電子設(shè)計(jì)在汽車新能源中運(yùn)用

摘 要：隨著人們生活水平的不斷提高，汽車已經(jīng)人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡慕煌üぞ摺Ｆ噷?duì)石油造成了不可估量的消耗，從而引起相關(guān)部門和企業(yè)的重視。新能源和節(jié)能技術(shù)等在汽車工程中的應(yīng)用，有助于推進(jìn)我國(guó)汽車行業(yè)的健康綠色的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電子設(shè)計(jì)；汽車；新能源

隨著汽車產(chǎn)銷量的不斷攀升，廢氣排除帶來(lái)的環(huán)境和能源問(wèn)題日益突出，同時(shí)使得石油危機(jī)越來(lái)越嚴(yán)重。汽車對(duì)石油造成了不可估量的消耗，從而引起相關(guān)部門和企業(yè)的重視。以節(jié)能和環(huán)保為主題的新能源汽車被確定為我國(guó)最具發(fā)展?jié)摿Φ闹匾I(lǐng)域。新能源汽車的設(shè)計(jì)涉及到電氣和電子工程、機(jī)械工程、汽車工程以及化學(xué)工程等多種學(xué)科技術(shù)。實(shí)現(xiàn)節(jié)能不僅有明顯的經(jīng)濟(jì)效益，更重要是適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求。

一、電子設(shè)計(jì)技術(shù)

隨著社會(huì)的發(fā)展和科技水平的提高，電子控制裝置被應(yīng)用于汽車的設(shè)計(jì)和研發(fā)中，其多點(diǎn)式的電子控制燃油噴射技術(shù)能夠保證噴油速度的合理性，最大程度的降低了能源和廢氣的排放量，使得運(yùn)行過(guò)程中的油耗計(jì)量更加精確，很大程度上適應(yīng)了新世紀(jì)的節(jié)能減排要求。汽車的節(jié)能性體現(xiàn)在其最大程度減少環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益的最大化。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化、信息化和智能化等技術(shù)使我國(guó)的汽車更加具有市場(chǎng)優(yōu)越性和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

二、新能源節(jié)能動(dòng)力汽車

新能源然氣動(dòng)力汽車能夠最大程度減少汽車尾氣排放對(duì)大氣和環(huán)境造成的污染，而且能夠減少發(fā)動(dòng)機(jī)使用過(guò)程中的故障，為人們綠色出行提供了保障。

太陽(yáng)能動(dòng)力汽車，太陽(yáng)能是利用太陽(yáng)能電池儲(chǔ)存電能，并用電能驅(qū)動(dòng)的汽車。因此不僅能夠避免汽車尾氣對(duì)環(huán)境和大氣的污染，而且以太陽(yáng)能電池為介質(zhì)，有效降低了生產(chǎn)成本。

三、電子設(shè)計(jì)在汽車新能源中的運(yùn)用

（一）電子控制系統(tǒng)

車輛安全可靠性的標(biāo)準(zhǔn)是電子控制單元ECU的好壞，ECU 系統(tǒng)中每個(gè)子系統(tǒng)的部件都可以通過(guò)高轉(zhuǎn)矩響應(yīng)控制來(lái)達(dá)到改善電機(jī)運(yùn)行和降低能耗的目的。同時(shí)180度變頻控制在新能源汽車的電機(jī)控制領(lǐng)域具有特殊的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。電子控制技術(shù)的運(yùn)用實(shí)現(xiàn)了對(duì)石油消耗的精確控制。電子電工控制技術(shù)不僅能夠降低能源和廢氣的排放量，最大程度降低汽車運(yùn)行過(guò)程中的油耗；電子點(diǎn)火節(jié)能系統(tǒng)，汽油機(jī)是依靠點(diǎn)火系統(tǒng)內(nèi)的機(jī)械式白金斷電器來(lái)完成的。采用電子控制的無(wú)觸點(diǎn)點(diǎn)火系統(tǒng)提高了點(diǎn)火能量，有效降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗。將新型斷電器應(yīng)用于汽車的生產(chǎn)中，不僅有利于減少尾氣排放對(duì)大氣的污染。而且也能夠避免了發(fā)動(dòng)機(jī)使用過(guò)程中的安全隱患。

（二）電子診斷系統(tǒng)

電池模塊直接影響新能源汽車的續(xù)駛里程和性能。能量管理系統(tǒng)作為新能源汽車的智能核心，一是要設(shè)計(jì)電池組的專家診斷系統(tǒng)；二是建立荷電狀態(tài)（SOC）和健康狀況（SOH）的估計(jì)系統(tǒng)。動(dòng)力總成控制系統(tǒng)發(fā)展方向；三是DEM和DCM系統(tǒng)的應(yīng)用。隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展，電子控制系統(tǒng)的故障取代了傳統(tǒng)的診斷方法和。汽車半導(dǎo) 體和軟件系統(tǒng)的整體框架和相關(guān)模塊的設(shè)計(jì)能夠及時(shí)準(zhǔn)確地判斷出故障。DEM和DCM可以將外部診斷工具所需要的信息從DEM中獲取并傳遞過(guò)去。如果出現(xiàn)故障，DEM會(huì)將診斷結(jié)果存儲(chǔ)下來(lái)，然后精確地指出存儲(chǔ)故障碼的瞬間汽車的一些運(yùn)行狀態(tài)，從而保證診斷的數(shù)據(jù)流管理處于安全狀態(tài)。DCM能確認(rèn)診斷會(huì)話的合理性。整個(gè)系統(tǒng)通過(guò) Ecu的數(shù)據(jù)采集接口不斷地采集相關(guān)數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)氧傳感器的各項(xiàng)性能指標(biāo)。

四、電動(dòng)機(jī)仿真技術(shù)

（一）電磁仿真技術(shù)

在新能源汽車牽引電動(dòng)機(jī)的研發(fā)中，電子設(shè)計(jì)軟件要將這些輸出的模型和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)輸入到電磁仿真體統(tǒng)中，在電動(dòng)模式驅(qū)動(dòng)車輛時(shí)引入車輛的質(zhì)量計(jì)算制動(dòng)時(shí)間。基于這些設(shè)計(jì)來(lái)有效減少優(yōu)化熱損耗問(wèn)題。

（二）電子器件仿真分析

根據(jù)電力電子器件可以調(diào)節(jié)電氣傳動(dòng)系統(tǒng)。電力電子器件的反饋信號(hào)嚴(yán)格控制著蓄電池提供給牽引電動(dòng)機(jī)的電能。由于電子器件在運(yùn)行中大量的熱，因此為避免電子元器件及其周邊部件的熱損壞，就需要根據(jù)電力電子系統(tǒng)具體情況進(jìn)行散熱路徑設(shè)計(jì)。在對(duì)新能源汽車電力電子器件進(jìn)行熱分析的時(shí)，利用控制算法邏輯關(guān)系確定出車輛在加速、巡航和制動(dòng)等過(guò)程中任意給定時(shí)刻、整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)電流的變化情況。

（三）電磁兼容性仿真技術(shù)

新能源汽車中應(yīng)用了高壓和大電流的大功率電子變換裝置就會(huì)有效卻把信號(hào)傳遞和檢測(cè)的順利進(jìn)行。為避免干擾和消除干擾，需要科學(xué)設(shè)計(jì)汽車電動(dòng)機(jī)及其周圍電磁部件內(nèi)和周邊的電磁場(chǎng)。同時(shí)CAE技術(shù)貫穿了汽車開(kāi)發(fā)的全過(guò)程，其發(fā)揮了無(wú)可替代的優(yōu)勢(shì)和作用，使得 CAE 仿真技術(shù)具有延續(xù)性和獨(dú)特性。

（四）多物理場(chǎng)的系統(tǒng)集成仿真分析

在新能源汽車研發(fā)設(shè)計(jì)中，除了要考慮每個(gè)部件獨(dú)有的特征、屬性、強(qiáng)度和其它復(fù)雜因素外，還要獲得最高的整體效率。仿真方案有效解決了新能源汽車研發(fā)問(wèn)題。

總之，隨著科技的進(jìn)步，電子技術(shù)在汽車設(shè)計(jì)中的應(yīng)用不僅有效提高了我國(guó)汽車生產(chǎn)水平，而且也實(shí)現(xiàn)環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益的最大化。可見(jiàn)，只有將新能源和新技術(shù)應(yīng)用于汽車生產(chǎn)研發(fā)過(guò)程中，才能最大程度降低能耗。

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作者簡(jiǎn)介：方彬（1983.），男，漢族，江蘇徐州人，本科，研究方向：汽車新能源技術(shù)。