隨著全球能源的短缺,新能源汽車的使用成為必然的發(fā)展趨勢,。對于新能源汽車而言,,電子控制系統(tǒng)是其決定性組成部分,這就需要深入研究電子控制技術(shù),,研究重點(diǎn)需要放在其關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn),。本文首先對新能源汽車電子控制技術(shù)進(jìn)行簡介,之后針對新能源汽車電子控制的關(guān)鍵性技術(shù)進(jìn)行詳述,,最后對其發(fā)展趨勢進(jìn)行分析,。
新能源汽車研究現(xiàn)狀
近年來,新能源汽車的開發(fā)成了新的技術(shù)潮流,,英國,、美國、德國等發(fā)達(dá)國家已經(jīng)由新能源汽車的研發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)業(yè)化生產(chǎn),。從1990年到1994年,,美國通用汽車公司共計(jì)生產(chǎn)了50輛新能源汽車,這對于美國的汽車產(chǎn)業(yè)來說具有里程碑的意義,。近年來,,英國一直致力于新能源汽車的使用,約有12萬輛的新能源汽車在英國境內(nèi)穿梭,,世界上其他發(fā)達(dá)國家也沒有停止研發(fā)新能源汽車相關(guān)技術(shù),。
簡述新能源汽車電子控制技術(shù)
蓄電池新能源汽車被列為九五期間的重大科技產(chǎn)業(yè)工程項(xiàng)目,在廣東汕頭市建立了新能源電子汽車(EV)的示范區(qū),。在多年的試驗(yàn)過程中,,我國對蓄電池新能源汽車的研究取得了初步成果,并獲取了豐富的經(jīng)驗(yàn),。清華大學(xué),、中國遠(yuǎn)望集團(tuán)等都是我國最早開始從事EV研發(fā)的部門。在1996年北京國際EV展會上,,中國遠(yuǎn)望集團(tuán)展出了YW6120DD型電動大客車,,額定載客人數(shù)50人,每小時(shí)可達(dá)90公里,,滿負(fù)荷充電一次實(shí)現(xiàn)150公里的續(xù)航里程,。
新能源汽車電子控制的關(guān)鍵性技術(shù)探索
電子控制單元ECU的質(zhì)量優(yōu)劣會對車輛的動力效率、控制策略產(chǎn)生直接影響,,同時(shí)還關(guān)系到車輛的安全可靠性,。所以,對新能源汽車的電子控制單元(ECU)進(jìn)行研究是非常重要的,在開展電子控制單元研究時(shí)要從實(shí)用功能與性能優(yōu)化入手,。對于新能源汽車來說,,ECU系統(tǒng)相當(dāng)于大腦,包括能源管理系統(tǒng),、能源再生制動等,這些分項(xiàng)組成由包含眾多構(gòu)件,,例如信號處理器,、傳感器、控制策略系統(tǒng)等,。ECU的工作原理由圖1所示,,輸入電路會接收到來自傳感器的輸入信號,之后處理所收到的信號并對其放大,,將其轉(zhuǎn)化成輸出,。由傳感器將其轉(zhuǎn)送到ECU輸入電路的信號包括兩種,一種是數(shù)字信號,,一種是模擬信號,。微機(jī)處理器對接收到的信號進(jìn)行處理,并將最終結(jié)果輸出到輸出電路,。輸出電路會放大收到的信號,,對伺服元件進(jìn)行驅(qū)動。
對于不同品牌的新能源汽車來說,,電控系統(tǒng)的特性都略有不同,。首先是負(fù)責(zé)汽車動力的動力總控系統(tǒng);其次是負(fù)責(zé)能源轉(zhuǎn)換的能源再生系統(tǒng),;再次是負(fù)責(zé)汽車方向的轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng),。就此而言,新能源汽車控制系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)需要每個(gè)子系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)作,。
能量管理系統(tǒng)
能量管理系統(tǒng)是新能源汽車的核心構(gòu)件,,新能源汽車的行駛需要依靠能源支撐,實(shí)現(xiàn)功能需要依靠對功率的限制,、對功率的合理分配以及對充電狀態(tài)的控制,。它的工作原理較為簡單,數(shù)據(jù)采集電路完成對電池狀態(tài)信息的采集工作,,將收集到的信息傳送到電子控制單元,,電子控制單元對數(shù)據(jù)完成相應(yīng)的解析與運(yùn)行,經(jīng)過一系列處理得到有效的行動指令,,由功能模塊對指令進(jìn)行接收,。蓄電池組在這項(xiàng)功能的作用下能夠?qū)崿F(xiàn)良好的工作狀態(tài),又要對控制車輛運(yùn)行的數(shù)據(jù)進(jìn)行全面采集,開展數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控與診斷,。這樣能量管理系統(tǒng)能夠?qū)Τ潆姺绞竭M(jìn)行控制,,同時(shí)還能夠?qū)κS嚯娏窟M(jìn)行顯示,做好充電提示,。這就要求系統(tǒng)所配備的數(shù)據(jù)采集模塊具有較高的可靠性與精度,,同時(shí)還對其安全性提出了要求。在采集模塊的監(jiān)視下,,能夠讓電池進(jìn)行無損充電,,同時(shí)還能對電池的實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控,減少過充情況的發(fā)生,,如果電池發(fā)生故障也能在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行維修,,這就提升了電池運(yùn)行的安全性。
制動系統(tǒng)管理
傳統(tǒng)意義上的汽車制動大多靠摩擦力的作用來消耗汽車行駛動能,,這就使得車速被降低,,動能消耗產(chǎn)生的熱能在空氣中進(jìn)行傳播。新能源汽車的制動與傳統(tǒng)汽車有明顯差異,,牽引電機(jī)與發(fā)電機(jī)之間的切換能夠讓汽車制動功能實(shí)現(xiàn),,在這一過程中汽車能量發(fā)生轉(zhuǎn)換,動能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔懿⑵鋬Υ?,能量能夠進(jìn)行循環(huán)利用,,在一次充電之后汽車就能夠具有更長的續(xù)航里程。在對新能源汽車進(jìn)行開發(fā)時(shí)候,,對再生制動能量回饋系統(tǒng)的研究很重要,,在設(shè)計(jì)時(shí)候要全面考慮汽車的相關(guān)性能。
電機(jī)驅(qū)動控制系統(tǒng)
新能源汽車運(yùn)行安全與否在很大程度上取決于電機(jī)驅(qū)動控制系統(tǒng)的質(zhì)量,。電機(jī)驅(qū)動控制系統(tǒng)組成較為復(fù)雜,,是由多種控制器組成,控制器的相互協(xié)調(diào)讓電機(jī)驅(qū)動控制系統(tǒng)的功能得到實(shí)現(xiàn),。新能源汽車配備的驅(qū)動系統(tǒng)總體來說有三種,,永磁同步電機(jī)、感應(yīng)電機(jī)以及開關(guān)磁阻電機(jī),。對電機(jī)控制進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),,過去所采用的控制方式由于電機(jī)不同也分為三類。直流電機(jī)控制器使用的是電樞電壓控制法和勵磁控制法,;感應(yīng)電機(jī)控制器使用的是轉(zhuǎn)差頻率控制,、直接轉(zhuǎn)矩控制、V/F控制以及矢量控制,;開關(guān)磁阻電動機(jī)控制器使用的是電流斬波控制,、角度位置控制以及電壓控制。
電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)
電動助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)主要由五部分組成:電機(jī)、電控單元,、離合器,、傳感器以及機(jī)械減速機(jī)構(gòu)。當(dāng)電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)處于工作狀態(tài),,電控單元對方向盤的轉(zhuǎn)動角度,、實(shí)時(shí)速度等進(jìn)行檢測,從而對電機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整,,輔助系統(tǒng)開始工作,,經(jīng)過減速器與離合器的綜合作用,轉(zhuǎn)向系統(tǒng)接收到輔助系統(tǒng)給出的輔助動力,,由此實(shí)現(xiàn)了助力轉(zhuǎn)向的控制,。針對助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研發(fā)來說,,在研發(fā)過程中要保證兩方面的功能:第一,,要與助力需求相匹配,給駕駛員最舒適的駕駛體驗(yàn),;第二,,傳感器要具有低成本、高可靠性的性能,。這就需要針對新能源汽車助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采取有效措施,,讓其性能得到提升,包括可靠性,、穩(wěn)定性和動態(tài)性能,。駕駛員在駕駛過程中的體驗(yàn)感會受到控制系統(tǒng)的影響,這就需要電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與汽車所配備的其他控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn),,讓駕駛員能夠?qū)ζ嚨男旭偁顟B(tài)進(jìn)行精確控制,。
新能源汽車電子控制領(lǐng)域的發(fā)展
就目前的統(tǒng)計(jì)資料顯示,在新能源汽車市場上,,我國在2016年仍然處于世界首位,,占全球超過40%的銷售量;2017年新能源汽車處于持續(xù)增長的態(tài)勢,。目前,,人們對新能源汽車倍加關(guān)注,就現(xiàn)今行業(yè)的關(guān)注點(diǎn)來說,,主要集中在高端產(chǎn)品產(chǎn)能欠缺,,低端產(chǎn)品產(chǎn)能過剩上。此外,,新能源汽車的續(xù)航性,、經(jīng)濟(jì)性、安全性也是研發(fā)的重點(diǎn)。為了解決上述問題,,將新能源汽車所配有的電子控制產(chǎn)品的體量減小,、集成化增高是其發(fā)展趨勢,在技術(shù)方面要求它具有更良好的安全性與可靠性,,同時(shí)對電磁兼容性也提出了新的要求,。在未來的電子控制領(lǐng)域,可以將性能更加優(yōu)越的工業(yè)級處理器應(yīng)用其中,,讓新能源汽車的電子控制單元對硬件平臺進(jìn)行優(yōu)化,,從而讓汽車具有更好的控制效果。
結(jié)束語
綜上,,新能源汽車的發(fā)展與可持續(xù)發(fā)展理念相吻合,,能夠減少石油消耗,將供給能源轉(zhuǎn)化為可清潔生產(chǎn)的電力能源,。對于新能源汽車而言,,車輛的動力效率、安全性能等都受到電子控制單元ECU的影響,。只有保證新能源汽車與電子控制單元具有較高的匹配度,,才能讓新能源汽車得到良好發(fā)展。所以提到新能源汽車就需要研究其電子控制技術(shù),。本文對新能源汽車中電子控制技術(shù)的運(yùn)用進(jìn)行研究,。就未來的新能源汽車發(fā)展來說,電子控制技術(shù)仍具有顯著地位,,需要進(jìn)行更全面的探索,。