文/ 馮儷元

0 引言

如今，隨著科技水平不斷發(fā)展，生活質(zhì)量不斷提升，汽車已經(jīng)成為出行必備交通工具之一。雖然汽車的快速發(fā)展?jié)M足了人們便捷出行，但是汽車尾氣排放使大氣污染日益嚴(yán)重。同時(shí)，隨著汽車銷量增加，能源消耗量也隨之加大，間接加劇了中國的能源短缺，從而導(dǎo)致能源危機(jī)。因此，為了改善現(xiàn)狀，新能源節(jié)能汽車的研發(fā)成了國家相關(guān)部門和汽車制造企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。在這樣趨勢(shì)下，電子設(shè)計(jì)技術(shù)在其中發(fā)揮了顯著成效。將電子設(shè)計(jì)技術(shù)融入汽車實(shí)際設(shè)計(jì)中，不僅有效地控制速度的合理性，而且很大程度上降低了汽車能耗，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排效果，為降低大氣環(huán)境污染提供了保障。因此，有必要對(duì)電子設(shè)計(jì)技術(shù)在汽車新能源動(dòng)力研發(fā)中的運(yùn)用進(jìn)行深入研究。

1 中國新能源汽車與電子設(shè)計(jì)技術(shù)概述

1.1 新能源動(dòng)力汽車

新能源汽車是由燃料與電子控制技術(shù)共同作為動(dòng)力輸出的新結(jié)構(gòu)汽車，能夠有效降低能源消耗。其燃料能源種類繁多，風(fēng)能、太陽能及生物質(zhì)能等皆可以作為動(dòng)力來源。普通汽車的主要?jiǎng)恿υ匆允突虿裼瓦M(jìn)行動(dòng)力輸出，汽車尾氣會(huì)對(duì)大氣環(huán)境造成一定的污染，且隨著能源消耗，也會(huì)造成能源短缺危機(jī)。而新時(shí)代的能源動(dòng)力汽車，通過新型能源進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，且車載動(dòng)力裝置采用了先進(jìn)技術(shù)設(shè)計(jì)，有效減少了有害尾氣的排放。此外，新型能源汽車還提升了汽車整體性能，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排的目標(biāo)，緩解了能源危機(jī)。

1.2 電子設(shè)計(jì)技術(shù)

如今，隨著中國電子技術(shù)日益發(fā)展，電子技術(shù)已廣泛應(yīng)用于汽車生產(chǎn)制造領(lǐng)域，為現(xiàn)代汽車新能源的發(fā)展提供可靠的技術(shù)支撐，從而真正有效控制汽車的能源消耗。其次，電子技術(shù)對(duì)汽車驅(qū)動(dòng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)起著至關(guān)重要的作用，有利于使其得到徹底的改進(jìn)，從而更好地提高汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命和性能。通過電子控制技術(shù)，新型能源汽車可以科學(xué)地使用石油，降低油耗，保障油耗計(jì)算的準(zhǔn)確性。而傳統(tǒng)汽車在使用過程中會(huì)消耗大量能源，且無法有效地檢測(cè)能源的使用情況，這會(huì)產(chǎn)生大量的石油損耗，從而產(chǎn)生能源危機(jī)。另外，合理運(yùn)用電子設(shè)計(jì)技術(shù)，可以優(yōu)化車體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高打火裝置性能，避免在行駛過程中出現(xiàn)熄火現(xiàn)象，還可以對(duì)汽車斷電器進(jìn)行優(yōu)化，減少發(fā)動(dòng)機(jī)的損耗，減少尾氣排放，以實(shí)現(xiàn)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。

2 電子設(shè)計(jì)在汽車新能源中的運(yùn)用

2.1 電子診斷系統(tǒng)

電子設(shè)計(jì)在汽車新能源中占有重要地位,合理運(yùn)用電子設(shè)計(jì)可以更好地保障汽車的實(shí)用性，在滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的需求同時(shí)，也能節(jié)能減排，緩解能源危機(jī)，實(shí)現(xiàn)社會(huì)和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。電子診斷系統(tǒng)作為電子設(shè)計(jì)重要組成部分之一，是新能源汽車智能化的主要核心，直接關(guān)系到新能源汽車的續(xù)航性能，因此，對(duì)電池模塊電子診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，極為重要。電池模塊的設(shè)計(jì)包括健康狀態(tài)和荷電狀態(tài)的評(píng)估、控制系統(tǒng)的發(fā)展方向、設(shè)計(jì)電池組的專家診斷系統(tǒng)以及對(duì)通信數(shù)據(jù)模塊的合理使用等。

隨著電子設(shè)計(jì)技術(shù)的快速發(fā)展，電子控制系統(tǒng)對(duì)于故障的診斷方法也隨之改變，和傳統(tǒng)診斷方法有很大區(qū)別。汽車電子診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以對(duì)故障問題進(jìn)行精準(zhǔn)的判斷，通過框架內(nèi)的數(shù)據(jù)通信模塊可以捕捉并傳遞診斷系統(tǒng)所需的信息，在出現(xiàn)故障時(shí)，將診斷結(jié)果自動(dòng)存儲(chǔ)，然后通過指出故障代碼，了解車輛的運(yùn)行狀態(tài)，保證數(shù)據(jù)管理處于安全的狀態(tài)。此外，診斷數(shù)據(jù)會(huì)不斷進(jìn)行更新，通過數(shù)據(jù)接口采集相關(guān)數(shù)據(jù)，監(jiān)控傳感器的性能指標(biāo)，從而發(fā)揮電子診斷系統(tǒng)在新能源汽車中的重要作用。

2.2 電子控制系統(tǒng)

對(duì)于新能源汽車而言，電控單元的質(zhì)量直接關(guān)系到車輛的安全性能。電子控制單元系統(tǒng)中的每個(gè)部件都需要用來改善電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行，利用高轉(zhuǎn)矩響應(yīng)控制來降低能耗。同時(shí)，利用好180度變頻控制在電機(jī)控制領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)電子控制系統(tǒng)精確控制油耗，盡可能降低能耗，減少廢氣排放，充分發(fā)揮新能源汽車節(jié)能減排的優(yōu)勢(shì)。此外，新能源汽車的設(shè)計(jì)中，點(diǎn)火系統(tǒng)也進(jìn)行優(yōu)化改革，利用電子控制進(jìn)行非接觸式點(diǎn)火，在提高點(diǎn)火能量的同時(shí)也降低發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗，充分發(fā)揮新型斷路器的優(yōu)勢(shì)?？梢姡娮涌刂葡到y(tǒng)在新能源汽車中十分重要，其與電子診斷系統(tǒng)一樣，都是電子設(shè)計(jì)的重要組成部分，在新能源汽車研發(fā)中占據(jù)不可或缺的地位。

2.3 電動(dòng)機(jī)仿真技術(shù)

在新能源汽車研發(fā)的過程中，仿真技術(shù)起重要作用。因此，對(duì)仿真技術(shù)進(jìn)行分析探討具有重要意義，這將有助于促進(jìn)電子設(shè)計(jì)技術(shù)有效應(yīng)用于新能源汽車的設(shè)計(jì)中。以下是新能源汽車中常用的仿真技術(shù)：第一，電磁仿真技術(shù)。在新能源汽車電動(dòng)機(jī)的研發(fā)過程中，電子設(shè)計(jì)軟件需要將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和輸出模型引入電磁仿真系統(tǒng)，合理運(yùn)用電動(dòng)模式驅(qū)動(dòng)車輛，通過計(jì)算制動(dòng)時(shí)間，減少熱損失現(xiàn)象，有效優(yōu)化方案。第二，電子器件仿真技術(shù)。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可根據(jù)電子裝置調(diào)整電氣傳輸系統(tǒng)，電子設(shè)備的反饋信號(hào)控制著電池供給牽引電機(jī)的電能。由于電子設(shè)備在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，為有效避免對(duì)電子元器件造成熱損傷，有必要根據(jù)電子系統(tǒng)的具體情況設(shè)計(jì)散熱路徑。在對(duì)新能源汽車動(dòng)力設(shè)備進(jìn)行熱分析時(shí)，可以通過特定算法確定車輛在不同時(shí)刻整個(gè)電子系統(tǒng)的電流變化情況。第三，電磁兼容性仿真技術(shù)。高壓、大電流、大功率電子轉(zhuǎn)換裝置在新能源汽車中的應(yīng)用，將有效地檢測(cè)信號(hào)并平穩(wěn)信號(hào)的傳輸。為了避免和消除干擾，有必要科學(xué)地設(shè)計(jì)汽車電機(jī)及其周圍的電磁場(chǎng)。同時(shí)，在新能源汽車研發(fā)的過程中，需要合理運(yùn)用好CAE技術(shù)，其在研發(fā)過程中發(fā)揮極大的優(yōu)勢(shì)并具有不可替代的作用。

2.4 汽車電工電子的設(shè)計(jì)趨勢(shì)

隨著中國科技水平的進(jìn)步和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，汽車電工電子技術(shù)的應(yīng)用范圍在不斷擴(kuò)大，在不斷改革創(chuàng)新下，汽車的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)已不再局限于局部控制，而是實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)車輛系統(tǒng)的控制和設(shè)計(jì)，從而帶動(dòng)中國汽車行業(yè)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化、智能化、信息化改革，更全面地滿足人們?nèi)粘Ｐ枨?。此外，汽車電工電子技術(shù)的不斷發(fā)展，不僅降低汽車的使用能耗，減少環(huán)境污染，也改進(jìn)了汽車的舒適性與安全性，為汽車行業(yè)及社會(huì)帶來良好的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益。

在未來發(fā)展的過程中，天然氣、電能、太陽能等自然能源將會(huì)更好地運(yùn)用到汽車研發(fā)設(shè)計(jì)中，這不僅滿足了社會(huì)和環(huán)境節(jié)能減排的發(fā)展要求，也為汽車電工電子設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展提供良好的契機(jī)。同時(shí)，汽車電工電子的設(shè)計(jì)和開發(fā)將主要集中在智能系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的創(chuàng)新改進(jìn)上，在保障安全運(yùn)行的前提下，最大程度優(yōu)化汽車各個(gè)方面的性能，使之在未來長(zhǎng)期的運(yùn)行和使用過程中維持安全、穩(wěn)定、高效、舒適、低能耗的狀態(tài)，為人們帶來更好的駕駛體驗(yàn)，滿足節(jié)能減排的發(fā)展需求。

3 汽車新能源節(jié)能動(dòng)力優(yōu)化措施

隨著中國新能源汽車的發(fā)展，新能源汽車的研發(fā)水平在不斷提高，而汽車的節(jié)能減排的問題也受到高度重視。在開發(fā)生產(chǎn)新能源汽車時(shí)，技術(shù)人員也開始嘗試各種新技術(shù)、新材料，以滿足節(jié)能環(huán)保的要求。因此，為保證新能源汽車的研發(fā)和應(yīng)用達(dá)到更好的效果，需要采用科學(xué)有效的節(jié)能優(yōu)化措施，具體可以從以下幾方面進(jìn)行優(yōu)化：第一，控制車身重量。當(dāng)空載狀態(tài)下汽車運(yùn)行時(shí)，油耗比較大，因此，可以通過控制車身的重量，滿足節(jié)能要求。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)查表明，整車重量降低10%，油耗可節(jié)約8%左右?，F(xiàn)如今，許多新型材料被生產(chǎn)出來，這些新型材料的應(yīng)用可以有效減輕車輛的重量，比如：用輕型有色金屬代替鋼材等。第二，減少駕駛阻力。汽車在道路行駛過程中必然會(huì)遇到阻力，比如：空氣阻力和摩擦阻力。當(dāng)汽車以正常速度行駛時(shí)?？諝庾枇?huì)加大發(fā)動(dòng)機(jī)功率的消耗。除外部因素外，汽車形狀也影響空氣阻力的程度。目前，汽車外形和結(jié)構(gòu)大多都以流線型為主，一方面，非常美觀；另一方面，可以有效減少車輛行駛時(shí)的空氣阻力。第三，節(jié)能汽車控制臺(tái)的設(shè)計(jì)。目前，很多汽車空調(diào)都采用蒸汽壓縮驅(qū)動(dòng)，會(huì)消耗大量能源，不過新型壓縮機(jī)的應(yīng)用，可有效達(dá)到節(jié)能的效果。隨著時(shí)代的發(fā)展，新能源和新技術(shù)的應(yīng)用，可以有效節(jié)約能源消耗，提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們對(duì)汽車的需求不斷增加，提高節(jié)能減排性能已成為必然要求。將新能源動(dòng)力和電子設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用于汽車的生產(chǎn)和研發(fā)中，不僅可以減少汽車的燃料消耗和尾氣排放，而且可以更好地實(shí)現(xiàn)環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。相關(guān)汽車行業(yè)應(yīng)重視電子設(shè)計(jì)技術(shù)在新能源汽車研發(fā)上的應(yīng)用，掌握電子控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，并采取科學(xué)有效的優(yōu)化創(chuàng)新策略，不斷提高中國新能源汽車生產(chǎn)水平，提高我國在國際上的競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)我國汽車行業(yè)又快又好的發(fā)展。