新能源汽車電子控制的關(guān)鍵性技術(shù)分析

摘 要：現(xiàn)代科技發(fā)展，推動了新能源汽車發(fā)展的步伐，緩解了石化能源危機狀況。雖然新能源汽車的環(huán)保、綠色等優(yōu)勢明顯，但電控系統(tǒng)還需進(jìn)一步完善，以優(yōu)化新能源汽車對能源的利用率及實用性。為切實發(fā)揮電控系統(tǒng)特性，還需要從制動管理系統(tǒng)、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等新能源汽車電子控制的關(guān)鍵性技術(shù)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(guān)技術(shù)研發(fā)助力。

關(guān)鍵詞：新能源汽車；電子控制；關(guān)鍵技術(shù)

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

在全球石油危機日益嚴(yán)重、環(huán)境問題持續(xù)惡化的背景下，新能源汽車項目受到了大眾廣泛關(guān)注。隨著清潔能源發(fā)電技術(shù)日趨成熟，該項目在電機控制技術(shù)與動力總成控制技術(shù)等方面，也實現(xiàn)了突破，尤其是產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，獲得的成效更加明顯，包括社會與經(jīng)濟效益。在各種相關(guān)體系的開發(fā)推動下，實現(xiàn)了我國智能新能源汽車電池管理系統(tǒng)國產(chǎn)化等突出成果。未來還需加強對汽車電子控制產(chǎn)品集成化的發(fā)展研究，提高電磁兼容性，優(yōu)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(tǒng)概述

電子控制單元的質(zhì)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(fā)展，十分注重對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)先掌握其實用性能。新能源汽車，其電子控制單元，涉及能源管理系統(tǒng)，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(shù)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(fā)指示輸入信號，以驅(qū)動伺服元件。新能源汽車品牌不同，電控系統(tǒng)特性也存在差異，而控制系統(tǒng)功能實現(xiàn)，是多個子系統(tǒng)協(xié)同運作結(jié)果，包括動力總控系統(tǒng)、能源再生系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)等，分別負(fù)責(zé)汽車動力、能源轉(zhuǎn)換與汽車方向轉(zhuǎn)向。

2 新能源汽車電子控制的關(guān)鍵性技術(shù)

2.1 能量管理系統(tǒng)

能量管理系統(tǒng)作用顯著，屬于汽車關(guān)鍵構(gòu)件，汽車驅(qū)動離不開能源支持，但這一功能實現(xiàn)，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(shù)據(jù)采集電路，收集電池狀態(tài)信息；并向電子控制單元，傳輸收集到的信息，并完成解析數(shù)據(jù)，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(tài)，同時全面采集車輛運行數(shù)據(jù)信息，利于數(shù)據(jù)實施監(jiān)測、診斷等工作的展開。在其基礎(chǔ)上，能量管理系統(tǒng)，對充電方式進(jìn)行控制，顯示當(dāng)前剩余電量，以實現(xiàn)充電提醒。但對數(shù)據(jù)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(jiān)控，確保電池始終保持工作狀態(tài)，同時能夠?qū)崟r監(jiān)控電池狀態(tài)，防止出現(xiàn)過充情況。電池出現(xiàn)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(tǒng)

汽車制動消耗行駛動能，通常借助摩擦力作用實現(xiàn)，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(fā)電機切換，實現(xiàn)制動功能。通過電能、動能轉(zhuǎn)換，并完成動能儲存。除此之外，能量能夠循環(huán)使用，充一次電后，汽車?yán)m(xù)航里程增長。新能源汽車開發(fā)，不能忽視對再生能量回饋裝置的研發(fā)，不能與汽車功能相矛盾，更要促進(jìn)其他性能的發(fā)揮。

2.3 電機驅(qū)動控制系統(tǒng)

驅(qū)動控制系統(tǒng)，直接關(guān)乎項目推廣，以及行駛安全可靠性。由于該系統(tǒng)組成繁瑣，涉及多個控制器，要求控制器協(xié)調(diào)運作，才能實現(xiàn)系統(tǒng)功能。汽車驅(qū)動系統(tǒng)，涉及開關(guān)磁阻電機，以及感應(yīng)電機等?；陔姍C控制角度分析，受電動機種類不同影響，傳統(tǒng)汽車控制方式也分為以下幾類，開關(guān)磁阻電動機，以電壓控制，以及角度位置控制方式為主；感應(yīng)電機控制器，以直接轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向系統(tǒng)

電動助力轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)，由機械減速結(jié)構(gòu)、傳感器、離合器、電機與電控單元組成。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作后，由電控單元，檢測方向盤質(zhì)量，以及實時速度等技術(shù)參數(shù)，以此調(diào)整電機運行狀況，輔助系統(tǒng)發(fā)揮功用，離合器與減速器作用結(jié)合，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)接收輔助動力后，控制助力轉(zhuǎn)向。系統(tǒng)工作原理如下，操控方向盤，展開轉(zhuǎn)向動作時，由轉(zhuǎn)矩傳感器，檢測方向盤轉(zhuǎn)矩；檢測信號傳輸至電子控制單元，由其分析轉(zhuǎn)矩信號、轉(zhuǎn)矩方向、車速信號等；根據(jù)分析結(jié)果，生成控制指令，并輸送至電機，最終完成調(diào)控電機轉(zhuǎn)向，同時形成輔助形成助力轉(zhuǎn)矩。汽車不轉(zhuǎn)向，電控單元不會發(fā)出調(diào)控指示，電機停止運轉(zhuǎn)。安裝電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，具有環(huán)保節(jié)能、高效等優(yōu)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(tǒng)的應(yīng)用與推廣。提高系統(tǒng)穩(wěn)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(yīng)用。在研發(fā)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)時，應(yīng)當(dāng)確保系統(tǒng)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(jīng)濟性。需根據(jù)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)實際狀況，合理采取措施，以進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)性能，滿足動態(tài)性能與穩(wěn)定性等設(shè)計要求。為賦予駕駛員別致的駕駛體驗，應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步優(yōu)化控制優(yōu)化，確保汽車各系統(tǒng)協(xié)調(diào)運行，尤其電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，實現(xiàn)對駕駛狀態(tài)的安全、準(zhǔn)確控制。

3 總結(jié)

電子控制系統(tǒng)性能，直接關(guān)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(shù)研究意義重大。本文主要詳細(xì)分析了新能源汽車涉及到的電控關(guān)鍵技術(shù)，包括電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與電機驅(qū)動控制系統(tǒng)等，為電控技術(shù)研發(fā)提供了價值依據(jù)?，F(xiàn)代科技日益成熟，電控技術(shù)的關(guān)鍵作用越發(fā)突出，從而進(jìn)一步落實新能源汽車推廣項目。

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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(shù)等。