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新能源汽车电子控制技术要点优化分析

2022-11-14计端刘卫

汽车与新动力 2022年5期
关键词:控制技术新能源能源

计端,刘卫

(柳州职业技术学院,广西 柳州 545002)

0 前言

新能源和传统能源的差异主要体现在零环境污染和能源消耗2个方面,新能源领域的发展对整个能源领域都产生了推进作用。同时,由于汽车电子技术的快速发展,促进了整个汽车领域的发展。因此,新能源汽车的发展应从汽车发动机的智能化入手,逐步推进汽车发动机、汽车联网系统等核心部件的智能改造。通过在新能源汽车发展过程中合理运用汽车电子技术,实现汽车的管理与驱动信息化,进而促进新能源汽车行业的发展。本文结合当前新能源汽车的发展优势和先进的电子控制技术,对新能源汽车的电子控制技术进行分析研究,并提出发展方向,从而促进新能源汽车产业的快速发展。

1 新能源汽车电子控制系统概述

电子控制系统决定了汽车的控制方式和发动机工作效率,直接影响了其安全性和可靠性。因此,发展新能源汽车必须高度重视电子控制系统的研发,而电子控制单元的研发和优化过程较为复杂,首先需要了解其特性。新能源汽车的电子控制系统主要涉及能源管理、能源再生制动系统等。首先,接收来自传感器信号的进入仿真信息和数字信息,接受信息后通过微处理器处理并放大;然后,使用处理放大后的输入/输出电路,并显示电磁阀的输入信息;最后,开发电机驱动伺服装置元件。

不同新能源汽车的电子控制器都有不同的特性。新能源汽车电子控制系统主要由主动力控制系统、能源再生系统和转向辅助系统组成,子系统分别负责汽车动力、能源转换和汽车转向。

2 新能源汽车电子控制技术发展意义

当前节能减排的理念越来越受重视,企业需要不断创新电子控制技术,推动其快速发展。我国传统汽车工业发展的基础是电能,近年来,由于能源需求量增加、能源开采能力下降等原因,导致我国能源不足的问题日益严重,我国有关部门和企业都迫切需要寻找替代能源以缓解能源短缺的问题。同时,我国经济形势也处于转变阶段,需要有关部门有效管理能源消耗。新能源汽车随着使用范围的拓展及智能电子控制技术的不断完善,逐渐获得了国际社会的青睐。现阶段,经济高速发展,能源问题仍然是人们面临的主要问题之一,严重影响着世界经济社会的总体发展趋势。因此有关部门应该及时寻找合适的替代能源,妥善解决能源短缺的问题。

3 新能源汽车研发趋势

3.1 提高清洁度

新能源汽车不仅要清洁尾气,还要清洁车内环境。特别是针对传统动力汽车的异味问题,新能源汽车必须充分发挥其优势。人们都需要有一个良好的驾驶和行车环境,如果新能源汽车能够解决该问题,其普及推广将更容易。

3.2 缩小性能差距

与传统动力汽车相比,新能源汽车在使用寿命、工作效率、配套功能等方面存在一定差距。基于此,为满足人们对汽车性能的需求,在新能源汽车的发展过程中汽车的功能需要不断优化,其动力性能和燃油效率也要不断提高。特别是在行驶里程、动力总成性能和汽车零部件功能方面,因为其无限接近甚至超越了传统汽车,所以新能源汽车成为了人们用车的新选择。

3.3 优化电子控制技术

电子控制技术的优化是未来新能源汽车发展的趋势。特别是在如今机电一体化的时代,人们对汽车的要求已不再局限于良好的动力性能和舒适的车内环境,并且对智能汽车的要求将会越来越高。要使汽车实现全面智能化发展,必须以机电技术的理论为基础不断优化电子控制技术。随着生活方式的改变,人们对汽车的评价标准也在改变。集电子功能于一体,实现了电子系统的良好协调,让汽车越来越受年轻人的喜爱。提高汽车的实用性,为新能源汽车的未来发展指明了方向。

由此可见,日趋成熟的新能源技术已经成为汽车质量控制的主要竞争优势,是新能源汽车不断创新发展的主要动力,也是相关产业发展的动力来源。

4 电子控制技术优化

随着新能源汽车技术的发展,电子控制技术逐渐被广泛应用并改变了汽车的动力系统,产生了新能源汽车的电气传动装置。与传统的小功率、低压辅助电器相比,新能源汽车的电气传动装置具有效率高、噪声低、节能环保等优点。其中,能源管理系统、电动助力转向系统、电机驱动系统和能源反馈系统是新能源汽车电子控制系统的主要组成部分。

4.1 能源管理体系

能源管理系统从字面上理解为控制新能源汽车电能的系统或技术。能源管理系统作为新能源汽车的重要组成部分,具有非常重要的作用和意义。功率管理系统由以下3个方面构成:电源控制、热放电管理和总功率控制。能源管理系统直接决定了新能源汽车是否有足够的动力保证其正常运行,具体工作原理主要包括数据采集、信息处理和指令生成等,即在数据采集电路的帮助下,对电池状态和有关信息进行收集,再将收集到的信息传送至相应的单位,完成对数据信息的综合管理。能源管理系统还具有判断最大续航里程的功能,即根据电池的剩余电量合理、科学地预测汽车在不充电的情况下可以行驶的最大里程,以便提醒驾驶员及时充电。

4.2 电动助力转向系统

电动助力转向系统主要由发电机、电子控制单元、传感器、机械减速器等构成,主要负责监控新能源汽车的实际运行情况,如调整行驶速度和助力转向等。首先,在电子助力转向控制系统的工作模式下,电子监控单元将通过不断收集有关数据和信号,实时掌握新能源汽车的实际运行情况,如前进车速、方向盘输入扭矩值等;其次,按照控制系统的工作规则,计算机发出特定的控制系统命令,并调整输出电压,同时操控电子辅助系统供给的辅助驱动,之后机械减速器和离合器单元将对新能源汽车的全部驱动及转向操作进行动态控制。当新能源汽车不进行牵引动作时,电子控制单元并不产生控制指令,而电子助力转向控制系统和其他电子装置则以低负载待机模式工作,具有一定的节电作用。

与传统汽车相比较,新能源汽车的电子助力转向控制系统在节能保护方面具有优越性。目前,在电子助力转向系统的开发过程中,仍有许多问题亟需解决。例如电子助力转向系统表现为刚性,很难与其他子系统保持动态连接。同时,在整个系统的工作流程中,电子控制单元只有全面了解新能源汽车的工作情况和掌握相关数据,才能迅速提出合理的控制指令,这对传感器的监测准确度和检测效果有着较高的要求,面对该问题,需要人们在实践中不断对传感器的监测功能进行优化,以提升其使用效率。

4.3 电机驱动系统

在新能源汽车的行驶过程中,电力牵引装置发挥了关键作用。电池能源提供动力,促进电力高效地转化为动能,可以有效改善汽车的动力输出,对新能源汽车的平稳行驶有着重要意义。所以,对电子控制系统提出严格要求是有必要的。

首先,保持高功率密度,通过科学的调节,确保输出恒定;其次,必须有效地控制速度,新能源汽车在行驶在上坡路段时有相应的低速要求,合理地控制速度,能够增强汽车的稳定性,减少危险情况的出现;最后,在实际控制中,转矩越大其实际速度越快。电机驱动装置的正常工作能够进一步改善新能源汽车的工作状况,先进的电力驱动技术能够保证驾驶员的安全。该系统一般由数字控制器、传感器、逆变器和电机构成。在新能源汽车行驶过程中,运用电力驱动技术能够使蓄电池动力良性转化,减小行驶障碍,使汽车在正常的运行环境下工作,减小汽车发生故障的可能性,确保汽车安全平稳行驶。

4.4 能源反馈技术

随着新能源汽车核心技术的不断完善,纯电力逐渐成为汽车驱动的主要能源动力,而电池能源不断释能成为了电源基础。在此基础上,新能源汽车也不断追求能源循环,以提高能源的再利用率,达到节约能源的目的。而作为汽车能源反馈系统,汽车控制器主要安放在汽车网络的正中央。汽车控制器大多采用集成电路,控制板上配置启动信息、加速信号、刹车信息、档位信息、快充/慢充电唤醒和远程遥控开关。电子控制技术也更有利于不同设备间的密切配合,减少了能源压力。在汽车操控过程中,动力状态和温度均使用制动真空泵和制冷水泵加以控制,最大限度地提高能源使用效率。在这方面,新能源汽车的能源反馈技术实现了能源的供给,改变了汽车能源的种类和获取能源的方式,最大限度地提高了能源的综合利用率。

4.5 安全监测技术

在新能源汽车的发展过程中,汽车的安全特性也引起了人们的普遍重视。正是因为新能源汽车的特殊能源驱动方式和较好的安全性能,所以电子控制技术成为现代汽车发展的基础,同时也是现代汽车安全性能的重要保证。在新能源汽车的发展中必须不断追求创新,利用电子控制技术形成全方位的汽车监测体系,有效监视汽车的工作情况与工作效率。同时,在监控过程中,通过监测汽车的工作情况,对汽车工作环境进行合理的分类与预报,以达到降低风险的目的。电子监控技术也体现在风险预测中,当汽车出现故障时,可以及时发出故障报警,在危险或险情发生前警告驾驶人员。汽车安全性能监测被认为是汽车发展的主要内容之一,通过电子监控技术与控制技术的结合,不仅提高了汽车的安全性能,也保证了汽车的正常运行。

5 结语

新能源汽车能够克服传统汽车的弊端,符合现代人对环境的要求,有利于解决当前的生态环境问题。但与传统汽车相比,新能源汽车也存在很多需要优化的方面;为了确保新能源汽车能够有效、持续地发展,必须注重先进的电子控制技术,并将其整合到汽车能源设计中,进一步优化汽车性能,并提高其技术含量。电子控制技术将是新能源汽车可持续发展的保障。

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