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        新能源汽車電子控制技術(shù)研究分析

        2023-10-24 15:21:32王虎
        時代汽車 2023年19期
        關(guān)鍵詞:應用要點

        王虎

        摘 要:新能源汽車的出現(xiàn),對改善環(huán)境污染、緩解能源緊張局勢具有重要意義。近年來,新能源汽車不斷創(chuàng)新發(fā)展,對電子控制技術(shù)的應用越來越普及,有利于保障汽車控制的靈活性和有效性。結(jié)合當前新能源汽車的發(fā)展情況、電子控制技術(shù)對汽車行業(yè)發(fā)展的影響等,綜合分析各項技術(shù)的應用情況,旨在為新能源汽車向前發(fā)展提供借鑒和參考。

        關(guān)鍵詞:新能源汽車 電子控制技術(shù) 應用要點

        隨著我國社會經(jīng)濟高質(zhì)量建設(shè)與生態(tài)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施背景下,對于新能源汽車的關(guān)注度逐漸提升,通過推廣清潔能源汽車可降低環(huán)境污染程度,減少對傳統(tǒng)化石能源的消耗量。但在新能源汽車研發(fā)過程中,對于電子控制技術(shù)的應用還存在一定限制,如缺少適配性、新能源開發(fā)不合理等,嚴重影響現(xiàn)代汽車行業(yè)的創(chuàng)新進步?;诖?,應當綜合考慮當前汽車行業(yè)的生態(tài)化建設(shè)需求,實現(xiàn)新能源的可持續(xù)開發(fā),通過對汽車電子控制技術(shù)的科學運用,有利于進一步推動汽車產(chǎn)業(yè)與自然環(huán)境相互協(xié)調(diào),實現(xiàn)穩(wěn)定發(fā)展目標。

        1 新能源汽車及電子控制概述

        1.1 新能源汽車概念及發(fā)展情況

        新能源汽車即是指利用新型的清潔能源作為動力的汽車類型,在環(huán)境污染問題日益突出、化石能源緊張的形勢下,新能源是汽車行業(yè)未來發(fā)展的重要方向。而在研發(fā)清潔能源汽車時,需要改進車輛原本的控制系統(tǒng),采用與傳統(tǒng)能源不同的驅(qū)動方式。其注重利用先進技術(shù)對汽車動力系統(tǒng)和驅(qū)動系統(tǒng)進行控制,進而降低對環(huán)境的負面影響,實現(xiàn)汽車產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標[1]。

        近幾年,我國在全社會中倡導節(jié)能減排理念,促使新能源成為汽車技術(shù)發(fā)展的主要方向,其強調(diào)利用新能源替代傳統(tǒng)的石化能源,有助于提升資源利用率,并且可滿足綠色環(huán)保的要求。當前階段電能是一種相對較好的選擇,通過風力發(fā)電、水力發(fā)電和太陽能發(fā)電等方式,能夠生產(chǎn)價格低廉、資源量豐富的電能,為新能源汽車的大規(guī)模研制和開發(fā)提供了良好基礎(chǔ)。同時電能相比于石化能源,屬于可再生能源,在使用時對周邊環(huán)境幾乎不會產(chǎn)生污染,具有較為廣闊的應用前景?,F(xiàn)階段,我國現(xiàn)有的新能源汽車類型,包含有蓄電池汽車、混合動力汽車、氫動力汽車,其是以電池和電機等作為行駛基礎(chǔ)和動力,并以電子控制系統(tǒng)作為核心,實現(xiàn)對新能源汽車的車身進行控制和動力牽引,同時能夠在行駛的過程中,提供信息傳送服務,進而幫助駕駛員可詳細掌握汽車的行駛和運行信息,確保汽車能夠安全穩(wěn)定的運行[2]?;诂F(xiàn)階段我國科學技術(shù)持續(xù)進步發(fā)展,新能源汽車創(chuàng)新進程加快,通過運用電子控制技術(shù)能夠有效為完善現(xiàn)代汽車的功能。目前階段,在新能源汽車研制過程中,對于動力控制系統(tǒng)逐漸加深技術(shù)投入,積極開發(fā)智能控制系統(tǒng),產(chǎn)生電動壓縮機、電動尾門、電子水泵等電子控制產(chǎn)品,為新能源汽車生產(chǎn)研制提供了堅實的基礎(chǔ),保障汽車駕駛更加高效,可推動汽車行業(yè)進一步發(fā)展。

        1.2 電子控制

        電子控制對車輛的控制狀況具有直接影響,同時關(guān)系到車輛的動力效率和安全性。通常情況下,電子控制工作的原理,即是通過輸入電路傳感信號模擬、數(shù)字信號輸入、微處理技術(shù)等,促使汽車系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性得到進一步提升。目前,電子控制在新能源汽車中的運用,還存在一定的缺陷和不足,如電子控制技術(shù)的適配性較為薄弱,在汽車投入使用過程中存在高端產(chǎn)品型號設(shè)定不理想的現(xiàn)狀,而對于部分低端產(chǎn)品過?,F(xiàn)象,則無法及時進行處理,難以滿足現(xiàn)階段新能源汽車電子控制技術(shù)的使用需求。同時,基于對新能源使用現(xiàn)狀的深入分析,電能等清潔能源屬于環(huán)境友好型能源,如在電子控制技術(shù)中不能合理運用,可能會加重對環(huán)境的污染,限制綠色汽車的創(chuàng)新發(fā)展實效。所以在現(xiàn)代汽車行業(yè)發(fā)展期間,應當強化對電子控制技術(shù)在新能源汽車中的應用,實現(xiàn)長久、持續(xù)發(fā)展目標[3]。

        1.3 電子控制技術(shù)對汽車行業(yè)發(fā)展的影響

        新能源汽車智能化發(fā)展已經(jīng)成為汽車行業(yè)向前發(fā)展的重要趨勢,為實現(xiàn)汽車駕駛的智能化,則需要依靠新型驅(qū)動的支持,通過利用電子控制技術(shù)能夠提升新能源汽車的制造質(zhì)量和使用性能。所以,電子控制技術(shù)在很大程度上推動汽車行業(yè)向前進步?,F(xiàn)階段,新能源汽車電子控制技術(shù)在實踐中的應用,主要是車聯(lián)網(wǎng)技術(shù),在車內(nèi)增加計算機和傳感器,提升汽車信息化水平。同時在汽車的啟動、驅(qū)動以及泊車等方面,對電子控制技術(shù)的滲透逐漸加深,提高新能源汽車整體效率,并可降低汽車智能化的門檻。并且在新能源汽車的發(fā)展中,還可將電子控制技術(shù)應用在導航以及車輛監(jiān)控等方面,促使汽車行業(yè)高速向前進步。

        2 新能源汽車電子控制技術(shù)要點

        2.1 EPS系統(tǒng)

        EPS是新能源汽車中一項重要構(gòu)成系統(tǒng),即是指新能源汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。與傳統(tǒng)汽車搭載的HPS系統(tǒng)相比較而言,EPS主要是依靠電機提供輔助扭矩,從而實現(xiàn)動力轉(zhuǎn)向功能。一般情況下EPS系統(tǒng)包括減速機構(gòu)、電子控制單元EUC、電動機、扭矩傳感器等組成部分,能夠在新能源汽車行駛的過程中發(fā)揮有效的作用。如駕駛員在使用方向盤時,能夠借助轉(zhuǎn)矩傳感器等發(fā)揮實施檢測的功能。在完成相關(guān)檢測后,有利于將電壓信號順利傳輸?shù)诫娮涌刂茊卧?。同時依據(jù)相關(guān)算法,由電子控制單元向電動機控制發(fā)出相應的動作指令,便于調(diào)節(jié)控制電動機的轉(zhuǎn)向助力轉(zhuǎn)矩輸出,并能夠形成有效的輔助動力。而如果汽車無法實現(xiàn)轉(zhuǎn)向,電子控制單元將難發(fā)送指定信息,進而促使電動機呈現(xiàn)停止運作的狀態(tài)。

        在新能源汽車應用電子控制技術(shù)時,應當重視對電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的應用,發(fā)揮其獨特的優(yōu)勢,符合現(xiàn)代節(jié)能環(huán)保理念。在實踐中,該系統(tǒng)的安裝具有良好的簡便性,且調(diào)整簡單、回正性能優(yōu)越,在駕駛過程中具有路感好、環(huán)保性能強等特點。在新能源汽車領(lǐng)域內(nèi),EPS系統(tǒng)具有相對較強的優(yōu)勢,如可靠性高、成本低等。為保障EPS系統(tǒng)的作用最大化,還需結(jié)合實際對電子控制技術(shù)進行合理選擇和配置,常見有人工智能控制技術(shù)、模糊控制技術(shù)等[4]。

        2.2 VCU系統(tǒng)

        VCU系統(tǒng)是指汽車的整車控制器,在新能源汽車中占有重要位置,與車輛的工作狀態(tài)存在密切相關(guān)性。當新能源汽車整車控制器系統(tǒng)運行時,為保障安全性需對汽車電池狀況,應當加強對監(jiān)測結(jié)果進行分析,并詳細記錄各項監(jiān)測指標,便于傳輸指令的傳輸具有針對性,及時送達到相應的功能區(qū),科學處理新能源汽車的實際情況,促使電能利用率得到顯著提升,實現(xiàn)安全價值。同時合理應用整車控制器能夠延長新能源汽車的壽命。同時,還能夠明確汽車行駛過程中的能量消耗,保障新能源汽車能夠正常發(fā)揮行駛功能,將隱患問題發(fā)生率降至最低。另外,對于整車控制系統(tǒng)的運用,有利于整合汽車能量和目的地之間的距離,有效促使能源得到合理分配,進而節(jié)約能源,符合當前社會發(fā)展推崇的環(huán)保理念。除此之外,整車控制系統(tǒng)在實際運用過程中,還可以發(fā)揮實施監(jiān)控的功能,確保駕駛員能夠進一步提升汽車的運行狀況,更好的發(fā)現(xiàn)異常,進而提升為隱患問題的處理速度,確保新能源汽車駕駛具有安全性和平穩(wěn)性。

        在當前新時代下,整車控制系統(tǒng)在新能源汽車高速發(fā)展中的使用頻率大幅提升,相關(guān)系統(tǒng)功能也逐漸完善,可提升車輛行駛效率,推動新能源汽車的高效發(fā)展。在今后階段,對于VCU系統(tǒng)的研究和研發(fā)力度將會進一步加強,改善傳統(tǒng)汽車空氣污染的現(xiàn)狀,優(yōu)化新能源汽車的應用效果。比如借助I-EMS技術(shù)系統(tǒng),促使汽車能源使用效率得到提升,并設(shè)置散熱系統(tǒng),提高行駛安全性。VCU系統(tǒng)在新能源汽車運行期間,可與電子控制系統(tǒng)進行聯(lián)合,如在蓄電池管理中,其可將能量控制系統(tǒng)作為工作對象,并對具體運行狀態(tài)實施監(jiān)控,有助于輔助駕駛員全面了解新能源汽車的狀況,如能夠在駕駛前合理判斷汽車是否充電、運行車況是否穩(wěn)定等。并且在汽車制動控制中,利用VCU系統(tǒng)可與電機驅(qū)動系統(tǒng)等有效配合,促使汽車制動信號指令更具有高效性和準確性,實現(xiàn)車身在制動情況下呈現(xiàn)良好的平穩(wěn)性,保障駕駛員安全,盡可能減少駕駛事故率。

        2.3 能量管理系統(tǒng)

        能量管理系統(tǒng)是汽車結(jié)構(gòu)中的重要組成部分,其往往具有較為完善的性能,如能夠調(diào)度和控制能量、采集數(shù)據(jù)、監(jiān)控運行以及自動發(fā)電控制等,保障新能源汽車順利驅(qū)動。在當前汽車制造不斷創(chuàng)新發(fā)展的過程中,能量管理系統(tǒng)成為新能源汽車中的關(guān)鍵構(gòu)件,主要是涉及到放電控制、功率分配、功率限制等功能。在新能源汽車中應用能量管理系統(tǒng),能夠表現(xiàn)出較為良好的控制效果。其原理則是利用大數(shù)據(jù)采集技術(shù),對電池的實際狀態(tài)進行全面搜集,再將相應數(shù)據(jù)進行傳輸。此時可將運動區(qū)域作為一個單獨控制單元,當接收信息數(shù)據(jù)后進行指定性的動作,最后根據(jù)處理結(jié)果完成控制任務,基于發(fā)送功能模塊控制新能源汽車[5]。

        在新能源汽車中,能量管理系統(tǒng)屬于電子控制技術(shù)中的核心,其能夠在運行狀態(tài)良好的情況下,為電池運行提供較為良好的環(huán)境,保障汽車處于最佳工況,保障電能充足,實現(xiàn)汽車運行穩(wěn)定。同時,應用能量管理系統(tǒng)能夠在實時對其他子系統(tǒng)進行掃描,保障新能源汽車的運行狀況得到有效監(jiān)控,可及時在汽車行駛過程中自動預警電能缺失等問題,并采取相應的處理措施,避免發(fā)生嚴重的事故問題。并能夠按照實際運行狀態(tài),科學調(diào)節(jié)電量,通過合理控制確保汽車的安全運行。此外,能量管理系統(tǒng)能夠明確新能源汽車所剩余的電量,準確預測汽車里程數(shù),便于保障汽車電量得到合理控制。并且,該系統(tǒng)還能夠?qū)ζ噧?nèi)部環(huán)境進行調(diào)節(jié),如調(diào)整車內(nèi)溫度等。在實際應用過程中,要利用能量管理系統(tǒng)對電池進行控制,采用無損充電和動態(tài)化監(jiān)管放電,盡可能避免發(fā)生過充電等問題,促使新能源汽車的使用壽命得到延長。在新能源汽車長期運行中,其電池將會不可避免的出現(xiàn)磨損情況,為減少電池問題的發(fā)生,應當積極做好維護與監(jiān)測措施,強化對故障的診斷與排查,確保電池可靠性與安全性得到提高。

        2.4 電機驅(qū)動系統(tǒng)

        電機驅(qū)動系統(tǒng)是新能源汽車電子控制技術(shù)中的重要表現(xiàn),其能夠針對蓄電池的電能進行管理,進而實現(xiàn)電能與動能的轉(zhuǎn)化,促使汽車的運行效率得到提升,避免出現(xiàn)較大的阻礙,實現(xiàn)新能源汽車的穩(wěn)定運行。因此在利用電子控制技術(shù)時,要加強對功率密度的控制,確保恒定輸出額穩(wěn)定。同時,還能夠?qū)ζ嚨男旭偹俣冗M行良好控制。例如當汽車行駛到坡度相對較高的區(qū)域,為保障安全性需保持低速行駛,通過電機驅(qū)動系統(tǒng)能夠科學有效的限制速度,可確保汽車行駛的安全性,促使危險事故的發(fā)生概率降至最低。并且為實現(xiàn)新能源汽車的平穩(wěn)運行,應當積極對電機驅(qū)動系統(tǒng)進行完善,例如在當前技術(shù)發(fā)展背景下,可增加數(shù)字控制器、變流器以及傳感器等配置,便于對蓄電池能量的良好轉(zhuǎn)化,盡可能減少運行阻力。

        為保障電子控制技術(shù)的合理運用,提升新能源汽車的使用性能,應當保障輸出功能在相同狀態(tài)下,并保持較高的密度。當汽車在進行轉(zhuǎn)向時,應促使功率和轉(zhuǎn)矩保持在一定范圍內(nèi)。除此,還需盡可能降低成本,以此提升市場競爭優(yōu)勢。比如常用的電機驅(qū)動系統(tǒng)有感應電機、磁阻電機等,可結(jié)合實際情況進行優(yōu)化升級,打造IGBT集成模塊,保障電機驅(qū)動系統(tǒng)的整體性能得到充分提高。

        2.5 新能源電子回饋技術(shù)

        在新能源汽車技術(shù)不斷創(chuàng)新發(fā)展的進程中,純電能逐漸成為汽車驅(qū)動的重要能源,通過蓄電池的持續(xù)放電提供動力補給。在此情況下,多數(shù)新能源汽車注重追求能量循環(huán),保障能源能夠?qū)崿F(xiàn)重復運用,盡可能減少能源消耗。而從汽車能源回饋體系角度出發(fā),可通過汽車車輛網(wǎng)中心安裝整車控制系統(tǒng),通過利用專業(yè)化的線路集成,在控制主板安裝啟動、加速、制動、檔位等信號,并附帶遠程控制開關(guān)。同時,在應用電子控制技術(shù)時,能夠加強對不同部件之間的緊密協(xié)作,促使能源壓力得到緩解。并且在汽車控制期間,可通過制動真空泵、冷卻水泵等,進行動能和溫度的控制,促使能源補給最大化的實現(xiàn),改善汽車能源的獲取方式,發(fā)揮最大化的能源使用率。

        3 結(jié)語

        綜上所述,在新能源汽車不斷發(fā)展的進程中,應當重視對電子控制技術(shù)的應用,有效掌握技術(shù)核心,提升其便捷性和高效性優(yōu)勢。同時要注重推進自主生產(chǎn)進程,利用先進的電子控制技術(shù)促進新能源汽車產(chǎn)業(yè)的革新發(fā)展,形成高智能化前進趨勢,為人們提供更高效的駕駛服務,保障車輛行駛安全性和可靠性。

        參考文獻:

        [1]史小川,岳靖斐,程威,等.五軸混動汽車電子差速控制策略研究[J].汽車實用技術(shù),2021,46(5):95-97.

        [2]王燕兵,賴雅麗.純電動汽車整車熱管理系統(tǒng)探究[J].南方農(nóng)機,2021,52(9):148-149.

        [3]丁鵬,王忠,葛如海,等.新能源汽車的多熱源分段協(xié)同制熱系統(tǒng)[J].汽車工程,2020,42(3):375-382.

        [4]楊依睿,徐永海,張雪垠,等.電動汽車接入的電力電子變壓器模式切換策略[J].電測與儀表,2020,57(15):110-117.

        [5]陳坤,劉立波,高豐,等.電子維修技術(shù)在新能源汽車的應用[J].集成電路應用,2020,37(6):54-55.

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