电子技术在新能源汽车领域中的应用

周 鑫

（武汉船舶职业技术学院，湖北 武汉 430050）

目前，汽车作为现代交通工具，已经成为人们日常生活中不可或缺的重要出行方式。面对当前日益严峻的环境污染问题，汽车尾气是污染环境的主要因素之一，为了能够最大化地降低汽车尾气给环境带来的损害，开发与运用新能源汽车是非常迫切的。近几年，国家大力支持新能源汽车项目的开发，能够实现节能、减排、降耗，逐步推动汽车行业向绿色方向发展。与此同时，新能源汽车是集机械、智能控制及电子技术等为一体的产物，其是衡量国家工业发展水平的重要标志。在当前时代，新能源汽车的发展阶段处于纯电动或者油电混合的阶段。而在新能源汽车中，电子技术发挥着不可估量的作用与价值，推动着新能源汽车取得更好的发展。

1 新能源汽车发展现状分析

新能源汽车是指采用非常规车用燃料作为动力源（或采用常规车用燃料和新型车载动力装置），在汽车动力控制和驾驶方面集成先进技术的具有先进技术原理、新技术和新结构的汽车。新能源汽车包括纯电动汽车、增程电动车、混合动力汽车、燃料电池电动车、氢动力汽车等。

在19 世纪中叶，欧美国家开始关注新能源汽车，并进行了一系列的研究和探索。在氢燃料、生物燃料等技术方面也推出了很多产品。特别是在金融危机的影响下，节能环保新能源成为各国首要的战略选择。在扩大市场方面，新能源汽车产销进入了快速发展的新阶段。从政策规划方面，相继出台包括混合动力汽车在内的新能源汽车产业发展的有美、日、德等汽车产业大国。在美国，奥巴马政府实施了一项绿色新政，目标是到2015 年普及100 万辆插电式混合动力汽车。日本已将发展新能源汽车作为其“低碳革命”的核心部分，并计划在2020 年前拥有1350 万辆“下一代汽车”，包括混合动力汽车。2008 年11月，德国政府提出在未来10 年内普及100 万辆插电式混合动力汽车和纯电动汽车，并宣布实施这一计划，标志着德国将进入新能源汽车时代。可见，美、日、欧国家成为新能源汽车技术发展最早、最先进的国家，成为新能源汽车产业发展的风向标。

近年来，中国新能源汽车发展势头强劲，在车型匹配、技术研发、新能源汽车消费市场等方面发展迅速，在企业、技术、市场等领域取得突破。中国从“十五”期间开始实施新能源汽车技术规划，“十五”和“十一五”期间，我国已投入科研经费20.4 亿元，实施“863”计划，电动汽车制造重大研发项目、节能与新能源汽车重大项目，10 年来，设立了500 多个本课题，继续鼓励自主研发电动汽车等节能新能源汽车发展，形成了纯电动汽车、混合动力、燃料电池三条“三纵并进”的技术路线。电动汽车的研发模式是基于三种常用技术：多能源动力总成控制系统、驱动电机及其控制系统、动力电池及其管理系统。经过两个五年科技攻关计划，我国在新能源汽车领域取得了长足进步。建立了具有自主知识产权的电动汽车动力系统技术平台和整车集成技术，开发了系列规模化应用产品，在全球处于领先地位。在推动电动汽车发展的同时，中国也在积极推进“人才、专利、技术标准”三大战略，力争在未来的竞争中获得话语权。仅在实施科技计划方面，就申请专利2881 项，其中专项发明1635 项，发布电动汽车国家标准和行业标准42 项。然而，在新能源技术方面，中国和国外的起点并不相同。在锂电池、驱动电机、动力控制系统等关键部件方面，中国仍远远落后于发达国家。我国在新能源汽车领域发展过程中，尤为重视电子技术的应用，对提升新能源汽车行业水平非常有利。

2 新能源汽车领域中电子技术应用的重要性分析

随着我国信息科技发展速度与水平的不断提高，汽车行业逐渐向电子化的方向发展，电子控制装置及电气设备在汽车领域中的运用越来越广泛和普遍。在以前，汽车只是一种纯机械化的产品，后逐渐向机电一体化、电气化的方向发展与演变，在汽车发展过程中电子技术的作用不可小觑。对新能源汽车领域中电子技术应用重要性的分析与探讨如下：

2.1 新能源汽车行业的发展需要电子技术

传统汽车领域中，电子控制装置及传感器技术是其应用最为普遍的技术载体，其能够更好地监测汽车行驶的整个过程，对于尾气排放及能源消耗的减少或者降低非常重要。当前，在汽车主流产品中，先进的网络技术、电子控制单元、电子传感器、智能控制等电子技术的应用将成为新能源汽车领域发展的重要技术基础与条件。

在传统汽车基础上运用电子技术，能够加快新能源汽车的研发与应用。在现有的新能源汽车类型当中，纯电动汽车、混合动力汽车都是以传统汽车为基础和前提的。与此同时，在生产新能源汽车过程中，控制单元、电子传感器的应用都是以电子技术为基础和支撑的，其不仅能够便利新能源汽车的生产工作，同时也能够简化很多生产工序和流程，对于提升新能源汽车生产效率与水平非常有利。由此可见，电子技术在一定程度上推动了新能源汽车行业的更好发展。

2.2 新能源汽车中电子技术具有很强的利用优势

在当前，新能源汽车的类型多与电子技术有着密不可分的关系。很早以前，混合动力或者电动汽车就被研发出来，但新能源电子技术很长时间都没有得到突破与发展，且处于停滞不前的状态，这主要由于受到电子控制技术或者电池技术约束与限制。一直到2000 年以后，电子技术的发展速度与水平持续提高，电子控制装置与电池的性能越来越高，给电动汽车的发展注入新鲜血液与活力。电子技术的发展，能够监测每个电池单体或者电池组的性能，并及时地了解控制器的实际情况，对整个散热系统、电池组的输出进行整体控制，延长电池使用寿命，促进电池组应用效率得到更好提升。此外，在新能源动力系统的控制方面，电子技术也发挥着重要作用。新能源汽车的三相交流电机能够更好地回收能量，通过高效率的控制器来对电能的转化与流向进行控制，同时通过高性能传感器、快速运算的控制单元、大功率的电子器件等的应用，不断推动新能源汽车持续发展。通过对电子技术优势的分析与把握，能够快速、有效地提升新能源汽车行业的发展水平。

3 电子技术应用在新能源汽车领域中的方略探究

在新能源汽车构造中，电力驱动系统是其核心与关键，主要包含电源管理装置、电池及电机组等等。与传统的汽车比较，电动汽车应用的电子技术主要体现在电力驱动系统上，主要包括充电器、转换器、电池管理装置、逆变装置、电机驱动装置等等。由于新能源汽车具有较为复杂的电子系统，且其需要面对更加复杂多变的使用工况和环境，电子技术的应用重要性愈发凸显出来，推动新能源汽车得以更好研发、投产、销售与应用。下面对新能源汽车领域中电子技术应用的具体策略和方法进行探讨与研究：

3.1 电机及其装置的合理使用

电机是新能源汽车研发过程中不可缺少的重要构成内容，其具有较强的过载能力、较大的瞬时功率、较高的能量转换效率及较长的使用寿命，其调速的范围也比较宽泛、可靠性很高，能够很好地适应较为恶劣的工作环境，且工作时间较为持续和长期。由此可见，电机比较适用于价格便宜、维修便利、低运行噪声、结构简单且能够批量生产等条件。例如，开关磁阻电机、交流异步电机、永磁同步电机等等，这些都具有整车小批量配套能力。与此同时，逆变器的电流输出能力决定着电机的输出转矩，因而在设计新能源汽车时，设计驱动控制器是其重难点之一。新能源汽车要求电机驱动控制器具有较小的电磁干扰度和较高的效率，能够很好地适应不同的恶劣环境，要求体积小且可靠性高，从而更好地满足新能源汽车的研发与生产需求。

3.2 铿电池管理系统的合理应用

当前，新能源汽车应用最为普遍的动力电源就是铿电池，重视对铿电池管理系统的合理使用能够有效提升新能源汽车的研发效率与水平。在铿电池管理系统当中主要包含数据报警、数据显示、均衡管理、热管理、荷电状态估计、数据监测、数据通信等功能。近几年，我国非常重视铿电池的有效应用，并已经取得了很好的研究成果，很多车企都已经开始研发自己的铿电池管理系统，并不断进行电动汽车市场的有效开拓。如常见的上汽、哈飞、奇瑞、比亚迪等等，都非常重视新能源汽车铿电池管理系统的开发与应用，并取得了很好的成效。

3.3 双向变换器的转换与应用

在电动汽车行驶时，经过反复的加速、减速后，电机端的电压也会随着电动汽车的加减速而产生持续的变化，但是由于电动汽车中的燃料电池或者蓄电池的比率指标存在较大的限制，如果直接运用驱动或者接收电机回流的电能，容易损伤电机的驱动性。如果运用双向变换器来对电池与电机端的电压进行平衡，能够更好地稳定住超级电容器的电压或者动力电池组电压的数值，能够有效地提升电机的驱动性能，这样就需要双向转换器的效率必须够高、容量必须够大，才能够更好实现这一目标。

3.4 电动充电器的运用

在新能源汽车不断发展过程中，电动充电器的应用是非常有必要的。通过电动充电器，能够将交流电网中的电能补充到电动汽车的蓄电池中，给电动汽车补充充足的电能，便于电动汽车的持续续航与使用。为了推动新能源汽车更好普及与应用，重视蓄电池充电站的建立与应用，给每个充电站配备多套蓄电池自动充电器是新能源汽车普及与发展的趋势与必然。充电器的作用和功能主要是通过电子技术将交流电转化成直流电，然后发挥出电动充电器的作用与价值。与此同时，新能源汽车在运用充电器时，人们通常会要求充电器能够恒压、恒流二段式充电，还要求充电器具备轻量、高效、自动充电和自检等多种功能。同时电动充电器要能够对电池的温度进行实时监控、电网污染进行监测、合理设定充电时间曲线等等，实现这些功能都离不开电子技术的支持与应用。

3.5 电子技术在新能源汽车附属装置中的运用

目前，发动机是大多数传统汽车所需的动力装置，如水泵、空调压缩机、真空制动助力器、转向助力油泵等。而新能源汽车也具备这些附属装置，但是其也不能够完全依靠发动机来进行驱动，必须要进行新型附属装置的开发与应用，如电动真空泵、电动转向助力、电动水泵、电动压缩机、电动刹车控制系统等等，这些都有赖于电子技术的应用，这样才能够推动电动汽车运行的电气化。

3.6 汽车点火节能系统中电子技术的运用

通常情况下，普通汽车的汽油机都通过电火花对混合气体进行点燃，以此来驱动发电机，但是这样的方式对汽车的损伤比较大，也会影响发动机的运行效率，经常长时间的使用，其发动机性能会大大降低，汽车使用寿命也会大大降低，如果操作不当还会出现失火的重大问题，对人们的生命财产安全产生很大的威胁。基于此，在新能源汽车研发与生产过程中，运用电子技术来建立汽车的点火节能系统，从而对新能源汽车减排、节能需求进行更好地满足。通过运用电子技术，能够研发出新型的断电器，其能够有效地减少发动机的磨损程度，使得发动机的性能有更好地提高，减少或者消除不必要的风险发生，提升新能源汽车整体运行的可靠性与安全性。同时新型的断电器还能够减少汽车尾气的排放，对于空气质量的提升非常有利，是发展新型绿色新能源汽车的重要技术。

4 结束语

综上所述，在新能源汽车研发、生产与应用过程中，电子技术占据着不可或缺的地位、发挥着不可替代的作用与价值。电子技术的应用，能够更好地对新能源汽车的整体进行提升与把控，还能够有效地降低能源消耗，实现经济效益与环保效益的兼顾与统一。在电子科技持续发展的大环境下，新能源汽车的技术水平也在不断提升，能够为新能源汽车领域提供更加可靠的电子技术支撑，推动新能源汽车更好、更持续发展。