新能源汽車(chē)電子控制技術(shù)探討

李淵

摘要：近幾十年，雖然汽車(chē)行業(yè)蓬勃發(fā)展，但隨之帶來(lái)的是資源能源消耗加大，環(huán)境壓力日益加大，使得汽車(chē)領(lǐng)域的創(chuàng)新變革迫在眉睫。因此，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)和電子技術(shù)的應(yīng)用，新能源汽車(chē)電子控制技術(shù)得到了快速發(fā)展。本文從電控發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)、電控轉(zhuǎn)向技術(shù)、電池管理系統(tǒng)、能源回饋系統(tǒng)、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等環(huán)節(jié)來(lái)探討電子控制技術(shù)的發(fā)展。

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

一、新能源汽車(chē)

新能源汽車(chē)是指采用非常規(guī)的車(chē)用燃料作為動(dòng)力來(lái)源（或使用常規(guī)的車(chē)用燃料、采用新型車(chē)載動(dòng)力裝置），綜合車(chē)輛的動(dòng)力控制和驅(qū)動(dòng)方面的先進(jìn)技術(shù)，形成的技術(shù)原理先進(jìn)、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車(chē)。新能源汽車(chē)與社會(huì)發(fā)展息息相關(guān)，通過(guò)開(kāi)發(fā)這種類(lèi)型的汽車(chē)，能夠更好的完成交通建設(shè)和出行的便利。新能源汽車(chē)在實(shí)際的應(yīng)用中，具有環(huán)保性能好、使用壽命長(zhǎng)、安全性高等特點(diǎn)，受到了駕駛者的廣泛歡迎。

二、新能源汽車(chē)電控發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)

（一）新能源汽車(chē)的研究與應(yīng)用，成為了當(dāng)前社會(huì)上的主要工作。從客觀的角度來(lái)分析，新能源汽車(chē)在試點(diǎn)投入后，便受到了管飯的歡迎，并且在很大程度上，節(jié)省了對(duì)資源能源的消耗。電子控制技術(shù)，要想在新能源汽車(chē)中發(fā)揮出更加顯著的作用，需要選擇性價(jià)比較高的發(fā)動(dòng)機(jī)。結(jié)合以往的工作經(jīng)驗(yàn)，發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇應(yīng)注意以下方面：

（1）高性能、低自重、小尺寸。現(xiàn)階段的任何一項(xiàng)設(shè)備，都在朝著“高精尖”的領(lǐng)域發(fā)展。發(fā)動(dòng)機(jī)作為新能源汽車(chē)的重要組成部分，應(yīng)在性能上達(dá)到較高的標(biāo)準(zhǔn)，自重應(yīng)逐步減小，并且減小自身的尺寸，保證其他設(shè)備擁有足夠的空間。

（2）在較快的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)有較高的使用效率。

（3）電磁輻射盡量小。新能源汽車(chē)不僅僅是強(qiáng)調(diào)動(dòng)力的污染，還不能造成太多的電磁輻射，否則將再次造成環(huán)境污染。

（4）成本低。以目前的情況來(lái)看，上述的幾項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)動(dòng)機(jī)還是能夠達(dá)到的。現(xiàn)今，關(guān)于電子控制技術(shù)的研究不斷深入，因此在滿足發(fā)動(dòng)機(jī)選型原則的基礎(chǔ)上，還要考慮其他控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)雙向控制，回收制動(dòng)再生能量。

（二）電控發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)未來(lái)發(fā)展方向。

新能源汽車(chē)及電子控制技術(shù)，在未來(lái)的研究和應(yīng)用中，應(yīng)在以下幾個(gè)方面努力：

（1）新能源汽車(chē)的類(lèi)型和電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)相互匹配，完成多元化的發(fā)展。

（2）在客觀上增加穩(wěn)定性。

（3）完成技術(shù)體系的健全，促使混合動(dòng)力進(jìn)一步減少，增強(qiáng)新能源的動(dòng)力指標(biāo)。

三、新能源汽車(chē)電控轉(zhuǎn)向技術(shù)

（一）電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研究熱點(diǎn)主要集中在以下方面

（1）針對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)矩、位置易估計(jì)的特點(diǎn)，進(jìn)行無(wú)傳感器控制策略的研究，降低EPS系統(tǒng)開(kāi)發(fā)成本。

（2）為實(shí)現(xiàn)整車(chē)綜合控制性能的提高，與其他系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)或集成控制研究，減少系統(tǒng)間控制目標(biāo)的沖突，進(jìn)一步提高車(chē)輛的舒適性與安全性。國(guó)外零部件廠商從1990年代開(kāi)始電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向技術(shù)的研究，目前已掌握較為成熟的技術(shù)，并大范圍裝車(chē)使用，但中國(guó)在電機(jī)控制算法及控制策略上均存在較大的差距。

（二）研究發(fā)展趨勢(shì)

由于EPS系統(tǒng)能很好地解決轉(zhuǎn)向系統(tǒng)“輕”與“靈”的矛盾的特點(diǎn)，學(xué)者們?nèi)詫⒗^續(xù)深入研究，未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)為：

（1）隨著節(jié)能減排觀念的提升，基于電機(jī)效率優(yōu)化的助力電機(jī)控制策略將成為熱點(diǎn)。

（2）隨著電機(jī)與電子技術(shù)的發(fā)展，高性能永磁同步電機(jī)將被廣泛應(yīng)用，并取代直流電流而成為主流。

（3）底盤(pán)電控化、集成化的發(fā)展趨勢(shì)，使得電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向技術(shù)與其他系統(tǒng)的集成控制將成為未來(lái)控制策略發(fā)展的必然趨勢(shì)。

四、電池管理系統(tǒng)

電池管理系統(tǒng)是解決電池一致性的關(guān)鍵，連接車(chē)載動(dòng)力電池和電動(dòng)汽車(chē)的重要紐帶，與汽車(chē)動(dòng)力電池組共同構(gòu)成電池系統(tǒng)為汽車(chē)提供動(dòng)力。雖然電池管理系統(tǒng)在動(dòng)力電池包中成本較高，但相對(duì)于傳統(tǒng)多電芯電源管理產(chǎn)品、內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)電力系統(tǒng)、二次電池等，新能源汽車(chē)的電池管理系統(tǒng)在德賽電池、比亞迪、成飛集團(tuán)、中國(guó)寶安等廠商處于領(lǐng)先地位和良好的行業(yè)口碑。

在電池管理系統(tǒng)下的車(chē)用蓄電池作為唯一的動(dòng)力尤為重要，然而鋰離子電池的安全性和長(zhǎng)壽命仍是鋰電池使用管理中急需解決的問(wèn)題。因此，電池技術(shù)研發(fā)目前仍是新能源汽車(chē)電控技術(shù)的瓶頸。

五、能源回饋系統(tǒng)

能源回饋系統(tǒng)的研究是新能源汽車(chē)開(kāi)發(fā)的能源再利用的必要環(huán)節(jié)。相對(duì)于傳統(tǒng)汽車(chē)的制動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為熱量散發(fā)到周?chē)h(huán)境中去，能源回饋系統(tǒng)可在汽車(chē)制動(dòng)過(guò)程中，將牽引電機(jī)轉(zhuǎn)換為發(fā)動(dòng)機(jī)，依靠車(chē)輪拖動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生電能和車(chē)輪制動(dòng)力矩，從而將制動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存起來(lái)，達(dá)到提高汽車(chē)?yán)m(xù)航里程的目的。能量回饋系統(tǒng)在新能源汽車(chē)的發(fā)展中發(fā)揮著不可或缺的作用，未來(lái)的應(yīng)用領(lǐng)域也是非常可觀的。

六、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) EPS

動(dòng)力助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)經(jīng)過(guò)了常規(guī)液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電子控制液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)三個(gè)發(fā)展階段，并有繼續(xù)向電子化和智能化發(fā)展的趨勢(shì)。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理是在機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)基礎(chǔ)上加入電機(jī)作為動(dòng)力源，以電動(dòng)助力代替液壓助力；具有節(jié)能環(huán)保、高性能化、可控性高、重量輕、工作可靠性好、制造成本低等特點(diǎn)。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)最先于 1988 年日本鈴木公司投入應(yīng)用，此后此技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，美國(guó)和德國(guó)相繼研制出各自的 EPS 系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展，EPS 的各項(xiàng)技術(shù)都日趨成熟，在控制方式和助力方式方面得到優(yōu)化，其應(yīng)用范圍和影響力不斷擴(kuò)大。我國(guó)在動(dòng)力助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)比較關(guān)注，但國(guó)內(nèi)部分大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)、汽車(chē)系統(tǒng)公司在這方面的研究限于理論分析和仿真模擬。

七、結(jié)語(yǔ)

開(kāi)發(fā)研究新能源汽車(chē)是緩解汽車(chē)污染的有效途徑，是世界技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。近幾年，世界各國(guó)在新能源汽車(chē)電控技術(shù)方面取得了不少成果，我國(guó)更需要在創(chuàng)新方面砥礪前行，爭(zhēng)取取得在新能源技術(shù)方面的突飛猛進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

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