新能源汽车电子控制系统的优化分析

何昌玉

关键词：新能源汽车；电子控制技术；优化分析

0 前言

为进一步缓解汽车尾气排放对环境造成的影响，新能源汽车迅速得到发展，而电子控制技术的快速发展为汽车技术的优化提供了重要基础。为了促进新能源汽车电子控制技术进一步发展，需要对能源管理体系进行完善。新能源汽车不仅能节约能源，还促进了可持续发展。将新能源转化为电力并将其用于新能源汽车是一个新的技术突破。

1 新能源汽车发展现状

近年来，我国新能源汽车的发展势头日益强劲，特别是在自主技术研发、配套车型等领域取得了突出的发展成果。自实施新能源汽车发展计划以来，我国投入大量资源，积极鼓励新能源汽车企业加大对电动汽车的研发力度。针对电动汽车的研发主要集中在动力电池和电子控制系统、动力单元控制系统、驱动电机控制系统的集成等方面。经过不断的技术发展，相关企业相继开发出了多种产品［1］。与此同时，我国也在加快实施人才、专利和技术标准三大战略，力求在未来全球新能源汽车行业中获得更多的话语权。在关于促进我国新能源汽车生产和消费的行动计划中明确提出，到2035年，我国新能源必须在质量上取得决定性进展，建设更加现代化的能源体系。该计划还指出，要优化充电基础设施建设，促进汽车充电桩协同发展，实现电动汽车与智能能源和信息网络的双向互联。然而，我国在新能源汽车电子技术领域的起步与发达国家不同，尤其是在锂电池、驱动电机、动力系统等关键零部件方面。因此，有必要加强电子控制技术在新能源汽车发展中的应用。

2 新能源汽车电子控制系统的重要作用

电能应用效率对新能源汽车的稳定运行有重大影响，涉及车辆控制系统的各个方面。然而，电子控制单元由多个部件组成，很难提高电子控制系统的稳定性。电子控制系统的工作原理为：用户通过使用钥匙将信号传输到电子控制单元中的接收器中，采用微处理器对信号进行分析，根据微处理器的分析数据将信号输出到固定部件，然后指示电机和电磁阀开始工作。电子控制系统的稳定运行是确保新能源汽车安全稳定的重要因素，也是车辆安全稳定出行的重要保障［2］。

3 新能源汽车电子控制技术优化分析

3. 1 发动机驱动系统

在驾驶新能源汽车时，发动机驱动系统中电子控制技术主要是将电能转化为车辆运动的动能，从而最大限度地提高动能并降低能耗。新型动力汽车在设计上与传统汽车存在一定差异，其中发动机驱动控制器是新型动力汽车的重要结构部件之一。新型动力汽车通过更好地利用发动机驱动控制器，不仅有效地提高了发动机的工作效率，而且可以有效防止电子干扰。发动机驱动系统中的传感器可以用于了解车辆的行驶情况，并在行驶过程中集成前电阻，依靠电子转换器和数字控制器来调整车辆并优化其运行水平［3］。

发动机驱动系统主要由电子转换器、数字控制器、传感器和电动发动机组成。通过控制这些设备，驾驶人员可以控制发动机和汽车车轮，进而實现一系列操作，如启动汽车、增速减速、制动和锁定。在新能源汽车运行中发动机驱动系统的作用不容忽视，因此对发动机驱动系统的要求也非常严格。首先，必须合理控制功率消耗，以确保功率连续输出，有必要有效控制车辆速度，提高安全性，降低发生危险事故的可能性；其次，有必要确保快速的转矩响应，并提高可调转矩的响应效率。运转良好的发动机驱动系统可以优化新能源汽车的工作状态，其主要任务是实现电池能量的有效转换，提供车轮旋转的驱动力，从而消除汽车在行驶过程中遇到的阻力。为了最大限度地优化车辆运行条件，发动机驱动系统必须满足以下条件：① 功率输出恒定；② 系统处于爬坡和加速工况时具有高速转矩和低速转矩的基本特征，在巡航模式下从低速转矩转向高速转矩；③ 速度范围足够大，能够完全覆盖恒定转矩和恒定功率区域；④ 转矩响应速度更快；⑤ 成本相对较低。

新能源汽车领域常用的现代发动机驱动系统主要有感应电机、永磁同步电机和磁阻开关3 种。系统朝着智能传感器的方向发展，在前方有运动阻力时可以将低速转矩转换为高速转矩，还可以扩大速度范围，实现更快的速度响应，提高发动机驱动系统各方面的工作水平［4］。

3. 2 整车控制系统

在新能源汽车的系统中，整车控制系统是整个车身的核心控制器。整车控制系统是制动能量、低速爬行、避免运动中滑动、避免碰撞和安全启动整个车身的重要控制系统。汽车开始移动时整车控制系统开始工作。应用电子技术可以改善电路的使用状态，通过电子控制单元处理收集的数据信息，并将信息处理结果和交通指令发送到功能模块，确保驾驶员直观地了解车辆剩余能量、预测剩余里程所需能量及实现能源资源的合理配置。整车控制系统总线可以利用高压绝缘技术，为车辆的安全稳定运行提供技术支持，还可以立即跟踪内部子系统的运行信息并诊断数据结果，以有效调整系统功能。目前，我国越来越多的新能源汽车企业在研究如何延长汽车里程和电池寿命，这必须由可靠的整车控制系统来实现。

3. 3 电动助力转向系统

电动助力转向系统是新一代能源汽车的能量输出系统，可用于控制转向。电动助力转向系统采用电子控制单元、发动机减速器、传感器等，使驾驶员在行驶过程中能完全控制车辆的方向和速度。在电动助力转向系统运行过程中可以通过速度和转矩等传感器实时监测车辆的运动状态，准确了解转向和速度。电动助力转向系统的数据以电压信号的形式传输到控制单元，以控制车辆的速度和方向。在此期间，将产生一定的二次电力。当车轮不旋转时，控制器不会接收到系统命令，此时系统无法运行，实现了节能减排的发展目标。

3. 4 汽车点火节能系统

在燃油汽车的生产过程中，大多数汽油发动机是通过点燃火花和燃烧燃料来工作的。这种发动机运行模式不仅提高了汽车的磨损率，而且不能保证发动机保持高性能的运行过程。同时，在长期使用过程中，该模式也会导致发动机的整体性能下降。从长远来看，这可能会导致各种发动机故障，一旦操作不当，会导致车辆起火，影响人身安全，因此需要进行改革创新。利用电子控制技术可以建造节能汽车点火系统，以满足节能发展的战略需求，减少新能源汽车的污染物排放量。例如，相比传统汽车，新能源汽车的发动机磨损减少，发动机性能得到优化，新型中断器可以避免不必要的故障问题，以保证车辆的安全稳定运行。同时，使用断路器还可以缓解传统汽车尾气排放造成的大气污染现象，实现可持续发展的理念。

3. 5 制动系统

传统新动力汽车在行驶过程中的主要能耗方式是摩擦，摩擦消耗动能，可达到车辆调速和紧急制动的目的。在此过程中大部分动能被消耗，仍有大量多余的动能无法被回收。在制动系统中，可以利用电子控制技术通过安装牵引电机来实现发电机的切换和制动。例如，汽车通过恒定的制动力流来实现循环储能，且新动力汽车的能源使用时间得到延长，在调速和制动调节过程中将动能转化为电能。因此，在开发新能源汽车制动系统时，应重视电池充放电特性、成型结构和机械特性等关键技术，以确保车辆其他部件的性能不受影响。

3. 6 能量自适应巡航控制系统

在能量自适应巡航控制系统中，电子传感器被用于充分收集信息，而电池运行状态、车辆新能源运行状态、及时评估和特定算法被用于操作所收集的数据。根据不同的系统结构发出控制命令，以确保车辆的行驶速度保持在标准范围内，符合车辆的行驶条件。例如，可以在车辆上配置发动机变速器传感器和雷达，以便在车辆运行期间及时感测周围环境和车身状态。如果周围的交通量较小，则可以相应地调整车辆的行驶速度。为了实现能量自适应巡航控制的目标，有必要在汽车电子控制系统中构建纵向功率模型。

4 新能源汽车电子技术的发展趋势

4. 1 锂电池的应用

电池是新能源汽车的主要部件之一，可为新能源汽车提供动力。因此，在探索新能源汽车电子技术时，有必要将研究重点放在电池技术上。其中，锂电池是未来发展的方向。鋰电池的优势在于使用寿命长、体积小、无环境污染和安全性高。例如，在生产具有独特电子结构的锂电池时，可以通过使用超级电容器来增大电极的表面积和容量。通过超级电容器的极化可以实现快速电荷存储和连续电荷释放。与传统电池相比，超级电容器的输出功率可以达到其功率的几十倍。采用直流和恒定功率输出模式，锂电池可以快速充电，全面提高汽车的耐用性。

4. 2 永磁同步电机的应用

由于新能源汽车在重新启动和停车时会出现驱动电机过载的问题，这也对转矩控制的动态特性提出了更高的要求，需确保车辆在不同的交通条件下始终保持低速高转矩、高速低转矩，确保恒定功率和转矩的稳定性，进而提高车辆性能。西方发达国家在电子控制技术应用方面已经取得了成熟的发展成果。例如，稀土永磁同步电机可以用于驱动新型动力汽车，以及钕铁硼可以用于制造永磁电机，以提高车辆性能，降低功耗，延长使用寿命。这是我国发展新能源电子技术的必然趋势。

4. 3 智能电网技术的应用

为了进一步提高新能源汽车的储能水平，有必要加强智能电网技术的开发。智能电网技术主要用于实现车辆节能功能，支持智能网络运营模式，通过网络直接为车辆充电。比亚迪公司在该技术的研究中取得了突出的发展成果，特别是在快速充电交换领域。因此，智能电网技术在提高汽车储能方面具有显著的实用价值。

5 结语

电子控制系统的性能直接关系到车辆的运行安全和能源效率。在新能源汽车的行驶过程中使用电子控制技术可以提高整车性能水平，减少能源损失。同时，新能源汽车技术和48 V 微混主流技术正处于转型期，电子控制技术为推动新能源汽车的技术发展指明了发展方向，并可根据未来趋势加强技术研究。