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新能源汽车电子控制的关键性技术研究

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  摘 要:随着科学技术的发展,汽车工业技术取得了重大进步,新能源汽车在减少环境污染,节约资源方面表现出独有的优势。为了完善新能源汽车的性能,提高运行的安全性和稳定性,需要加强电子控制系统的技术应用和研究,促进新能源汽车行业的健康发展。
  关键词:新能源汽车;电子控制;关键性技术
  0 引言
   在我国,新能源汽车的发展日趋成熟,已经逐步产业化。可持续发展是新时代的要求、资源短缺是全球面临的严重问题,这二者一方面共同促进了新能源汽车的不断发展,另一方面共同促进了电子控制技术的进一步创新。我国对新能源汽车在发展中遇到的问题不间断地进行攻克,不断完善电子控制技术。
  1 电子控制技术对新能源汽车的重要性
   新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作动力源,综合车辆动力控制及驅动的技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车在我国的发展呈现出蒸蒸日上的趋势,新能源汽车开拓了新的市场发展方向,符合社会主义的核心要求,迎合了大众的消费需求,使我国为世界环境的保护抹上浓墨重彩的一笔。
   新能源汽车作为世界汽车发展的新趋势,促进了各种新科学技术的不断发展,在我国,电子技术的发展极大地使新能源汽车进入一个崭新的阶段。电子控制技术在新能源汽车的发展中起着重要的作用,因为该技术影响着新能源汽车的许多方面有关,电子控制技术的发展是建立在计算机及传感技术更新发展的基础上,其系统核心主要为工业处理平台,在运用中能不断提升发动机的性能。电子控制技术通过降低汽车尾气的排放量,并不断地改进发动机运行的效率,从而尽可能展示新能源汽车的优越性。
  2 新能源汽车电子控制技术的关键新技术
  2.1 VCU系统
   新能源电子控制系统的核心为VCU系统(整车控制器),其功能包括制动能量回馈控制、低速蠕动控制、驱动防滑以及碰撞安全控制等。在VCU系统的工作运行当中,需要对电池状态进行信息采集(数据采集电路)、分析和处理(电子控制单元),然后向功能模块发送信息和指令,智能化进行能量管理。在汽车驾驶运行的过程中,能够实时掌握汽车剩余能量和剩余行驶里程。在此基础上,科学、合理的动力分配。基于CAN总线,实时进行高压绝缘安全控制,为新能源汽车的安全、稳定运行提供基础性的保障。同时对各子系统的运行情况进行监测,并根据相关运行数据进行诊断,以及时发现异常,便于做出调整。与此同时,VCU系统还支持GPRS远程监控,能够对故障问题进行远程诊断和处理,进而确保汽车运行的安全性和稳定性。
  2.2 能量管理系统(EMS)
   EMS系统是电子控制单元的核心系统之一,它主要包括充放电控制、功率限制以及功率分配等部分。EMS的工作原理是:首先通过数据采集电路实现对电池状态信息的收集;然后再将采集到的信息输送到电子控制单元进行分析和处理;最后根据分析处理的结果生成相应的控制指令,并发送给相应的功能模块。EMS系统具有以下功能:①始终使蓄电池维持在最佳的荷电状态。②对相关子系统的运行情况进行扫描,并根据对扫描数据的分析来实现对系统运行状态的监控,进而实现对充电方式和剩余电量预警的调控。③根据汽车剩余电量,对汽车行驶的里程数进行预测,并进一步实现对车内温度和亮度的自动调节。
  2.3 电机驱动控制系统
   对于新能源汽车而言,其安全运行与电机驱动控制系统直接相关,而电机驱动控制系统主要由传感器、数字控制器、电动机和电力电子变流器等组成,该系统主要负责将蓄电池所存储的电能转化成车轮的动能,进而抵消掉车辆在行驶中遇到的阻力。为了促使新能源汽车的运行能够更优,电机驱动控制系统应满足以下要求:①确保功率输出恒定且具有较高的功率密度。②在车辆启动和爬坡时,要求其具有低速特性;而在车辆进入正常行驶阶段后,要求其能够表现出高速-低转矩特性。③要求车辆的转速范围充分大,可以实现对恒功率区和恒转矩区的有效覆盖。④转矩响应速度快。⑤应用成本低。在电机驱动系统中,当前主要采用的电机为开关磁阻电机、永磁同步电机和感应电机,而且系统的发展正在从电力电子逆变器向IGBT集成模块演变。
  2.4 电池管理系统
   汽车电池是其非常关键的一个组成部分,为了确保电池的正常工作状态,现代新能源的汽车产品中加装了相应的管理系统,专门应对电池运行期间出现的各类问题,并确保电池能够安全、稳定的为汽车提供所需要的电力能源。尽管目前该管理系统所使用的电池造价成本还比较高,但是从未来汽车行业发展的角度来考虑,这项电池技术和其系统的应用能够在未来汽车市场上占据很大的优势地位,会赢得众多汽车厂商以及市场消费者的青睐。但是目前电池技术的研发与应用水平还不足以有效支撑新能源汽车的运行,在某些层面上还存在缺陷和不足,需要通过技术的研发与突破来克服面临的困难。
  3 新能源汽车电子控制技术的探索
   新能源汽车电子控制技术存在的问题。在新能源汽车发展的过程中,电子控制技术伴随着汽车制造技术得到了充分的发展与提升。但这一过程同样存在着一定的问题。电子控制技术的适配性不佳,对于各种不同型号的高端产品的适配程度不够理想。而对于低端产品的适配则存在过剩的问题。由于我国目前在新能源汽车发展领域的自主化程度不高,很多关键性技术仍然依赖于进口。这就给电子控制技术的发展带来了困难。新能源汽车具有良好的环境友好性,但在汽车制造的过程中,各种大型工业设备的使用可能会对环境造成额外的污染。同时也不利于电子控制技术绿色环保方面的应用。为了彻底解决电子控制的相关问题,除了对技术本身及相关的应用领域不断增加研发投入外,还应将电子控制技术及产品向着高集成化的方向发展。
  4 结语
   当今,环境破坏严重、自然资源短缺,发展新能源汽车是保护环境、节约资源的一种可行方式,电子控制技术作为新能源汽车的核心技术,对其进行不断地探索与研究,具有重要的意义。
  参考文献:
  [1]王海波.目前国内新能源汽车产业技术创新现状分析[J].汽车实用技术,2016(06):112-113.
  [2]刘双源.新能源汽车技术现状与发展前景分析[J].山东工业技术,2017(06):76-77.
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