新能源汽车电子控制的关键性技术初探

新能源汽车电子控制的关键性技术初探

发表时间：2019-09-11T14:19:05.453Z 来源：《基层建设》2019年第16期作者：王露遇

[导读] 摘要：目前，环境污染形势日益严峻，加之石油储量减少、气候变暖等问题层出不穷，全社会已经认识到环保的重要性，及时地采取有效措施对汽车动力系统进行改革迫在眉睫，新能源汽车概念由此诞生。

天津职业技术师范大学天津市河西区 300202

摘要：目前，环境污染形势日益严峻，加之石油储量减少、气候变暖等问题层出不穷，全社会已经认识到环保的重要性，及时地采取有效措施对汽车动力系统进行改革迫在眉睫，新能源汽车概念由此诞生。与传统汽车相比较来说，新能源汽车具有零排放、节能环保等诸多优势，能够在很大程度上减少对环境的污染，对汽车行业未来发展具有非凡意义。电子控制系统是新能源汽车的一部分，由传感器、电控单元等诸多够分构成，对该部分关键性技术的分析能够让我们对新能源汽车具有更深层意义的了解和认识。文章以新能源汽车相关内容作为切入点，从能量管理系统、电动助力转向系统等角度探讨电子控制的关键技术，并在最后对新能源汽车电控技术未来发展作出展望，以期让我们更多的了解新能源汽车。

关键词：新能源汽车；电子控制；关键性技术

前言

工业时代以来，各个国家进入发展快车道，我们在享受经济社会发展带来便利的同时，也产生了诸多负面问题，如资源浪费、环境污染等，这些与我们日常生产和生活存在密切联系。基于此，新能源汽车凭借其自身环保优势受到了极大的关注。据统计，截止到2018年，新能源汽车销量接近130万辆，预计到2040年会突破4000万辆。新能源汽车的广泛普及大幅度降低了人类社会对原油的需求，且为传统汽车行业注入了新鲜血液，引领汽车行业朝着更为健康的方向前进和发展。

1.新能源汽车概述

自20世纪以来，有关专家对新能源汽车展开了系统性分析和研究，并取得了非常喜人的成果。1996年，清华大学研究制造出EV6580型新能源汽车，准载16人，行驶速度80公里，且在一次蓄电后行驶155公里。该款新能源汽车的诞生，对后续研究产生了巨大的影响，此后由中国远望集团研发出新能源大客车公开亮相，在载人、行驶速度方面都获得了更大的进展，能够载50人，且行驶速度较以往提高了10公里。“十五”期间，国家科技部门正式批准了新能源汽车纳入到重大科技专项当中[1]。现阶段，纯新能源汽车已经进入到小批量生产和应用阶段，混动汽车形成了产业化规模，在大街小巷上我们已经能够见到了此类汽车，正式进入到人们生活当中。未来，我国新能源汽车会迎来快速发展阶段，尤其是在经济发达省份将会正式建立起产业基地，并构建与之相配套新能源供应基础设施，为新能源汽车的运行提供更多能源支持。

2.新能源汽车电子控制关键性技术分析

新能源汽车与传统汽车的不同在于，其中集合了大量电子设备、器件，这些都是新能源汽车运行的重要组成部分，涉及到一些关键性技术，具体如下：

2.1能量管理系统

能量管理系统（EMS）是电子控制单元的核心，由放电控制、功率限制等部分构成，在汽车运行系统中，EMS工作过程并不复杂：数据采集电路，实现对电池状态信息的收集，并将获取的信息输送到电子控制单元予以分析，根据分析结果做出相应的处理，发送到对应的功能模块，实现对汽车的支配。从功能角度来看，该系统能够使蓄电池保持在最好的状态，满足汽车行驶需求；对子系统的运行情况进行扫描处理，并根据扫描结果来监督系统运行，及时发现系统存在的问题，调整和控制好充电方式、或者剩余电量预警等；由于新能源汽车运行需要电量的支持，并结合里程数对行驶里程进行预测，实现对车内温度、亮度的自动调节。可见，EMS是新能源汽车运行的根本，缺少能量管理系统的支持，汽车无法正常运行。

2.2电动助力转向系统

无论是传统汽车、还是新能源汽车，转向系统都是必不可少的一部分，电动助力转向系统（EPS），主要负责提供辅助扭矩的动力转向系统，由电机提供，如转矩与车速传感器、电动机及减速器等，在工作过程中，驾驶员使用方向盘转向，最先接收到指令的是转矩传感器，传感器对转矩进行计算，检测到信号，并将其输送至电子控制单元；随后电子控制单元计算并分析转矩信号、车速信号等数据信息；最后根据节后生成指令信号，实现对电机转向的调控[2]。相反，汽车在正常行驶时，如不转向，电子控制单元便不会生成相应的指令，电机处于非工作状态。在汽车运行过程中，EPS便利、环保，且工作效率较高，但同时也对电机等设备提出了更高的要求。基于系统稳定性等方面的考虑，专家要加强对控制策略的研究，确保控制策略更加科学、合理，为人们提供最佳驾驶体验。随着科学技术快速发展，人工智能控制、模糊控制等技术也逐步引入和应用到新能源汽车当中，以此来提高对汽车的控制。

2.3电机驱动控制系统

新能源汽车行驶中，电机驱动控制效果好坏，直接决定汽车行驶安全性。电机驱动控制系统是由传感器、数字控制器等部分构成，该系统负责将蓄电池存储的电能转化为车轮的动能，以此来抵消车辆遇到的阻力，驱动汽车根据驾驶需求灵活调整车速。随着时代发展和进步，人们对新能源汽车的要求也日渐提高，对电机驱动控制系统地完善也愈发完善。系统在运行时，需要保证功率输出恒定；当车辆启动、上坡时，帮助车辆保持低速状态，这样一来，根据行驶具体情况作出相应的反应，实现高低速的灵活切换。与传统汽车比较，电机驱动系统采用的电机多为永磁同步电机、感应电机等，在科学技术的大力支持下，还会朝着集成方向发展。

2.4制动系统

汽车制动是指汽车在行驶过程中，由摩擦力产生的，以此来降低车速，当动能消耗殆尽后，其热能消散到空气当中[4]。但新能源汽车不同，通过牵引电机的方式，实现制动功能，在电能与动能之间实现转换，并为汽车提供足够的动能。同时，能量的循环使用，汽车续航里程便会增加，故为了更好地推动新能源汽车产业规模化发展，需要加强对再生能量回馈装置的研究和发明，在保留原有汽车功能的基础上，更好地促进其性能的有效发挥。

2.5其他系统

除了上述电控系统外，还有底盘综控、信息通信系统等，其中综控系统，能够极大地提高对汽车底盘的控制效果，实现对车身的操控[5]。同时，防抱死制动系统地存在，能够在一定程度上提高汽车行驶安全性，避免失去突然转向的问题。电子控制技术的引入，对汽车行