【摘 要】對(duì)于新能源汽車而言，其動(dòng)力效率、安全性、可靠性以及控制策略與其電子控制單元ECU的性能有關(guān)。因此，新能源汽車的發(fā)展，離不開(kāi)對(duì)電氣控制單元的研究和探索。本文通過(guò)對(duì)新能源汽車電子控制的關(guān)鍵性技術(shù)進(jìn)行研究。

【關(guān)鍵詞】新能源汽車 電子控制 關(guān)鍵性技術(shù) 研究

在1970年代，全球石油危機(jī)爆發(fā)后，歐美跨國(guó)汽車公司就開(kāi)始對(duì)新能源汽車進(jìn)行了探索和研究。在國(guó)內(nèi)，從“八五”開(kāi)始到“十五”，三個(gè)五年之間對(duì)于新能源汽車也加大了研究和生產(chǎn)力度，然而卻沒(méi)能完全將科學(xué)研究成果轉(zhuǎn)化為實(shí)物，產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目數(shù)量極少。隨著能源危機(jī)的日益嚴(yán)峻，傳統(tǒng)的石化能源日益減少，環(huán)境污染問(wèn)題嚴(yán)重，新能源的開(kāi)發(fā)工作日益受到關(guān)注。新能源汽車以節(jié)能和減排為核心目標(biāo)，具有高能源利用效率以及環(huán)保的特點(diǎn)，這也使其成為了汽車發(fā)展的一個(gè)新方向。對(duì)于新能源汽車而言，電子控制技術(shù)是其性能以及使用質(zhì)量的關(guān)鍵因素，因此加大對(duì)汽車電子控制單元的研究，也是推動(dòng)新能源汽車發(fā)展的一條有效途徑。

一、新能源汽車的發(fā)展

在我國(guó)，新能源汽車的開(kāi)發(fā)和探索深受國(guó)家政府關(guān)注。早在1995年國(guó)家便開(kāi)始研究蓄電池新能源汽車，并經(jīng)過(guò)探索，累積了大量的經(jīng)驗(yàn)，取得了不錯(cuò)的成果。對(duì)于蓄電池新能源汽車的研究和開(kāi)發(fā)，最早是由中國(guó)遠(yuǎn)望集團(tuán)以及清華大學(xué)等單位發(fā)起的。到了“十五”，國(guó)家將新能源汽車納入重大科技項(xiàng)目中，激勵(lì)了更多人對(duì)新能源汽車的研究。純新能源汽車開(kāi)始生產(chǎn)，并得到了應(yīng)用；混合動(dòng)力汽車產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化；燃料電池汽車的發(fā)展具備國(guó)際水平?！笆晃濉钡臅r(shí)候，由于國(guó)家政策的實(shí)施，新能源汽車發(fā)展加快。到了08年的5月份，“十城千輛”計(jì)劃提出后，新能源汽車開(kāi)始進(jìn)行生產(chǎn)和運(yùn)行。

二、新能源汽車電子控制的關(guān)鍵性技術(shù)

對(duì)于新能源汽車而言，電子控制單元的性能與汽車的安全性、可靠性、能源利用率以及控制策略等都有著密不可分的關(guān)系。由此可見(jiàn)，對(duì)于新能源汽車而言，電子控制單元的開(kāi)發(fā)和研制具有十分重要的價(jià)值和意義。

對(duì)于新能源汽車而言，電子控制單位是其核心，在結(jié)構(gòu)上主要包括了能源再生制動(dòng)以及能源管理系統(tǒng)等一系列的子系統(tǒng)。每個(gè)子系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上，主要包括了控制策略系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、傳感器、信號(hào)處理系統(tǒng)、指示電路以及診斷電路等。對(duì)于不同新能源汽車而言，其電子控制單元存在差異性，然而整體上，其電子控制單元的主要構(gòu)件還是包括了幾個(gè)核心元件，即能源再生制動(dòng)系統(tǒng)、電機(jī)控制系統(tǒng)、動(dòng)力總控系統(tǒng)、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以及能源管理系統(tǒng)。

對(duì)于能量管理系統(tǒng)而言，其主要構(gòu)件包括了功率限制單元、充放電控制單元以及功率分配單元等。在原理上，主要對(duì)電子控制單元中數(shù)據(jù)采集電路收集的電池狀態(tài)信息等進(jìn)行處理，從而生成相關(guān)的指令，并將其發(fā)送至功能模塊。能量管理系統(tǒng)的主要作用是對(duì)汽車蓄電池的工作進(jìn)行維持，使其處于最佳運(yùn)行狀態(tài)。另外，其通過(guò)對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)運(yùn)行信息采集，對(duì)子系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行了監(jiān)控，并結(jié)合實(shí)際情況對(duì)系統(tǒng)的充電進(jìn)行控制，同時(shí)還能夠顯示剩余能量。由此可見(jiàn)，對(duì)于能量管理系統(tǒng)而言，其在數(shù)據(jù)采集模塊上要求具備較好的可靠性和安全性，從而實(shí)現(xiàn)電池的無(wú)損充電和充放電監(jiān)控，有利于保證電池的正常運(yùn)行。

對(duì)于傳統(tǒng)的汽車制動(dòng)，主要通過(guò)摩擦降低汽車動(dòng)能，從而控制汽車的速度，結(jié)合能量守恒定律，降低的動(dòng)能主要轉(zhuǎn)化為熱能。汽車的制動(dòng)主要利用牽引電機(jī)到發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的拖動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車速度的控制，降低的動(dòng)能主要轉(zhuǎn)化為電能進(jìn)行儲(chǔ)存。在新能源汽車的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，再生制動(dòng)能源回饋系統(tǒng)是開(kāi)發(fā)內(nèi)容之一，其研究需要結(jié)合汽車的動(dòng)力學(xué)、電機(jī)特點(diǎn)以及電池安全性等因素。

在電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)上，主要構(gòu)件包括了電機(jī)、數(shù)字控制器、傳感器以及電力電子變流器等。新能源汽車的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，目前主要采用開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)、感應(yīng)電機(jī)以及永磁同步電機(jī)。在控制原理上，主要包括了電樞電壓控制法、直流電機(jī)勵(lì)磁控制法等。

對(duì)于電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)而言，結(jié)構(gòu)上主要包括了電機(jī)、傳感器以及電控單元等。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電控單位通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)向盤的相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，包括力矩、轉(zhuǎn)動(dòng)角度以及車速等，從而對(duì)電機(jī)運(yùn)行方向以及電流進(jìn)行調(diào)整，并對(duì)電機(jī)發(fā)送相關(guān)的指令。然后再結(jié)合減速器以及離合器對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)補(bǔ)充動(dòng)力，有利于助力轉(zhuǎn)向的控制。電機(jī)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在開(kāi)發(fā)工作上以研制出低成本高性能的傳感器以及助理電機(jī)為主。

動(dòng)力總成控制系統(tǒng)主要由動(dòng)力總成控制單元、發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元、AMT控制器、電機(jī)控制器以及動(dòng)力電池管理系統(tǒng)組成。通過(guò)明確電機(jī)的輸出功率比例，動(dòng)力總成控制系統(tǒng)能夠使汽車性能持續(xù)處于最佳狀態(tài)。

電子控制單元系統(tǒng)的核心主要為工業(yè)處理器硬件平臺(tái)，其具有高性能性，包括了中央處理器、DMA、高速CAN、IAVA/DSP指令加速器、A/D、以太網(wǎng)以及USB等，這些元件的共同結(jié)合，能夠加強(qiáng)對(duì)汽車的控制水平。軟件主要引進(jìn)了開(kāi)源的嵌入式LINUX實(shí)時(shí)多任務(wù)平臺(tái)系統(tǒng)。系統(tǒng)開(kāi)發(fā)存在以下幾個(gè)任務(wù)：電磁兼容環(huán)境下的硬件設(shè)計(jì)；軟件選擇和內(nèi)核裁減改善；再生制動(dòng)能源回饋系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；系統(tǒng)通信；自動(dòng)控制巡航技術(shù)的設(shè)計(jì)。

三、結(jié)束語(yǔ)

新能源汽車具有高能源利用率以及環(huán)保節(jié)能的特點(diǎn)，因此深受世界各國(guó)的關(guān)注。在新能源汽車的開(kāi)發(fā)上，電子控制單元是其重要核心內(nèi)容，其性能好壞與汽車的質(zhì)量和功能存在直接關(guān)系，因此在開(kāi)發(fā)工作中還需要加大對(duì)電子控制關(guān)鍵技術(shù)的研究。

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