新能源汽车电子控制的关键性技术研究

翁涛

摘要：本文主要对新能源汽车电子控制的关键性技术开展了研究。新能源汽车电子控制的关键性技术随着科学技术的快速发展快速兴起并迅速被应用在新能源汽车行业中。对于汽车行业，新能源汽车的的出现降低了尾气对环境的影响，推动了汽车智能化水平的发展，汽车的能源结构随着这种技术的应用得到了很大的改变。

关键词：新能源汽车；电子控制；关键性技术

1新能源汽车简单概述

新能源汽车就是采用清洁能源作为汽车行驶的动力源的车辆，依靠先进的电力电子控制技术控制驱动系统工作，并且新能源汽车还能应用一些较为先进的机械结构，比如轮边电机驱动，轮毂电机驱动，这些创新造就出了新能源汽车的形式多样。新能源汽车的应用同时带来了很多的优点，主要是减少了尾气给环境带来的污染，同时在动力性与行驶舒适性与普通汽车相比有着很大的优势。根据波士顿咨询集团预测，到2030年，电动汽车市场份额将达到50%。

面对气候变化、石油短缺、以及环境污染，电动交通可推动清洁、安静高效的汽车应用。只要汽车所用能源是来自可再生的清洁能源，电动交通工具就能实现真正意义的零排放。我国在新能源的研究和创新方面也加大了力度，在新能源技术的研究方面取得了较为突破性的进展。

2新能源汽车电子控制技术的重要意义

2.1新能源汽车

新能源汽车和常规能源汽车的最大的典型差别便是新能源汽车应用了新能源作为动力的来源，例如电能、氢能、甲醇等。新型的新能源汽车在发展过程中主要以纯电动车型为主，混合动力、燃料电池等其他种类为辅。都是使用大功率电动机作为推进动力源，为了给电机供电，需要在车内安装锂电池组。得益于电子技术的飞速发展，新能源汽车电子控制系统应用呈几何数量级增长。20年前常规汽车电子控制芯片数量不超过10个，而现在电动汽车的控制芯片数量超过100个，而智能驾驶车辆上的电子控制芯片超过300个。而通过这些电子控制技术的应用，我们的车辆越来越舒适、安全、经济。

2.2新能源电子控制技术

在新能源汽车行业中应用新能源电子控制技术正是得益于近年来得到快速发展的计算机技术和被广泛应用于智能制造领域的物联网技术的支持，并且汽车的电子控制技术主要由计算机技术和传感技术作为基础。电子控制技术在新能源汽车中具有着十分巨大的作用，其主要功能是实现机械结构的电气控制，其次电子控制技术应用在新能源汽车中另一个较为明显的优势便是可以大大提高智能化的程度，以此来提升新能源汽车在运行过程中的可靠性和稳定性。自动驾驶等这些较为新兴的功能都是应用了新能源电子控制技术。总而言之电子控制技术在新能源汽车中很多结构中都发挥着其巨大的作用。

2.3新能源汽车电子控制关键技术

新能源汽车已经经历了较长时间的发展，目前新能源汽车的演变已经初具规模，电子控制技术主要应用于数据的采集和后期的处理。电子控制技术和传统的机械控制技术存在着很大的差异，主要表现在应用了电子控制技术的新能源汽车在道路上可以结合道路的实际环境和实际行驶状况来对新能源汽车状态实时的判断，通过对采集的实时数据进行分析，根据预先设定不同故障等级阈值，判断车辆系统即将发生的故障，并及时向驾驶员报警，进一步保证乘车人的人身安全。

整车控制器、电机控制器和电池管理系统在新能源汽车中起着核心的作用，是电子控制技术在新能源车辆上应用主要体现。

整车控制器主要功能是采集车辆信息、驾驶员意图、控制车辆运行，故障诊断等，主要应用了微处理器嵌入式开发功能，以及逻辑计算功能。现在国内已基本满足电动汽车功能需求，但在上层软件诊断，整车功能安全等方面还有待发展。未来将以标准化、可靠性作为主要发展目标。基于AUTOSAR架构开发已经成为趋势。新能源整车控制器技术电子架构如图三所示：

电机控制器，即逆变器，控制驱动电机电动运转以及辅助制动发电运转，主要是采用了电力电子控制技术，通过DSP芯片控制器产生PWM控制信号，控制IGBT模块工作，产生交流电，从而驱动电机工作。未来越来越多的电机控制器将会与电机集成为一体，为了减少线路上的能量损耗，降低电磁干扰，提高功率密度。新能源电机控制器技术电子架构如图四所示：

电池管理系统主要是监控锂电池组的电芯状态，包括温度、电压、电流等等，并估算电池荷电状态（SOC）。优秀的管理系统能确保每个电芯得到充分利用，延长电池使用寿命，增加续驶里程，其核心技术是单片机以及各种传感器数据采集处理，并通过算法估算电池电量及健康程度，并进行主动均衡充电。电池管理系统关键问题是提高检测精度，降低失效风险，提高算法可靠性，保证每颗电芯的健康利用。新能源电池管理系统电子架构如图五所示：

3新能源汽车电子控制技术未来的发展期望

众所周知，近年来新能源汽車的发展较为迅速，因此可以说新能源汽车电子控制技术具有无限大的发展空间，对其未来的发展期望也具有良好的预测。尽管有好大优势，但是还面临许多挑战，例如电动汽车行驶噪音很低，尤其是低速时候，然而这对行人和自行车是很危险的，因此欧盟要求自2019年新开发车型需要装“车辆声音警示系统（AVAS）”，用于在低速时模拟出车辆行驶的声音。

总而言之，新能源汽车由于其优点在应用之后不断凸显出来，人们也发现了其具有良好的发展空间，相关的技术人员不断加大力度对其的研究和创新，未来新能源汽车一定会占据市场的很大一部分。整车控制器、电机控制器和电池管理系统是目前新能源汽车中三个核心系统，在这个核心系统发展离不开电子控制关键技术的应用。为了使其发挥出来更大的作用，就需要相关技术人员不断改进和创新电子控制技术并将其实际应用在新能源汽车的运行当中。例如下一代电机控制器将会用碳化硅型IGBT，碳化硅功率开关具有更高的效率及更佳的性能。

未来汽车的重点在于电气化，各种电子控制系统将会深入整合，信息量巨大，处理能力提高，从车辆安全辅助驾驶系统到车载网络定位通讯系统，再到车辆本身执行机构的控制系统，形成巨大的车联网。这些都离不开电子技术的发展。

参考文献

[1]陈国庆.新能源汽车电子控制的关键性技术研究[J].电子世界，2017，（24）：192，194.

[2]王志辛.新能源汽车电子控制的关键性技术研究[J].价值工程，2019，38（1）：108-110.

（作者单位：南京恒天领锐汽车有限公司）