新能源汽車智能網聯技術的發展趨勢與挑戰

摘 要：伴隨時代的不斷發展與進步，新能源汽車發展的也越來越快，同時智能網聯技術在新能源汽車中也是呈現一個重要的未來發展趨勢，它融合了智能駕駛、車聯網以及新能源等一些重要的技術，對新能源汽車不斷地創新，讓產業更具發展力。通過智能駕駛，車聯網的融合，也促進了智能網聯，新能源汽車的快速發展和以前傳統的汽車相比，智能網聯新能源汽車智能化更強，并且還零排放，有著很多的優點，也是未來汽車發展的一個重要方向。

關鍵詞：新能源汽車 智能網聯技術 發展趨勢 策略

現在新能源汽車產業的快速發展規模越來越大，并且智能化，數據化和環保化更加明顯。現在新能源汽車市場現狀非常好，并且面臨的發展機遇很大，同時也帶來了很大的挑戰，市場的競爭也越來越激烈，所以就需要不斷地創新，服務不斷升級。新能源汽車的應用可以緩解能源緊張的情況，對人類的生產和生活都起著非常重要的作用。當前我國智能技術發展得越來越快，新能源汽車和智能化技術相互融合也更加成熟，更高效促進新能源汽車的發展。

1 智能網聯技術的創新

伴隨時代的不斷發展與進步，新能源汽車發展得也越來越快，智能網聯技術被廣泛地應用在汽車中。隨著新能源汽車市場整體規模的不斷增長，圍繞汽車使用過程中的各種各樣的服務也不斷增加。新能源汽車是非常重要的發展方向，對于我國來說，現在新能源汽車產量不斷上升，在未來也有更加廣闊的發展空間，通過不斷地創新和提高服務水平，從而更好地滿足市場對于新能源汽車的多元化需求。智能駕駛技術又是智能網聯技術的核心，推動了智能駕駛系統的完善，從以前的輔助駕駛變成自動駕駛，可以對路況障礙物進行全面的感知，也可以根據實時的信息自動生成行駛路線，能夠更加準確地控制車輛的運動。同時，智能網聯技術也能將汽車和外部的信息通信連接在一起，讓車與車，車與路之間得到互聯互通，支持最新的通訊方式，并且現在新能源動力技術也在不斷地創新，一些新型的動力電池技術的應用也給新能源汽車帶來了很多的動力來源，不但減輕了對環境的污染，同時也能夠提高車輛的續航里程，現在還有無線充電技術也提高了充電的便捷性，讓新能源汽車的整體水平得到進一步提高。

2 新能源汽車概述

新能源汽車較傳統汽車更加環保，新能源汽車依靠的是電力電池提供的動力來讓電動機進行轉動為汽車提供動力。動力電池作為整個車的能量來源，要不斷關注電池的狀態，提高電池的利用效率。在新能源汽車的控制中，電機是非常重要的一個部件，也是能量回收的一個核心部件，整車控制器所收到的信號以及控制電池的運行都可以為整個車提供動能，也能讓駕駛者更好地進行車輛的運行。整車控制器在開發與設計時，對電源電路進行設計的同時，重點要對芯片方面進行設計。在設計的過程中要有考慮過流保護的作用，這樣可以讓整個系統更加的安全。我們所說的新能源汽車就是應用環保的新型能源來代替傳統汽車的燃料能源來作為汽車的動力源，在動力操控、乘坐感受、汽車傳動等方面與燃油汽車是截然不同的，很顯然新能源汽車所使用的技術要遠遠領先于傳統汽車。由于我國當前能源匱乏，而新能源汽車將會對我國的生態環境、經濟的發展都起到重要的影響。第一，新能源汽車不會對空氣中排放有害氣體污染環境，能夠將污染程度控制在零排放，即使將所使用的電量與電廠生產電量所產生的污染相對應也會遠遠低于傳統汽車的油耗排放，也就是說，發電廠能源轉化率是非常高的，并且還能夠對排放的污染物進行一個凈化的處理。第二，在新能源汽車的使用過程中，所產生的成本也是非常低的，并且幾乎沒有產生聲音。一般情況下來講，新能源汽車應用的電機與汽車的發動機對比，無論在什么時間電機產生的聲音與振動都遠遠低于汽車發動機所產生的聲音。因此在乘坐感受上來講，新能源汽車對于燃油汽車來說是比較舒適的，新能源汽車噪音的主要生成源是在行駛過程中，由輪胎與路面摩擦產生的胎噪以及車輛行駛時風阻引起的風噪。隨著新能源汽車技術的不斷進步，整車控制系統的地位愈發凸顯。新能源車輛以電力為主要驅動力，依賴高性能電池供應能量。隨后，這些能量經由車載控制系統轉換為機械能，保障新能源車輛平穩、安全地運行。并且，整車控制系統憑借其智能化特性，能夠依據用戶的意愿和操作生成對應指令，車輛隨即對這些指令作出響應，滿足各種駕駛需求。整車控制系統是新能源汽車非常核心的一部分，能夠讓汽車各個系統之間進行配合，也可以接收到其他控制器的信號。新能源汽車有三個系統，有電力驅動系統，能源系統以及輔助系統，根據駕駛者發出的不同信號控制器也會發出相應的信號，從而讓汽車平穩安全地運行。

3 國內新能源汽車應用創新技術的數據分析

我國新能源汽車發展越來越快，主要朝著三個方向發展。第一種是以政策為驅動的新能源汽車產業發展，對于我國的新能源汽車產業來說，在發展的過程中也會受到國家的一些相關政策指導。2001年國家就已經制定了電動汽車發展戰略，汽車也開始慢慢地向著混合電動，電動和燃料電池汽車發展，在2010年又提出了新型能源汽車的發展戰略。隨著新能源汽車產業規模不斷增加，銷售數量也不斷增長。現在新能源汽車的種類越來越豐富，從現在市場上新能源汽車產業發展的狀況來看，最受歡迎的是混合式動力汽車，并且需求量很大。新能源汽車開發以來，對于政府來說就積極地鼓勵企業和高校以及科研機構達成戰略合作，進行聯盟能夠更好地推動我國的新能源汽車發展，實現資源的優化配置。

4 新能源汽車的種類

4.1 混合動力電動汽車

顧名思義，混合動力汽車就是將兩種發動機作為動力源對汽車進行裝備，這兩種動力源分別是燃油發動機與電動機。電機作為動力源通常是汽車的起步與汽車停止狀態，發揮電機起步快、無頓挫、低噪聲、無污染的先天優勢。在路況良好、車輛高速行駛的條件下，燃油發動機會被投入使用。這時，發動機能夠有效地為汽車提供所需的動力，既滿足節能減耗的要求，又保證高性能輸出，使發動機維持在最佳轉速狀態，并兼顧為電池充電的功能。當駕駛員遇到需要急加速與高承重的情況下，電機與發動機將會同時啟動，為汽車提供最大的動力，來滿足駕駛者所需的動力與加速。在當前市場的新能源汽車的銷售情況來看，混合動力汽車依然是新能源汽車的銷售大頭，占全部新能源汽車銷售額的80%以上。而混合動力車型是燃油汽車完全過渡到新能源汽車的必經之路，可以將混合動力汽車稱為一種過渡性的汽車，蓄電池的使用壽命、電量衰減與行駛里程便成了阻礙新能源汽車發展的最大問題。

4.2 新能源電動汽車

新能源汽車也就是在混合動力汽車的基礎上，使用電機代替燃油汽車發動機，整個車都是使用電機作為動力源的汽車，想要得到電能就需要蓄電池來提供，這是一種新型的電動汽車，在各個方面都有著很大的優點，不管是噪聲，油耗和排放上面都有著很大的變化，特別是在排放上面，能夠更好地保護環境，減少一些大氣污染，這種新能源汽車也是未來的汽車廠商不斷研究和發展的重點。雖然說有著很多的優點，同時也會存在各種各樣的問題需要解決，不過當前最重要的問題就在于，蓄電池能夠供應汽車的行駛里程并不遠、充電的時間過長、電池的使用壽命短、冬季衰減嚴重這都成為新能源汽車發展過程中必須克服的困難。當前我國已經有較多的新能源汽車推向市場，但是相對于燃油汽車來講電動車的車價是比較高的，普通的工薪階級并沒有消費能力購買電動汽車。因此，要將新能源汽車變成大多數人都可以消費的消費品，還是需要繼續發展提高。

4.3 燃料電池電動車

燃料電池電動車就是使用催化劑促進與空氣中的氧氣發生反應從而得到電力，將得到的電力進行儲存并且作為汽車的動力源。而燃料電池電動車成為燃油汽車的最優代替汽車的原因是燃料電動車擁有著動力充沛、噪聲小、沒有污染排放等優勢。不過燃料電池電動汽車與混合動力汽車都存在著技術上的發展瓶頸，燃料電池電動車在生產成本上是非常高的、在汽車啟動時動能傳輸不及時、化學反應所需要的元素不能直接獲取，動能存儲技術不成熟。最大的難點就是動能存儲的安全性，如果氫氣的存儲不能達到安全指標，那么對于氫燃料電池電動車來說，它就是在路上行駛的危險物。由于各種各樣的因素對燃料電池電動車發展的制約，所以燃料電池電動車的發展是非常慢的。

5 新能源汽車智能網聯技術發展方向與策略方法

從大體上來觀察，新能源汽車可以分為三個級別的模塊框架：根據第一級模塊所具有的功能可以將第一級模塊定義為執行系統，主要包括的硬件有發電機、發動機、變速器、能源存儲設備與充電設備。根據第二級所具有的功能可以將第二模塊稱作控制和第二執行系統，包括的硬件設備有集電器、充電樁等。控制中包括電池的管理系統、發電機控制器、整車控制器。第三級模塊中包括動力電池的類型、電機的冷卻形式、應用軟件等。在其中最重要的是：整車控制器、電機控制器、電池管理系統，這三個模塊會直接影響新能源汽車的各種性能。

5.1 整車控制器技術

整車控制器（VCU）是所有新能源汽車都要安裝的模塊，可以說是所有電動汽車的標配，也是新能源汽車的“心臟”。整車控制器模塊的作用就是每時每刻都在檢測新能源汽車的運行狀態，比如行駛速度、車輛溫度、胎壓等，應用各種傳感器（油門剎車等）收集信息并且判斷駕駛員想要達到的速度與意圖等。將所有的信息收集完成后整車控制器將會對這些信息進行處理后，向所設計的控制系統發送指令，從而完成操作。整車控制器模塊可以判斷汽車是否出現問題，并將所出現的問題進行儲存。整車控制器模塊由不同的硬件電路與驅動程序、應用層軟件與外殼構成，在這里面硬件電路、應用程軟件與底層驅動程序是非常重要的技術。整車控制器硬件電路是在標準化核心模塊電路的技術上進行構建的，其中有電源模塊、處理芯片、CAN接口等。標準化核心的電路的兼容性、可移植性與擴展性是非常高的，可以與各種電路相適配，由于當前對汽車的性能的需求越來越高，汽車的芯片也需要越來越高的等級，因此慢慢地有16位轉變升級成為32位的芯片。在軟件的開發過程中是基于AUTOSAR系統進行開發的，并且引入了V模式，因此實現了在不同的系統中共同研發軟件，能夠提高整個研發團隊的研發效率，減少了軟件開發所需要的時間，并且能夠提高軟件的質量，應用層上可以實現各種模式的切換，動力分配等能夠直接提高整個新能源汽車的動力與穩定。

5.2 電機控制器技術

電機控制器模塊在電動車中是非常重要的一個模塊，電機控制器模塊在接收到整車控制器模塊的指令后，會對電機進行與指令相符合的控制。新能源電動車的電機如果想要正常運行就需要使用交流電，但是汽車的蓄電池在通常情況下只能提供直流電，電機控制器模塊就可以將電池中的直流電轉變成為電機所需要的交流電。電動機如果出現了各種故障就需要電機控制器模塊進行診斷，得出數據并且保護電機，并且存儲所出現的故障記錄。同整車控制器技術一樣，電機控制器模塊的驅動也是在軟件復用原則上進行開發的。應用層軟件劃分成需求轉矩計算、故障診斷、矢量計算與狀態控制四個模塊。

5.3 電池管理系統

新能源電動汽車與燃油汽車不同，新能源電動汽車是由汽車所攜帶的蓄電池對整個車所需電能的部位供電，因此電池成為新能源電動汽車唯一的能量源。也就是說要對電池進行最優化的管理才能夠使新能源電動車的行駛里程續航增多。要對為新能源電動車供電的電池包進行模塊化的設計，在設計階段就要對熱管理性能進行模擬實驗，得出最真實有效的設計；為了提高電池的穩定性與安全性要將電池和保護器相連接，并且要使用安全系數更高的線束對他們進行連接；電池管理系統通過各種精密一起與安全系數很高的線束與整個新能源電動車進行數據的傳輸，從而實現對電池的管理。一個能夠達到安全標準并且可以使用的電池包應該具有箱體結構、電芯、熱管理系統、電器系統、模塊。電池包的控制核心就是電池管理系統，能夠隨時偵測車輛運行時電池的狀態，進行有效的調控從而提高能源效率，對電池進行保護等操作，從而延長電池的使用壽命，減少電池衰減，讓電池得到有效的應用。新能源汽車是需要進行充電的，在進行充電狀態的時候，整個車的高壓負極和正極進行連接，然后對動力電池進行充電，在充電的狀態下測量的控制器會接受到現在正在充電的信息，所以對汽車進行開關控制時都不能行駛，讓車輛處于一個靜止和鎖定的狀態，并且根據整車控制器的作用，充電功率將會受到限制，讓電池得到更好的保護，在充電的過程中，如果充電完成，那么電池管理系統就會檢測到信號，從而停止對汽車充電的工作，切斷整個車的充電電路，讓汽車更加安全。人們已經意識到能源對于我們人類來說是多么重要，由于當前能源有限并且環境污染越來越嚴重，為了減輕能源消耗、保護環境實現可持續化發展，政府也更加重視混動與電動汽車的發展，并且對充電樁的建設更為積極，從而減少人們購買電動車充電困難的問題。

6 結語

隨著時代的發展，為了適應新的環境，新能源汽車的發展成為今后的主力已經成為肉眼可見的事實，不管是在任何層面上來講，新能源電動車擁有著超過性能車的優勢，尤其是在技術層面與政策層面，都是對新能源汽車有利的，都在推動著新能源電動車的發展。在將來混動車型將會成為主要銷售車型，慢慢向新能源汽車發展，新能源汽車也會做得越來越好。新能源汽車進行整車控制策略開發的時候要根據實際情況，結合用戶的意愿，兼顧所有的內容，才能讓整車控制技術得更加的安全與經濟，新能源汽車控制系統有一套比較完整的電子控制系統，在進行整車控制的時候對設計問題要多加注意，這樣才有一定的價值意義。

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