浅谈新能源汽车电子控制的关键性技术

王丽娜

摘要：在资源不断枯竭的今天，人们可利用的资源逐渐减少，但对资源的需求量却在逐渐增加。不断增长的汽车消费量催生的是不断增长的能源需求，化石燃料的不可再生性和环境污染性给人们的生活带来很多负面影响。为了摆脱对化石燃料的过度依赖，许多新的能源形式应运而生，新能源汽车也正是在这一背景下脱颖而出的。本文以新能源汽车为主要研究对象，针对其电子控制关键性技术进行简要探讨，浅析在新能源汽车设计和应用过程中，电子控制技术广泛应用和不断优化的方面。

关键词：新能源汽车；电子控制；关键性技术；开发背景；实际应用

一、新能源汽车概述

新能源汽车如雨后春算般出现，顾名思义，新能源汽车新在汽车能源上。其研发的最初目的也是为了应对日益庞大的汽车保有量和不断减少的化石燃料。

1.1新能源汽车研发现状

目前，主流的新能源汽车主要包括四类，混合动力电动汽车、纯电动汽车、燃料电池电动汽车和其他类型新能源汽车。由于国情不同，对于新能源的标准和新能源汽车的标准也不同。我国主要通过改进车型，减少常规燃料使用量和研发非常规燃料车型以达到新能源汽车普及的目标。

常规车用燃料包括汽油、柴油、天然气、液化石油气、乙醇、甲醇等传统燃料或制备成本较低的清洁燃料。非常规车用燃料是除常规车用燃料外的清洁能源，其制备成本高，但清洁效果更好。

1.2新能源汽车研发意义

新能源汽车的研发是大势所趋，化石燃料的减少逼迫人们必须找到替代能源并经历漫长的过渡期替代化石燃料。更重要的是，传统化石燃料的燃烧会对城市空气造成严重的污染，尤其在汽车保有量爆炸式增长的今天，汽车尾气已经成为城市工业生产外又一引起城市热岛效应不可忽视的因素。

同时，新能源汽车的研发可以促进相关产业的发展，带动更多创新产业的崛起，新增更多GDP增长点。对于传统制造业是一次新的机遇，对于汽车工业是一次划时代的革命，在日益强调生态文明和建设美丽中国的今天，新能源汽车的研发和普及势在必行。

1.3新能源汽车研发趋势

目前，针对新能源汽车研发和应用取得的成果和仍存在的缺点，新能源汽车未来的发展趋势主要针对以下三个方面：

（1）不断提升燃料利用率和清洁度

新能源汽车不仅应当做到尾气清洁，更应当做到车内环境清洁。尤其针对很多传统动力形式汽车的车内异味问题，新能源汽车必须发挥优势。每个人都希望有一个良好的驾车和乘车环境，若新能源汽车可以很好的解决这一问题，其推广与普及便更有说服力。

（2）缩小与传统动力形式汽车的性能差距

与传统动力形式汽车相比，新能源汽车在使用寿命、工作效率和配套功能上还存在着一些差距。正是基于此，为了能够满足大众对于汽车的普遍需求，新能源汽车发展的过程中，在汽车功能上不断优化，使其动力性能和燃料效率不断提升。尤其在里程数、动力系统性能和车内配属功能等方面，不断接近甚至超越传统汽车。

（3）优化电子控制技术：这是新能源汽车未来发展最重要的趋势，尤其在机电一体化的今天，人们对汽车的要求已经不仅仅局限于良好的动力性能和舒适的车内环境，智能化汽车的要求愈加强烈。而要做到汽车智能化，就要做到电子控制技术的不断优化，这一切都基于机械电子技术理论水平和应用水平。事实上，随着人们生活方式的改变，对汽车的评定标准也在发生改变，一个集合多种电子功能，同时还可以做到电子系统良好协调的汽车，越来越受到年轻人的青睐。这也为新能源汽车的未来指明发展方向。

可以看出，在新能源汽車平台技术不断优化成熟的今天，电子控制技术的质量愈发成为新能源汽车竞争的主要优势。也是新能源汽车不断创新的主要动力，更是带动更多产业发展的不竭引擎。

二、新能源汽车电子控制关键性技术

新能源汽车电子控制系统的设计，并不是独立于汽车整体设计以外的设计工作，其设计初衷也是针对新能源汽车较传统汽车不足之处而开展的有针对性的工作任务。其作用是配合汽车的各个机构，更好发挥汽车机构的运行状态，提升汽车整体性能。基于这一考虑，新能源汽车电子控制的关键技术主要有电动助力转向系统、能量管理系统和电机驱动控制系统三方面。

2.1电动助力转向系统

该系统又称作EPS系统，EPS系统的工作优势不仅仅在于对转向指令的快速感应与传递，更在于其对最佳转向状态的辨识能力。其转向指令的传输过程是通过对扭矩的判断而实现的，通过对扭矩的准确感应，指导转向和转角。系统较强的时效性特点，使得该系统的稳定性和智能型更强。运用人工智能技术和鲁棒性分析方法，给予该系统一个可控范围的同时，也在不断提升其精确度，为平台的稳定性和技术的不断优化奠定可靠的基础。

2.2能量管理系统

该系统有称为EMS系统，是新能源汽车最重要也是最基础的控制系统。新能源汽车的主要动力来源正是基于此系统完成输入和释放的，其主要由充放电控制部分、功率限制部分及功率分配部分等组成。EMS系统在利用时，需要先将电池相关数据进行采集，之后对电池状态以信息的形式反馈给中控系统，中控信息针对信息做出反馈，以指令的形式发送至个功能模块，从而指导机构下一步的工作形式。EMS系统的完备之处在于，其不仅信息处理快捷，而且细化工作十分到位。不仅能够自动保持蓄电池的最佳电荷状态，而且还可以实时体现电池的工作状态，使驾驶者能够清晰的了解电池的余电量，及时发现故障。EMS的另一突出优势在于，其能够预测汽车剩余行驶里程，调节车内温度与车灯亮度等。在设计初充分考虑到电池损耗问题，针对损害式充电过程做到及时规避，实时监测结果体现在驾驶者面前的同时，也记录在系统内，保证故障诊断结果与显示结果相一致。以免发生过充电现象，增加电池的使用寿命，减小维修工作量。

2.3电机驱动控制系统

新能源汽车的电机驱动控制系统不仅要做到驱动工作判断的时效性，还应当做到性能优化。电机驱动控制系统主要由主要由电力电子变流器、数字控制器、传感器及电动机等部分构成，设计目的是为了增大电池能量转化效率，提升汽车转动时的能量传递效果。利用该系统优化汽车工作状态，主要体现在以下五个方面：第一，功率密度高，且恒功率输出；第二，针对起步地形不利的情况，具有高转矩- 低速的基本特性。而处于巡航状态时，特性转变为低转矩- 高速；第三，有足够大的转速范围，使其能够将恒转矩区与恒功率区完全覆盖住；第四，具有较快的转矩响应速度；其五，成本比较低。针对当前应用于新能源汽车领域的电机驱动系统来讲，比较常用的主要有三种，其一为感应电机，其二是永磁同步电机，其三为开关磁阻电机。此外，该系统正在逐渐从电力电子逆变器向IGBT集成模块转变。而对于传感器而言，其也正在向智能传感器的发现而不断发展。在研发电机控制领域，能够支持异步电机的可视控制系统正在成为研发重心。

结语

作为未来汽车研发的主流趋势，新能源汽车的市场前景必然十分广阔。人们对汽车的需求不断增加，对汽车的质量和性能要求永无止境。作为提升汽车整体性能的重要和有效的手段，电子控制技术的不断优化和创新是未来新能源汽车研发和生产工作中的重点。在这一过程中，应当充分考虑到汽车质量、安全性和消费群体的要求，不断做出能够跟得上趋势潮流的，质量和性能不断优化的精品汽车，让新能源汽车的优势不断扩大。

参考文献

[1]靳立明.新能源汽车电子控制的关键性技术分析[J]工程科技与产业发展.2018，（26）.

[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，（1）.

[3]张志刚.新能源汽车电子控制的关键性技术研究[J]中国科技信息.2013，（8）.

（作者单位：山东理工大学）