新能源汽车电子控制技术研究

姚固文

摘 要：汽车尾气是环境污染的主要因素，且资源短缺问题日益严重，为解决这些问题，在节约资源的同时减少汽车尾气对环境的污染，新能源汽车得到大力发展和推广应用。新能源汽车的动力效率、可靠性、安全性、控制策略与其电子单元ecu性能有关，所以想要进一步提升新能源汽车控制水平，推动其发展，就需进一步研究和探索电气控制单元。本文就新能源汽车电子控制技术进行研究，以供参考。

关键词：新能源汽车 电子控制技术 整车控制

Research on Electronic Control Technology for New Energy Vehicles

Yao Guwen

Abstract：Automobile exhaust is the main factor of environmental pollution， and the problem of resource shortage is becoming increasingly serious. In order to solve these problems， while saving resources and reducing the pollution of automobile exhaust to the environment， new energy vehicles have been vigorously developed and promoted. The power efficiency， reliability， safety and control strategy of new energy vehicles are related to the performance of their electronic unit ECU. So， in order to further improve the control level of new energy vehicles and promote their development， it is necessary to further study and explore electrical control units. This article conducts research on electronic control technology of new energy vehicles for reference.

Key words：new energy vehicles， electronic control technology， vehicle control

1 引言

新能源汽車以节能减排为核心目标，通过高能源利用效率与环保这一特点为汽车发展提供全新方向。而电子控制技术可为新能源汽车的稳定性、安全性提供保障，可进一步提高新能源汽车的控制效果。由于我国在此方面的研究处于探索阶段，所以存在一些问题。因此，如何进行新能源汽车电子控制技术的研究成为相关工作人员需要深入探讨的话题。下列就此进行研究，旨在为相关专家及学者、企业带来启发，实现电子控制技术的有效应用，并为新能源汽车的发展提供保障，进一步发挥其节能降耗的优势，为人们的生活提供保障。

2 新能源汽车的发展及优点

2.1 新能源汽车的发展

新能源汽车以节能减排为核心目标，所以受到了国家政府的关注。新能源汽车的研究起于1995年，由清华大学及中国远望集团等单位发起，当时所研究的新能源汽车为蓄电池新能源汽车，且在探索的过程中，人们积累了一定的经验，取得了一些成果。到了“十五”，国家将新能源汽车纳入重大科技项目，使得更多人对新能源汽车的研究产生热情。在此背景下，氢新能源汽车、混合动力汽车产品、燃料电池汽车应运而生，且得到了生产、推广、应用、发展。“十一五”时，因国家相关政策的推行使得新能源汽车发展较快。在2008年5月份，“十城千辆”计划提出后，新能源汽车得到了生产及运行。

2.2 新能源汽车的优点

新能源汽车是研发人员通过不断研究所研制出来的与传统汽车不同的新型汽车，其具有较多优点，且与我国飞行的可持续发展战略相符。由于当下的新能源汽车主要分为三种，且不同新能源汽车有着不同优点，所以，下列进行了详细阐述：

2.2.1 纯电动新能源汽车的性能优点

纯电动新能源汽车简单来说就是在汽车行驶过程中所采用的动力纯粹为电能。其性能优点为：使用时间较长、技术发展成熟，且对环境的污染较少、使用便利。

2.2.2 混合动力新能源汽车的性能优点

混合动力新能源汽车节能来说，就是将燃料与电能相混合。其可充分解决新能源汽车的行驶时间过短的问题。因为其运用了发电机这一动力系统，其可在一定程度上取得良好的节能减排效果。其性能优势为：满足新能源汽车的行驶需要，降低环境污染。

2.2.3 氢燃料新能源的性能优点

氢燃料虽然通过燃料提供动力，但氢燃料燃烧过程中产生的物质不会对自然环境造成污染、危害，所以其可满足可持续发展战略，进一步降低环境污染。

3 电子控制技术

在时代的发展下，互联网技术成为人们生活生产中必不可少的一大技术，其为新能源汽车的电子控制技术的发展提供了技术支持，为其创新奠定了坚实基础。首先，通过在新能源汽车中运用电子控制技术，可充分提高新能源汽车的智能化水平。且在控制技术的不断升级下，使得新能源汽车实现了无人驾驶，提高了驾驶人员的驾驶体验的舒适度、便利性。其次，通过将电子控制技术应用于新能源汽车发动机中，可最大限度地提高发动机的运转效率，确保能源利用最大化，从而为新能源汽车的能源节约提供保障。此外，通过电力控制技术，还可在一定程度上运用于新能源汽车中的传感器，做到实时监控新能源汽车的运行状况，了解其存在怎样的安全隐患，并及时予以驾驶员提醒，使驾驶员及时发现安全隐患、采用针对性手段进行处理。

4 新能源汽车电子控制技术

就目前情况而言，新能源汽车电子控制技术包括整车控制器分析、电池驱动控制装置、电动助力转向控制、能量管理系统、制动系统、能源自適应巡航控制系统等，具体如下：

4.1 整车控制器分析

整车控制器为新能源汽车的重要组成部分，其为智能化程度最高的系统，且其多数功能体现于汽车控制活动中，内容包括但不限于：驱动防滑控制、碰撞安全控制、回馈控制、低速蠕动控制等。

整车控制系统启动之后，需先对汽车电池状态数据进行采集，并将采集到的数据输入数据采集电路中，通过电子控制单元对电池数据进行处理分析。完成数据分析处理工作后，可将数据向功能模块输送。在能量管理环节中，可通过智能化技术手段的应用对汽车剩余行驶里程、剩余可用能量进行及时掌控，并以汽车具体行驶情况对动力工作进行科学分配。同时，整车控制器还可对汽车安全提供保障。具体表现为汽车出现异常时，及时予以预警信息，从而将汽车的操作失误最大限度地减少。

以CAN总线为基础，可做到实时控制高压绝缘安全，以免新能源汽车无法完成稳定运行。同时，可实时监控各子系统的运行情况，并根据各项数据对汽车状态进行诊断，做到及时发现异常及时进行调整。此外，Vcu系统还支持GPHS远程监控，可采用远程诊断、处理的方式处理故障问题，从而进一步提高汽车的运行的安全性、稳定性。

就目前情况而言，我国为进一步提高新能源汽车的车续航里程、延长电池寿命，需采用功能更加完善、更加成熟的vcu系统。基于此，部分企业在研发新能源汽车时建立了I-EMS技术体系，并通过开发“动力电池包”，安全设计散热、绝缘、防水，安装电磁信息采样板等做到了及时掌握电池状态信息，进一步加强了能量管理，为电池模块的运行的安全性打下了坚实基础。于该过程中，汽车电池的安全性、动力电池使用效率皆得到有效提升，且进一步推动了新能源汽车的发展。

4.2 电池驱动控制装置

汽车内设电机驱动装置可在一定程度上影响汽车运行的安全性、稳定性。因为其可确保运行中的汽车处于安全、稳定的状态，可做到转电能为动能，可在一定程度上提升动能利用率。

启动传感器后，便可及时了解、掌握汽车的行驶情况，并以形式阻力数据为参考及时调控数字控制器、电力电子交流器，为汽车运行创造更好的运行条件。受驱动系统的影响，汽车输出恒功率的特点为密度较高，所以一旦产生行驶阻力。汽车可指尖转变运行状态，即：低速－高转矩。新型汽车的优势特点之一为转速响应速度快、转速范围大，所以在增强异步电机设备、传感器智能化程度后，控制系统还可拥有可视化特点，所以其驱动控制功能可变得更加完善。

4.3 电动助力转向控制

除上述两种控制系统之外，新能源汽车还使用了电动助力转向控制系统，其包括电动机、减速器、电子控制单元、传感器设备等，可对汽车运行时的转向、车速进行有效调整。在该系统启动后，转矩传感器设备、车速传感器设备可在控制检测过程中发挥重要作用，并在系统内部形成辅助动力。若汽车转向未发生变化，那么控制器也不能获取来自于电子控制单元给出的命令，电动机也不会继续维持运行状态。而这，可在一定程度上满足节能需求，降低汽车能源消耗。同时，在选择控制该系统的方法是，可选择人工智能控制、模糊控制两种方法，并借助汽车转向的有效控制为汽车稳定性提供保障。

4.4 能量管理系统

能量管理系统在汽车电子控制系统中发挥着至关重要的作用，其与能量管理水平有着密切联系，能量管理水平可对系统运行情况造成直接影响，从而对新能源汽车的使用成本、续航能力造成制约。能量管理系统的组成部分包括但不限于充放电控制模块、功率分配/限制模块。在系统处于运行状态时，控制单元会持续性地评估汽车电池运行工况、剩余电量，并根据分析结果下达相关控制指令。在各模块接收相关指令后，会以此为依据进行调整，从而为新能源车辆为最优电控系统运行、车辆行驶状态提供保障。同时，能量管理系统还承担监测、采集车辆运行数据，显示车辆剩余电量等责任。如果在对车辆相关数据及信息进行监测时发现异常情况，其会自主开展故障诊断，并将诊断结果上传至相关显示平台，从而予以驾驶员提醒。也就是说，能量管理系统可对蓄电池组运行工况、状态进行管控，可造成系统监测、数据采集、故障诊断等工作，并为车辆电池组的稳定运行提供保障，对电池续航时间短等缺陷进行弥补。

4.5 制动系统

传统汽车行驶过程中会选择摩擦方式，该方式可消耗行驶过程中的动能，且达到控制车辆速度、紧急制动的目的。在这种情况下，部分动能会转化为热能，且无法做到这些能源的回收利用。而新能源汽车制动系统解决了这一问题，通过创造性的引用牵引电机、发动机切换的制动方式，使得汽车拖动过程中可持续产生车轮制动力矩、电能，在达到执行操作指令的目的的同时将一部分动能转化为电能，并对其进行回收利用。在这种情况下，新能源汽车的能量消耗会进一步减少，且其续航能力可得到优化。在制动系统的设计过程中，相关人员需充分考虑到蓄电池组充放电的特性、车辆造型结构及其力学特性，确保制动系统结构、能量回收装置可以发挥作用，且在使用时不对其他功能造成影响。

4.6 能源自适应巡航控制系统

该系统运行时，所配置的传感器会对相关信息进行持续性的采集，并对新能源汽车的运行状态、行驶状态进行精准评估。随后，可通过ACC控制单元的特定算法深度运算分析采集数据，并对各执行机构下达控制指令，确保新能源汽车的行驶速度为合理范围内，并满足行驶需求、汽车环境需求。比如，配置的发动机转速传感器、雷达等会对新能源汽车车体、周遭环境进行持续性感知。且在周边区域的车流量相对较小时，会适当对汽车行驶速度进行调整。但是，在进行能源自适应巡航控制研制时，需确保系统可对新能源汽车纵向动力学特征进行现行分析处理工作，从而为ACC下位的控制精度提供保障，并做到对相关数据信息的实时处理，为正确控制指令的下达打下坚实基础。因此，相关工作人员可将纵向动力学模型构建于汽车电子控制系统中，且确保动力学模型、ACC系统、能耗分析控制系统处于耦合关系。

5 新能源汽车电子控制技术存在的问题

电子控制技术随着新能源汽车的发展而发展，但其仍旧存在一些問题，对新能源汽车的发展造成了制约。比如，新能源汽车的电子控制技术的适配性不佳，与其他型号的高端产品的适配程度不够，使得低端产品适配存在过剩问题，高端产品适配存在短缺问题。而且，因我国新能源汽车电子控制技术多依赖于进口，使得其发展受到了制约。又如，新能源汽车虽然以节能减排当作根本目标，且对环境较为友好，但在制作汽车时，各种大型工业设备的使用，会对环境造成额外污染。在这种情况下，相关工作人员仍需就该技术的应用进行深度研究。

6 新能源汽车电子控制技术的发展趋势

随着时代的发展，新能源汽车已走进人们的生活，而电子控制技术与新能源汽车的安全性、稳定性密切相关，所以其研究会更加深入。由于21世纪为信息化时代，所以其发展趋势之一可能为信息化产业、信息化技术与汽车驾驶和制造的有机结合。如：可利用人机互动和智能驾驶等解决当前汽车的驾驶问题；可利用大数据技术拓宽信息获取渠道，为自动驾驶技术的实现与发展打下坚实基础。因此，相关专家及学者仍旧需对新能源汽车电子控制技术进行研究，以确保其效用可以真正发挥出来，并为能源汽车的发展提供保障。

7 结语

综上所述，新能源汽车以节能减排为核心目标，通过高能源利用效率与环保这一特点为汽车发展提供全新方向。而电子控制技术可为新能源汽车的稳定性、安全性提供保障，可增强汽车的控制效果。所以，上文就新能源汽车的电子控制技术进行研究，提出了整车控制器分析、电池驱动控制装置、电动助力转向控制、能量管理系统、制动系统、能源自适应巡航控制系统等应用于新能源汽车中的技术。但受一些因素的影响，电子控制技术存在一些问题，如：新能源汽车的电子控制技术的适配性不强；制作汽车时会对环境造成额外污染等，所以，相关企业不断增加研发投入，为关专家及学者进一步进行电子控制技术的研究提供保障。此外，新能源汽车电子控制技术的发展趋势之一可能为信息化产业、信息化技术与汽车驾驶和制造的有机结合，可进一步朝着该方向进行研究。如此一来，便可发挥电子控制技术的作用，为新能源汽车的安全稳定的运行、可持续发展打下坚实基础。

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