翁基明

[摘 要]為增強新能源汽車設(shè)計的可行性，人員及時展開相應(yīng)試驗，通過利用先進的測試軟件，輔以工控機、測功機、數(shù)據(jù)采集卡、電機控制器等硬件設(shè)備，形成一整套功能完善的多通道數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)。以電控平臺試驗的方法，提高新能源汽車的故障報警、動態(tài)檢測等能力，因此，要加強對新能源汽車的電子設(shè)計，并對關(guān)鍵部位進行有效調(diào)試，從而降低成本及風(fēng)險。

[關(guān)鍵詞]汽車新能源;電子設(shè)計;實踐

一、前言

根據(jù)新能源汽車電子產(chǎn)品的需求，從電子設(shè)備的流程出發(fā)，以簡單、有效的設(shè)計，提高新能源汽車控制器的控制能力。尊重客戶需求，大大降低電子產(chǎn)品成本，采取DFSS設(shè)計，提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性，并在設(shè)計過程中不斷優(yōu)化，從而保證電子產(chǎn)品設(shè)計階段的產(chǎn)品質(zhì)量。執(zhí)行相應(yīng)的電子設(shè)計方案，明確新能源汽車電子產(chǎn)品的設(shè)計目標(biāo)，充分驗證相應(yīng)功能是否切實可行，控制電機端電壓的平均值，確保設(shè)計的產(chǎn)品與客戶的最初期望相符合。

二、DFSS的相關(guān)介紹

DFSS是六西格瑪設(shè)計的簡稱，注重對客戶需求的分析與了解，降低產(chǎn)品成本，設(shè)定合理的設(shè)計目標(biāo)，遵照標(biāo)準(zhǔn)化流程，逐步完成電子產(chǎn)品設(shè)計任務(wù)，從而有效提高電子產(chǎn)品設(shè)計的穩(wěn)定性。

1. DFSS的特點

DFSS是以顧客為中心的產(chǎn)品設(shè)計思路，通過廣泛搜集市場信息，了解不同身份顧客的產(chǎn)品需求，便于有針對性地展開相應(yīng)的測試工作，保證最終設(shè)計的產(chǎn)品可以達到顧客的期望值。將相應(yīng)的設(shè)計任務(wù)分為子系統(tǒng)設(shè)計和層次設(shè)計這兩個部分，關(guān)注過程特性，對電子產(chǎn)品設(shè)計過程的能力指標(biāo)和技術(shù)要求進行重點分析。通過在設(shè)計初期制訂成本目標(biāo)及質(zhì)量目標(biāo)，同時構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，提高新能源汽車電子產(chǎn)品的可靠性。

2. DFSS的設(shè)計流程

采用 DFSS設(shè)計時，首先確定電子產(chǎn)品功能，論證其可行性，接著細(xì)化并確認(rèn)產(chǎn)品的功能需求，了解電路設(shè)計內(nèi)容，預(yù)測可能發(fā)生的動態(tài)情況，然后根據(jù)數(shù)學(xué)模型完成元器件選型工作，同時優(yōu)化產(chǎn)品和過程設(shè)計。在交付時間允許的條件下，進一步提高電子產(chǎn)品的穩(wěn)健性，盡量減少產(chǎn)品設(shè)計過程失效的可能，最后驗證產(chǎn)品設(shè)計的期望水平，以試驗法驗證電子產(chǎn)品的安全性。

三、汽車新能源中電子設(shè)計的實踐

1.識別

新能源汽車整車控制器在全溫度范圍內(nèi)，工作時的正常電壓為8V到16V，因此在電子產(chǎn)品設(shè)計的環(huán)節(jié)，設(shè)計人員及時明確電路設(shè)計中微控制器、收發(fā)器等硬件的電壓要求，蓄電池電壓在6V到16V情況下，微控制器和收發(fā)器可以正常運行。

2.定義

根據(jù)電源部分的原理圖，設(shè)計穩(wěn)壓器，從而為收發(fā)器和微控制器提供充足電源，同時穩(wěn)壓器輸出的復(fù)位信號成為微控制器的復(fù)位輸入信號，從而完善電源電路功能。了解電源電路設(shè)計中的中間變量：二極管輸出電壓、穩(wěn)壓器輸出電壓、穩(wěn)壓器復(fù)位信號，這三個中間變量分別受控于相應(yīng)的干擾因子及控制因子。

3.優(yōu)化設(shè)計

依據(jù)整車需求，在滿足電路性能要求的情況下，設(shè)計人員采用DFSS法展開相應(yīng)設(shè)計工作，同時優(yōu)化設(shè)計方案，將設(shè)計成本控制在可承受范圍內(nèi)，更好地達到新能源汽車電子設(shè)計目標(biāo)。依據(jù)極限性能指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)元器件設(shè)計中的均值和標(biāo)準(zhǔn)差，實踐中得知，DFSS設(shè)計中選用的ISR154-400可以滿足整車的需求。新能源汽車供油系統(tǒng)的設(shè)計環(huán)節(jié)，及時采用電子控制技術(shù)，精確控制油耗，采用多點式電子控制燃油噴射技術(shù)，不僅可以有效控制噴油量和噴油時間，還可以最大限度地減少石油的消耗，充分體現(xiàn)出節(jié)能設(shè)計。注重控制系統(tǒng)優(yōu)化，對系統(tǒng)控制功能作改進，提高發(fā)動機性能，有利于改善新能源汽車的總體性能。

4.驗證過程

構(gòu)建完善的新能源汽車電子設(shè)計試驗臺系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其中主要涉及機械部件和測控系統(tǒng)這兩個部分，通過模擬新能源汽車運行工況及工作模式，有效驗證新能源汽車電子部位設(shè)計的有效性與安全性。首先驗證發(fā)動機起步加速的設(shè)計效果，將工控機進行初始化，啟動發(fā)動機，閉合發(fā)動機離合器，隨著油門開度的增加，車速也隨之增加，車速為25km/h時，松開油門，卸掉負(fù)載，車速減到0時，關(guān)閉發(fā)動機，同時保存數(shù)據(jù)。然后進行電機啟動試驗，打開測控系統(tǒng)，將循環(huán)系統(tǒng)運行速度調(diào)至500m/s，設(shè)定輸出電壓及輸出電流，啟動電源，及時觀察轉(zhuǎn)速變化。通過展開試驗，了解到測控系統(tǒng)可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集功能的有效控制，達到新能源汽車零部件試驗中的功能需求，設(shè)計的控制系統(tǒng)具有很強的抗干擾能力。

四、結(jié)語

本文首先介紹DFSS的主要特點及設(shè)計流程，便于更多地了解DFSS的知識。然后針對汽車新能源中電子設(shè)計的實踐作具體分析，遵循標(biāo)準(zhǔn)化的識別、定義、優(yōu)化、驗證等流程，根據(jù)微控制器、收發(fā)器等硬件的電壓要求，進行有效設(shè)計，完善電源電路功能。并模擬新能源汽車運行工況及工作模式，分別驗證發(fā)動機起步加速的設(shè)計效果、電機啟動時轉(zhuǎn)速變化等內(nèi)容，保證電子設(shè)計的可靠性及安全性，從而達到客戶的預(yù)期值。

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[作者單位]

揚州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校

（編輯：鄭曉燕）