新能源汽车电子控制技术探析

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随着我国科学技术的不断发展，越来越多的行业开始启用新能源技术。为缓解化石能源大规模应用所造成的环境污染问题，汽车等行业中也开始积极研发新能源设备，用清洁能源部分或全部代替化石能源，降低二氧化碳的排放量，缓解传统能源危机问题。目前，已经有新能源汽车正式投入市场进行使用，但新能源汽车的电子控制技术问题还没能得到更有效的解决，电控系统还有进一步完善的空间。本文从新能源汽车本身入手，分析新能源汽车电子控制系统，探讨新能源汽车电子控制技术要点，希望可以为推动新能源汽车电子控制水平成长提供一些思路。进入21世纪以来，全世界的国家和人民都在共同面对环境问题、资源问题，全球气候变暖、石油危机等问题开始成为全球关注热点。在这样的大环境之下，作为能源消耗大户的汽车行业开始了新能源汽车的研发，新能源汽车意在应用电能等清洁能源来代替传统化石能源，节约汽车领域中的资源消耗和环境污染问题。新能源汽车不以传统化石能源作为动力来源，车辆在关键控制环节中需要相应的处理和优化，目前，新能源汽车电子控制系统方面还不是很成熟，需要进一步提高电子控制单元的工作效率，不断提高新能源汽车的控制质量。

1新能源汽车简述

新能源汽车是指采取了新型清洁能源作为动力的汽车类型，是汽车行业当下研究发展的主要方向。在研发这类以清洁能源为动力的汽车时，汽车研发人员需要改进车辆的控制系统，以配合与传统能源不同的驱动方式。因此，新能源汽车的研发和使用能够有效推动汽车行业的发展。在初期，我国研发的新能源汽车主要为混合动力汽车，即传统能源和新能源都可用的车型，这是为了应对初期新能源补充站点数量过少问题而采用的方法；随着我国清洁能源发电等技术的不断进步，新能源补充站点数量逐渐增加，进入市场的新能源车型开始放弃传统能源动力，成为真正的纯电力车辆。

2新能源汽车电子控制系统的重要性

对于纯电力驱动的新能源汽车而言，对电力能源的使用十分重要，直接关系到新能源汽车能否稳定运行。新能源汽车的电子控制单元十分复杂，涉及到汽车运行系统的方方面面，其本身又由多个部分组成，因此想要提高电子控制系统的运行质量和稳定性难度比较大。从电子控制系统的工作原理角度来讲，车主通过车钥匙、控制面板、挂档器等部件向电子控制单元中的接收传感器传递输入信号，这种输入信号可能是模拟信号，也可能是数字信号；接受传感器接收到输入信号后，通过微处理器进行信号的处理分析，然后根据微处理器的处理结果向特定的对象输出信号，指示电动机、电磁阀等汽车系统开始工作。因此，可以说电子控制系统是新能源汽车的核心，对于新能源汽车而言十分重要，只有当电子控制系统的运行稳定时，才能够保证新能源汽车的稳定安全运行，保证驾驶员、乘客的安全和舒适。

3新能源汽车电子控制的关键性技术

3.1能量管理系统。能量管理系统，简称为EMS系统，属于新能源汽车中十分关键构件和系统，是汽车驱动和形式中所必不可少的支持系统。在新能源汽车中，能量管理系统的运转离不开对充电情况、功率分配的控制，主要围绕电池等重要部分开展控制和处理工作。能量管理系统的工作原理是，由数据采集设备收集电池的电量状态，由电子控制系统处理来自驾驶员的控制指令，形成相应的指令信号，将其传递到对应的部分，实现对汽车的控制。在新能源汽车的实际运转中，能量管理系统的主要功能包括：显示电池的充电进度、剩余电量；对耗电的车灯亮度、车内温度进行智能调节；保持汽车电池的状态。能量管理系统的稳定运转向电子控制系统提出了信号高精度、高可靠率等方面的要求，技术人员需要保证电子控制系统的实时监控效果，对电池的充放电行为进行有效监控，及时对充满电的电池进行保护，及时诊断电池可能出现的故障，避免电池运行问题。3.2电机驱动控制系统。电机驱动控制系统是新能源汽车中十分关键的系统，电机驱动控制系统主要负责控制电力电子变流器、传感器、控制器等设备，进而控制汽车的电机，控制汽车的车轮变化，实现汽车的启动、加速、减速、制动、锁定等操作。以新能源汽车的制动为例，新能源汽车与传统的动力汽车在很多方面都表现出不同，以汽车的制动为例，传统动力汽车通过增加摩擦力的方式来降低车速，汽车的动力势能转换为热能，而新能源汽车则通过牵引电机、发电机的切换来实现制动，这也是传统动力汽车改装成为新能源汽车需要较大幅度改动的原因。新能源汽车能够迅速实现牵引电机、发电机切换的关键在于电子控制系统的稳定、高效运转，将驾驶员踩动刹车踏板的动作迅速传递至电机部分，实现牵引电机、发电机的迅速切换，实现对行驶中汽车的制动，保证汽车驾驶的安全。3.3电动助力转向系统。电动助力转向系统，简称EPS系统，同样是新能源汽车电子控制系统中十分重要的一部分。电动助力转向系统主要接收来自驾驶员操作方向盘时发出的操作信号，主要控制对象为汽车的转向电机、转矩传感器等设备，最终实现对汽车的转弯操作。电动助力转向系统在工作过程中，需要汽车的传感器、离合器、电动机等设备的配合，当电子控制系统将驾驶员的操作指令转化为信号时，电动助力转向系统需要配合电压信号、车速信号、转向信号来支配相应的设备，最终实现对汽车的方向控制。在新能源汽车中，电动助力转向系统不仅能够实现对汽车转向的控制，还能够保护转向电机、传感器、离合器等设备的性能，且在驾驶员没有发出转型指令时，保证汽车直线行驶，提高驾驶员的舒适度的同时为今后的自动驾驶奠定了基础。3.4整车控制系统。整车控制系统，简称VCU系统，是保证新能源汽车正常运转的电子控制系统中的核心系统。整车控制系统主要负责管理对汽车安全性方面的控制，是新能源汽车中十分重要的“大脑”，它的运行质量直接关系到驾驶员的安全。整车控制系统主要负责监控新能源汽车的电池状况、散热情况、转向情况、制动情况等多方面，能够使驾驶员从仪表盘上看到汽车的大部分环节状态，了解汽车可能出现的问题和故障；使驾驶员的操作指令能够迅速传递至控制设备之中，保证汽车的驾驶安全，为驾驶员提供更加舒适的驾驶体验。整车控制系统在工作中通常与汽车中的其他电子控制系统进行配合，比如：能量控制系统主要工作对象是新能源汽车的蓄电池，整车控制系统也对蓄电池的运行状态有所监控，帮助驾驶员正确认识汽车能源的使用状态，帮助驾驶员判断现有电量可支持的驾驶路程长度，帮助驾驶员判定是否需要在出发前充电，从而保证驾驶员的出行安全，避免对新能源汽车蓄电池的不合理使用，保证蓄电池的使用寿命。又比如：在新能源汽车进行行驶中制动时，电机驱动控制系统与整车控制系统都发挥了作用，整车控制系统为制动信号指令的高效、准确传递提供了帮助，并保证汽车在紧急制动时车身保持平稳，保护驾驶员的行车安全；在汽车制动过程中出现骤停、碰撞时，整车控制系统需要配合安全带感应设备一起越过驾驶员直接向安全保护设备发出指令，保证安全气囊的迅速、有效弹出，保护驾驶员尽可能小的受伤。再比如：新能源汽车在驾驶过程中突然出现一个车轮轮胎胎压异常下降的情况，整车控制系统会直接将信号反馈至仪表面板，向驾驶员发出警报，并在驾驶员制动降速时帮助电机助力转向系统控制汽车，避免车辆在胎压不稳时出现车辆侧滑等危险现象，保护驾驶员及车上乘客的安全。

4结束语

电子控制系统是新能源汽车中十分重要的部分，它的性能和运行质量直接关系到新能源汽车的安全和稳定，对新能源汽车的研发和应用具有重要意义。新能源汽车中的电子控制系统关键技术包括能量控制系统、电机驱动控制系统、电动助力转向系统、整车控制系统等部分，这些系统都在汽车安全运行中贡献了卓越力量，需要进一步研发和优化。

作者:王孟 单位:德州职业技术学院