新能源汽車電子控制技術探討

李淵

摘要：近幾十年，雖然汽車行業蓬勃發展，但隨之帶來的是資源能源消耗加大，環境壓力日益加大，使得汽車領域的創新變革迫在眉睫。因此，隨著計算機技術、信息技術和電子技術的應用，新能源汽車電子控制技術得到了快速發展。本文從電控發動機技術、電控轉向技術、電池管理系統、能源回饋系統、電動助力轉向系統等環節來探討電子控制技術的發展。

關鍵詞：新能源汽車；電子控制技術；發展

一、新能源汽車

新能源汽車是指采用非常規的車用燃料作為動力來源（或使用常規的車用燃料、采用新型車載動力裝置），綜合車輛的動力控制和驅動方面的先進技術，形成的技術原理先進、具有新技術、新結構的汽車。新能源汽車與社會發展息息相關，通過開發這種類型的汽車，能夠更好的完成交通建設和出行的便利。新能源汽車在實際的應用中，具有環保性能好、使用壽命長、安全性高等特點，受到了駕駛者的廣泛歡迎。

二、新能源汽車電控發動機技術

（一）新能源汽車的研究與應用，成為了當前社會上的主要工作。從客觀的角度來分析，新能源汽車在試點投入后，便受到了管飯的歡迎，并且在很大程度上，節省了對資源能源的消耗。電子控制技術，要想在新能源汽車中發揮出更加顯著的作用，需要選擇性價比較高的發動機。結合以往的工作經驗，發動機的選擇應注意以下方面：

（1）高性能、低自重、小尺寸。現階段的任何一項設備，都在朝著“高精尖”的領域發展。發動機作為新能源汽車的重要組成部分，應在性能上達到較高的標準，自重應逐步減小，并且減小自身的尺寸，保證其他設備擁有足夠的空間。

（2）在較快的轉速范圍內有較高的使用效率。

（3）電磁輻射盡量小。新能源汽車不僅僅是強調動力的污染，還不能造成太多的電磁輻射，否則將再次造成環境污染。

（4）成本低。以目前的情況來看，上述的幾項標準，發動機還是能夠達到的。現今，關于電子控制技術的研究不斷深入，因此在滿足發動機選型原則的基礎上，還要考慮其他控制系統的特點，爭取實現雙向控制，回收制動再生能量。

（二）電控發動機技術未來發展方向。

新能源汽車及電子控制技術，在未來的研究和應用中，應在以下幾個方面努力：

（1）新能源汽車的類型和電機驅動控制技術應相互匹配，完成多元化的發展。

（2）在客觀上增加穩定性。

（3）完成技術體系的健全，促使混合動力進一步減少，增強新能源的動力指標。

三、新能源汽車電控轉向技術

（一）電動助力轉向系統的研究熱點主要集中在以下方面

（1）針對電機轉矩、位置易估計的特點，進行無傳感器控制策略的研究，降低EPS系統開發成本。

（2）為實現整車綜合控制性能的提高，與其他系統進行協調或集成控制研究，減少系統間控制目標的沖突，進一步提高車輛的舒適性與安全性。國外零部件廠商從1990年代開始電動助力轉向技術的研究，目前已掌握較為成熟的技術，并大范圍裝車使用，但中國在電機控制算法及控制策略上均存在較大的差距。

（二）研究發展趨勢

由于EPS系統能很好地解決轉向系統“輕”與“靈”的矛盾的特點，學者們仍將繼續深入研究，未來的發展趨勢為：

（1）隨著節能減排觀念的提升，基于電機效率優化的助力電機控制策略將成為熱點。

（2）隨著電機與電子技術的發展，高性能永磁同步電機將被廣泛應用，并取代直流電流而成為主流。

（3）底盤電控化、集成化的發展趨勢，使得電動助力轉向技術與其他系統的集成控制將成為未來控制策略發展的必然趨勢。

四、電池管理系統

電池管理系統是解決電池一致性的關鍵，連接車載動力電池和電動汽車的重要紐帶，與汽車動力電池組共同構成電池系統為汽車提供動力。雖然電池管理系統在動力電池包中成本較高，但相對于傳統多電芯電源管理產品、內燃機汽車電力系統、二次電池等，新能源汽車的電池管理系統在德賽電池、比亞迪、成飛集團、中國寶安等廠商處于領先地位和良好的行業口碑。

在電池管理系統下的車用蓄電池作為唯一的動力尤為重要，然而鋰離子電池的安全性和長壽命仍是鋰電池使用管理中急需解決的問題。因此，電池技術研發目前仍是新能源汽車電控技術的瓶頸。

五、能源回饋系統

能源回饋系統的研究是新能源汽車開發的能源再利用的必要環節。相對于傳統汽車的制動能量轉化為熱量散發到周圍環境中去，能源回饋系統可在汽車制動過程中，將牽引電機轉換為發動機，依靠車輪拖動電機產生電能和車輪制動力矩，從而將制動能量轉化為電能儲存起來，達到提高汽車續航里程的目的。能量回饋系統在新能源汽車的發展中發揮著不可或缺的作用，未來的應用領域也是非常可觀的。

六、電動助力轉向系統 EPS

動力助力轉向系統經過了常規液壓動力轉向系統、電子控制液壓動力轉向系統、電動助力轉向系統三個發展階段，并有繼續向電子化和智能化發展的趨勢。電動助力轉向系統的工作原理是在機械轉向系統基礎上加入電機作為動力源，以電動助力代替液壓助力；具有節能環保、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。電動助力轉向系統最先于 1988 年日本鈴木公司投入應用，此后此技術得到了迅速的發展，美國和德國相繼研制出各自的 EPS 系統。經過數十年的發展，EPS 的各項技術都日趨成熟，在控制方式和助力方式方面得到優化，其應用范圍和影響力不斷擴大。我國在動力助力轉向系統的研究與開發比較關注，但國內部分大學、研究機構、汽車系統公司在這方面的研究限于理論分析和仿真模擬。

七、結語

開發研究新能源汽車是緩解汽車污染的有效途徑，是世界技術發展的必然趨勢。近幾年，世界各國在新能源汽車電控技術方面取得了不少成果，我國更需要在創新方面砥礪前行，爭取取得在新能源技術方面的突飛猛進。

參考文獻：

[1]新能源汽車電控系統二次開發平臺研究.鐘家明.2015.06

[2]關于對新能源汽車及電機驅動的控制技術的探析.吳靜波.2015.09