摘 要：與時代共同進(jìn)步的是科學(xué)技術(shù)，不同時期對科技有著不同程度的要求，改革開放后我國對科技的要求曾經(jīng)是工業(yè)生產(chǎn)力的強(qiáng)大，然而隨著不斷發(fā)展，我國的經(jīng)濟(jì)實力和工業(yè)生產(chǎn)力獲得長足提升，對環(huán)保問題有了更多考慮，其中汽車行業(yè)作為國家重要的經(jīng)濟(jì)支柱和國民的主要出行方式，其排放問題成為了環(huán)保問題的重點之一，新能源汽車的全面普及應(yīng)用和技術(shù)改革呼聲廣泛。新能源汽車的出現(xiàn)和相應(yīng)技術(shù)的不斷發(fā)展有兩方面因素，一是環(huán)保要求，二是科技進(jìn)步，新能源汽車的重點技術(shù)之一正是電控，如何在保證充分運(yùn)用清潔能源以降低排放的同時提升汽車性能正是新能源汽車研究的重要內(nèi)容，作者也正是基于這樣的思路展開論述。

關(guān)鍵詞：新能源 電控技術(shù) 發(fā)展現(xiàn)狀

Abstract：Science and technology have progressed together with the times. Different periods have different requirements for science and technology. After the reform and opening up， my country's demand for science and technology used to be the strength of industrial productivity. However， with continuous development， China's economic strength and industrial productivity have gained great progress， and more consideration has been given to environmental protection issues. Among them， the automobile industry is an important economic pillar of the country and the main mode of travel for citizens. Its emission problem has become one of the focuses of environmental protection. The comprehensive popularization and application of new energy vehicles and technological reforms are widespread. There are two factors for the emergence of new energy vehicles and the continuous development of corresponding technologies. One is environmental protection requirements and the other is technological progress. One of the key technologies of new energy vehicles is electronic control. How to ensure the full use of clean energy to reduce emissions？ At the same time， improving vehicle performance is an important part of new energy vehicle research， and the article is based on this idea.

Key words：new energy， electronic control technology， development status

國家和民族不斷發(fā)展、自強(qiáng)不息的動力正是創(chuàng)新精神，創(chuàng)新對國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技進(jìn)步具有不可忽視的重要作用，但是值得一提的是，如今國際的發(fā)展大背景是可持續(xù)發(fā)展和共同進(jìn)步，因此任何國家在發(fā)展經(jīng)濟(jì)和科技的同時都要注重環(huán)境保護(hù)問題，絕不能為了一時的眼前利益忽視長期發(fā)展。汽車行業(yè)從誕生之初就一直飛速進(jìn)步，如今已經(jīng)非常普及，但是隨著汽車的使用人數(shù)不斷增加，其尾氣排放帶來的溫室效應(yīng)等嚴(yán)重威脅到了我們的生存環(huán)境，因此繼以汽油為燃料的傳統(tǒng)汽車后，新能源汽車的概念被提出并迅速落實到應(yīng)用，雖然如今還無法全面替代傳統(tǒng)汽車，但是這一趨勢已經(jīng)出現(xiàn)。對于這種未來必然普及化的技術(shù)，世界各國都投入了大量精力進(jìn)行開發(fā)，試圖找到最符合新能源汽車發(fā)展的途徑，其中汽車的電控系統(tǒng)會在很大程度上影響其舒適性和功能性，因此，也就成為了研究中的熱門話題，本文由此展開。

1 新能源汽車電控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)概述

新能源汽車和傳統(tǒng)的以汽油為主要驅(qū)動力的汽車的區(qū)別并不僅僅體現(xiàn)在能源供給上，新能源汽車代表的除了汽車能源的變革外也是電子技術(shù)的全面進(jìn)步，兩種不同類型的汽車的電控系統(tǒng)差異巨大，傳統(tǒng)汽車將電控系統(tǒng)作為汽車的輔助系統(tǒng)，而電氣傳動裝置則成為了新能源汽車的主要動力源[1]，現(xiàn)就汽車電控系統(tǒng)的四大主要技術(shù)進(jìn)行簡述：

1.1 新能源汽車電池管理系統(tǒng)概述

電池的一致性是新能源汽車電控技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵，也是車載動力電車能夠驅(qū)動汽車的根本原因，電控系統(tǒng)中的電池管理系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)這一目標(biāo)，實現(xiàn)車載動力電池和汽車動力電池組的聯(lián)動，讓新能源汽車具有不輸傳統(tǒng)汽車的動力系統(tǒng)。電池管理系統(tǒng)的原理是將各個不同的個體電池的溫度、電壓與電流等數(shù)據(jù)收集并同步管理，通過實時監(jiān)督的方式確保電池組之間的協(xié)同合作，避免電池過載的情況的發(fā)生[2]。

在新能源汽車的電控系統(tǒng)中，電池管理系統(tǒng)的制造和運(yùn)行成本相對較高，但和傳統(tǒng)汽車中的內(nèi)燃機(jī)電力系統(tǒng)等相比其仍然具備優(yōu)勢，在電池管理系統(tǒng)中最重要的組成部分就是蓄電池，因為這是新能源汽車唯一的動力系統(tǒng)，如果蓄電池發(fā)生問題新能源汽車將無法驅(qū)動，鉛酸電池、鎳鉻電池、鎳氫電池、鋰離子電池等均是比較常見的系能源蓄電池，在新能源汽車的開發(fā)中具有不同程度的應(yīng)用。其中鋰離子電池的應(yīng)用最廣泛，由于其電壓平臺高求儲能較大的優(yōu)勢，因此很多新能源汽車品牌都喜歡用鋰電池作為主要功能技術(shù)[3]。當(dāng)然，作為一種還沒有完全成熟的技術(shù)，鋰離子電池的使用壽命還不夠長，不能完全滿足汽車的長期使用要求，更何況其儲能大的同時也帶來一定的安全隱患，因此，新能源汽車的電池管理系統(tǒng)和電池技術(shù)仍然在不斷研發(fā)中。

1.2 新能源汽車電機(jī)驅(qū)動控制系統(tǒng)概述

汽車的驅(qū)動系統(tǒng)主要包括機(jī)械和電器兩大方面，而電器系統(tǒng)中又有電動機(jī)、功率轉(zhuǎn)換器和控制器這三個主要組成，三者共同決定了汽車的起步速度和最高時速，是將能源直接應(yīng)用于驅(qū)動的汽車中樞系統(tǒng)。從技術(shù)角度來看，如今的新能源汽車在在電氣技術(shù)方面遇到的主要問題是直流電機(jī)散熱速度不足，且發(fā)動機(jī)的店刷工作過程中會產(chǎn)生一定程度的電磁輻干擾，導(dǎo)致電控系統(tǒng)的控制力度短暫降低。直流電機(jī)的散熱問題本身難以解決，因此不同國家的研究者紛紛另辟蹊徑，其中美國、日本和意大利等國家重點研究在新能源汽車驅(qū)動中交流發(fā)動機(jī)對直流電機(jī)的替代[4];我國將重點放在多態(tài)電機(jī)驅(qū)動的研發(fā)及其在汽車控制系統(tǒng)中的應(yīng)用上;還有國家選擇通過開發(fā)永磁電機(jī)的方式全面提升新能源汽車驅(qū)動系統(tǒng)的性能，利用永磁電刷強(qiáng)化原本的直流電機(jī)，從而實現(xiàn)汽車的無級變速功能，應(yīng)用這種技術(shù)的汽車在起步速度和速度調(diào)節(jié)方面更加靈活，更受歡迎，隨著IGBT等功率模塊的出現(xiàn)，永磁直流電機(jī)得到進(jìn)一步強(qiáng)化，其速度調(diào)控能力再次得到增強(qiáng)[5]。

1.3 新能源汽車能源回饋系統(tǒng)概述

能源回饋系統(tǒng)的研究是新能源汽車開發(fā)的能源再利用的必要環(huán)節(jié)，目前在考慮汽車動力學(xué)特性、電機(jī)動力特性的方面，通過變頻器的作用達(dá)到95%以上的再生能量回收利用，這里筆者簡要敘述制動能量回饋系統(tǒng)。相對于傳統(tǒng)汽車的制動能量轉(zhuǎn)化為熱量散發(fā)到周圍環(huán)境中去，制動能量回饋系統(tǒng)可在汽車制動過程中，將牽引電機(jī)轉(zhuǎn)換為發(fā)動機(jī)，依靠車輪拖動電機(jī)產(chǎn)生電能和車輪制動力矩，從而將制動能量轉(zhuǎn)化為電能儲存起來，達(dá)到提高汽車?yán)m(xù)航里程的目的。能量回饋系統(tǒng)在新能源汽車的發(fā)展中發(fā)揮著不可或缺的作用，未來的應(yīng)用領(lǐng)域也是非常可觀的[6]。

1.4 新能源汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS概述

動力助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)經(jīng)過了常規(guī)液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電子控制液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)三個發(fā)展階段，并有繼續(xù)向電子化和智能化發(fā)展的趨勢。電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理是在機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)基礎(chǔ)上加入電機(jī)作為動力源，以電動助力代替液壓助力;具有節(jié)能環(huán)保、高性能化、可控性高、重量輕、工作可靠性好、制造成本低等特點。電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)最先于1988年日本鈴木公司投入應(yīng)用，此后此技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，美國和德國相繼研制出各自的EPS系統(tǒng)。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，EPS的各項技術(shù)都日趨成熟，在控制方式和助力方式方面得到優(yōu)化，其應(yīng)用范圍和影響力不斷擴(kuò)大。我國在動力助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研究與開發(fā)比較關(guān)注，但國內(nèi)部分大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)、汽車系統(tǒng)公司在這方面的研究限于理論分析和仿真模擬[7]。

2 新能源汽車電控技術(shù)在我國的發(fā)展機(jī)遇

我國國務(wù)院曾經(jīng)下發(fā)文件對我國汽車總體排放量做出規(guī)劃，要求我國所有汽車擁有者和使用者節(jié)制適用汽車，呼吁購買汽車的人更多的選擇新能源汽車以實現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)。在新能源汽車還沒有投入使用的時候，我國際已經(jīng)開始大力推廣混合能源汽車作為傳統(tǒng)汽車向新能源驅(qū)動的過渡，雖然世界其他國家對此的呼吁力度并不都像我國一樣強(qiáng)烈，但是新能源汽車全面普及的必然趨勢還是顯而易見的。

除了國家層面的廣泛呼吁外，從客觀角度來看，新能源汽車也是對能源的高效利用方式，將原本用于驅(qū)動汽車的能源替換為可以通過清潔生產(chǎn)方式獲得的電能，即使是混合動力依然可以節(jié)省部分資源，從而提升國家的資源儲備量和綜合實力。而且除了國家的要求和科技發(fā)展對能源的高效利用外，隨著生活水平的不斷提升所有人的環(huán)保意識也得到了增強(qiáng)，大家意識到了保護(hù)環(huán)境不僅是國家的號召，更是關(guān)乎到每個人的生存環(huán)境，因此對哪怕新能源驅(qū)動技術(shù)沒有完全成熟且比較昂貴，但民眾對新能源汽車的應(yīng)用還是有了更高的接受[8]。

3 新能源汽車電控技術(shù)的發(fā)展趨勢

3.1 混合動力汽車對新能源汽車的過渡作用

顧名思義，混合動力汽車是一種將內(nèi)燃機(jī)技術(shù)和新能源驅(qū)動技術(shù)共同運(yùn)用的汽車驅(qū)動方式，在分類上混合動力汽車屬于電動汽車，但是從實際角度來其更應(yīng)該被稱之為“半電動汽車”，不過即使沒有完全實現(xiàn)電力驅(qū)動，但是其環(huán)保的理念和對資源的節(jié)約與傳統(tǒng)汽車相比依然優(yōu)勢明顯。在新能源汽車相關(guān)技術(shù)完全成熟以前，混合動力汽車很有可能替代傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車占領(lǐng)廣闊的汽車市場，這種現(xiàn)象不僅是新能源汽車到來前的鋪墊，更是技術(shù)革新過程的具象化體現(xiàn)之一。

3.2 新能源汽車對傳統(tǒng)汽車的全面替代

用傳統(tǒng)的眼光來看，電力并不屬于清潔能源，因為在過去只能通過燒煤等有限手段發(fā)電，再將電力應(yīng)用于其他活動中，這一過程中不但有不低的能源浪費(fèi)，而且發(fā)電過程嚴(yán)重污染環(huán)境。但是，如今隨著各種清潔發(fā)電技術(shù)的出現(xiàn)，電力成為了清潔能源的代表，水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、潮汐發(fā)電與太陽能發(fā)電等都不會對環(huán)境產(chǎn)生任何污染且非常節(jié)約資源，因此，以電力驅(qū)動的汽車當(dāng)然是清潔的新能源汽車，基于環(huán)保的大背景，新能源汽車對傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的代替只是時間問題。新能源汽車的優(yōu)勢不僅在于零排放，其電力驅(qū)動的特性也帶來了低噪音的優(yōu)點，無論是尾氣污染還是噪音污染都幾近于無，且能量轉(zhuǎn)化率非常高，實現(xiàn)了節(jié)能要求。不僅如此，新能源汽車的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對簡單，在控制和維修方面更加容易，從各個角度來看都是汽車未來發(fā)展的必然取向，唯一的問題是新能源汽車的蓄電池技術(shù)還不過硬，以鋰電池為主的蓄電池續(xù)航能力較差，需要頻繁充電維持汽車運(yùn)行，但科技的不斷發(fā)展一定會解決這一問題，從而令市面上的汽車都成為新能源驅(qū)動，為節(jié)能和環(huán)保工作做出貢獻(xiàn)[9]。

3.3 通過燃料電池技術(shù)對新能源技術(shù)進(jìn)行補(bǔ)充

在完全實現(xiàn)可再生清潔能源的全面應(yīng)用之前，可以將燃料電池技術(shù)作為新能源汽車的主要驅(qū)動力，雖然這一技術(shù)并不能實現(xiàn)零排放，但是卻能夠?qū)崿F(xiàn)“節(jié)能環(huán)?！睉?zhàn)略中的“節(jié)能”，因為燃料電池的分支之一為生物燃料技術(shù)，而生物燃料具有高度可再生性，農(nóng)村生產(chǎn)活動中價值較低的秸稈等即可加工燃料的原材料使用，甚至草根、樹葉等也是潛在的能源。從技術(shù)角度來看，燃料電池技術(shù)仍然屬于內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的衍生之一，也就是說并沒有脫離傳統(tǒng)汽車能源系統(tǒng)制造技術(shù)的桎梏，依然會存在汽車尾氣排放從而污染環(huán)境的問題，但是與以汽油為主要燃料的傳統(tǒng)汽車相比，這種技術(shù)最起碼在能源消耗方面更低，因此，在清潔能源短期內(nèi)無法完全替代傳統(tǒng)汽車的情況下，電池燃料在汽車制造中的應(yīng)用依然有可預(yù)期的大好前景[10]。不過，我國當(dāng)前主要致力于新能源汽車的全面開發(fā)，在燃料電池研究方面并不突出，基于市場需要，可以考慮適當(dāng)將研究精力向燃料電池方面偏移，以期在汽車制造領(lǐng)域獲得更高的市場競爭力。

4 結(jié)語

汽車作為現(xiàn)代科技的重要成果，為運(yùn)輸活動和人們的日常出行提供了很大便利，但是隨著使用人數(shù)的不斷增加，也成為了大氣污染的主要來源之一，但想要限制汽車的數(shù)量是很困難，所謂“由儉入奢易，由奢入儉難”，當(dāng)享受到了科技帶來的便利后就很難坦然接受曾經(jīng)的各種不便，因此，只能從清潔能源的角度入手緩解汽車污染，并隨著清潔能源的不斷開發(fā)和普及逐漸將這一類型的污染消弭于無形，由于環(huán)保是國際社會的廣泛呼聲，從中也不難看出新能源汽車對傳統(tǒng)汽車的全面代替是國際化趨勢。雖然各國科學(xué)家對新能源汽車各項關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)有了比較深入的研究，但是蓄電技術(shù)作為汽車電控的核心依然沒有取得理想的突破，其實際應(yīng)用能力有待加強(qiáng)，文中論述了幾種當(dāng)前新能源汽車的關(guān)鍵電控技術(shù)，對新能源汽車的未來發(fā)展機(jī)遇和趨勢做出了客觀評價，作者也由衷希望其對傳統(tǒng)汽車的全面替代能盡快完成，為節(jié)能環(huán)保理念下的可持續(xù)發(fā)展觀的踐行添磚加瓦。

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作者簡介

趙福利：（1979.5—），女，貴州金沙人，大學(xué)本科，講師。研究方向：汽車技術(shù)。