，比如回正性好、效率高、安裝方便及路感好等，但需要研發(fā)出更為優(yōu)良的助力電機(jī)與傳感器，而且還要有高可靠性及低成本等特點(diǎn)。

3.2 能量管理（EMS）系統(tǒng)

在整個(gè)新能源汽車(chē)體系中，EMS系統(tǒng)為其重要組成部分，其由多部分構(gòu)成，比如功率分配部分、功率限制部分及充放電控制部分，工作原理：首先，利用特定的數(shù)據(jù)采集電路，采集諸如電池狀態(tài)等信息;然后，借助于電子控制單元，對(duì)信息進(jìn)行全面分析與處理，最后，形成具體的指令與信息，并向各個(gè)功能模塊發(fā)送。EMS系統(tǒng)的功能主要有如下方面：其一，對(duì)汽車(chē)剩余行駛里程進(jìn)行預(yù)測(cè)，對(duì)車(chē)燈亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)，對(duì)車(chē)內(nèi)溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)等;其二，對(duì)各自系統(tǒng)的各項(xiàng)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，以此為基礎(chǔ)，對(duì)系統(tǒng)的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控與診斷，最終實(shí)現(xiàn)多種功能，比如顯示剩余能量、調(diào)控充電方式等;其三，對(duì)汽車(chē)蓄電池的最佳荷電狀態(tài)加以維持。為此，在對(duì)電池進(jìn)行充電時(shí)，需要做到無(wú)損充電，且對(duì)其放電狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，避免出現(xiàn)過(guò)充電狀況;此外，還需對(duì)電池進(jìn)行定期維護(hù)與實(shí)時(shí)檢測(cè)，定期或不定期地開(kāi)展故障診斷，確保電池始終保持可靠運(yùn)行狀態(tài)。

3.3 電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)

針對(duì)新能源汽車(chē)來(lái)講，其安裝運(yùn)行的好壞與質(zhì)量高低，與其配套的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)之間存在緊密關(guān)聯(lián)，而對(duì)于電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)而言，主要由電力電子變流器、數(shù)字控制器、傳感器及電動(dòng)機(jī)等部分構(gòu)成，主要任務(wù)即為實(shí)現(xiàn)蓄電池能量的高效轉(zhuǎn)化，成為推動(dòng)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能，如此一來(lái)，在汽車(chē)行駛途中，能夠消除掉所遇到的阻力。

3.4 制動(dòng)系統(tǒng)管理

傳統(tǒng)意義上的汽車(chē)制動(dòng)大多靠摩擦力的作用來(lái)消耗汽車(chē)行駛動(dòng)能，這就使得車(chē)速被降低，動(dòng)能消耗產(chǎn)生的熱能在空氣中進(jìn)行傳播。新能源汽車(chē)的制動(dòng)與傳統(tǒng)汽車(chē)有明顯差異，牽引電機(jī)與發(fā)電機(jī)之間的切換能夠讓汽車(chē)制動(dòng)功能實(shí)現(xiàn)，在這一過(guò)程中汽車(chē)能量發(fā)生轉(zhuǎn)換，動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔懿⑵鋬?chǔ)存，能量能夠進(jìn)行循環(huán)利用，在一次充電之后汽車(chē)就能夠具有更長(zhǎng)的續(xù)航里程。

3.5 其他系統(tǒng)

除了上述電控系統(tǒng)外，還有底盤(pán)綜控、信息通信系統(tǒng)等，其中綜控系統(tǒng)，能夠極大地提高對(duì)汽車(chē)底盤(pán)的控制效果，實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)身的操控。同時(shí)，防抱死制動(dòng)系統(tǒng)地存在，能夠在一定程度上提高汽車(chē)行駛安全性，避免失去突然轉(zhuǎn)向的問(wèn)題。電子控制技術(shù)的引入，對(duì)汽車(chē)行業(yè)來(lái)說(shuō)是一種顛覆，能夠幫助駕駛員獲取更多信息，輔助自己駕駛，如汽車(chē)導(dǎo)航與定位、通信等，從而更好地達(dá)到目的地。新能源汽車(chē)的引入，為汽車(chē)智能化目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供支持。

4 電控技術(shù)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

近年來(lái)，科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展趨勢(shì)下，新能源汽車(chē)受到了全社會(huì)的廣泛關(guān)注，也將新能源汽車(chē)的開(kāi)發(fā)作為重點(diǎn)項(xiàng)目，故新能源勢(shì)必會(huì)在未來(lái)的時(shí)間取代傳統(tǒng)汽車(chē)。新能源汽車(chē)運(yùn)行，會(huì)通過(guò)控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車(chē)各個(gè)系統(tǒng)地一體化、全面控制，最大限度上提高車(chē)輛行駛性能，給駕駛?cè)藛T帶來(lái)最佳駕駛體驗(yàn)。因此在未來(lái)，傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)獎(jiǎng)成為新能源汽車(chē)發(fā)展的關(guān)鍵。汽車(chē)智能化不但要讓商家認(rèn)識(shí)到，也要讓消費(fèi)者了解到新能源汽車(chē)的重要性，讓越來(lái)越多的人們認(rèn)識(shí)到其較傳統(tǒng)汽車(chē)的優(yōu)勢(shì)所在，并在購(gòu)買(mǎi)汽車(chē)時(shí)有所傾斜，在能力范圍內(nèi)首選新能源汽車(chē)，既能夠減少對(duì)環(huán)境的污染，還能夠推動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

5結(jié)語(yǔ)

總而言之，在當(dāng)前的新能源時(shí)代背景之中，新能源汽車(chē)的發(fā)展必將是傳統(tǒng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)走向未來(lái)，拓寬市場(chǎng)的必由之路。新能源汽車(chē)發(fā)展過(guò)程中發(fā)展電子控制技術(shù)有著重要的價(jià)值，加大對(duì)于電子控制關(guān)鍵技術(shù)的研究有著重要的作用，因而要不斷的對(duì)其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行探索和研究，為新能源汽車(chē)在發(fā)展的過(guò)程中有強(qiáng)大的技術(shù)支撐。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅和平.關(guān)于新能源汽車(chē)電子控制的關(guān)鍵性技術(shù)分析[J].技術(shù)與市場(chǎng)，2018，25（04）：44-45.

（作者單位：長(zhǎng)城汽車(chē)股份有限公司）

作者簡(jiǎn)介：馬曉林，男，1992.09.07，河北省保定市唐縣北羅鎮(zhèn)西下素村，本科，智能座艙技術(shù)及信息娛樂(lè)技術(shù)。