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新能源汽车电子控制技术要点优化分析

2021-05-28周蓉

内燃机与配件 2021年8期
关键词:新能源汽车要点优化

周蓉

摘要:随着人们生活水平的提升,人们对生活质量和生活环境的要求也不断地提高,在这样的背景下,新能源技术开始出现,并积极地带动了新能源汽车行业的产生与发展。新能源汽车进入了人们的生活,正在成为汽车行业的领航者。电子控制技术应用于新能源汽车能够节省资源,减少汽车尾气的排放量,减少环境污染,提高汽车的使用率。探讨新能源汽车电子控制技术的要点有助于推动电子控制技术发挥最大作用,推动新能源汽车的可持续发展,實现节能减排的目标,与当前人们追求绿色生活方式的需求相吻合。

关键词:新能源汽车;电子控制技术;要点;优化

中图分类号:U46                                          文献标识码:A                                  文章编号:1674-957X(2021)08-0180-03

0  引言

新能源具有零污染、低能耗的特点,新能源汽车符合当前社会发展的需求,与当前我国大力实施的可持续发展战略相契合,体现了绿色环保节能的意识。近几年来,汽车行业和相关部门对新能源汽车开展了积极的探索以促进新能源汽车的普及和认可度。创新和完善电子控制技术有利于控制能源消耗,这在能源紧缺问题严重的当下是一项重大举措,能够为新能源汽车的长久发展提供强大的技术支撑。

本文将结合当前新能源汽车的发展现状,探析新能源汽车电子控制技术的要点,为新能源汽车的发展提出个人的一些建议,希望能够为汽车行业的发展提供一些参考。

1  电子控制技术对新能源汽车发展的影响

1.1 新能源汽车概述

新能源汽车是生活质量提高与人们环保意识增强的产物,是对传统汽车行业的创新与超越。新能源汽车以新型能源为驱动能源,最新的新能源汽车是纯电汽车或纯氢气汽车,是将电力或者氢动力转化为动能来驱动汽车行驶的汽车。目前我国新能源汽车的产量大幅增加,已经开启了量产的模式。

1.2 电子控制技术对汽车行业发展的影响

电子控制技术融入新能源汽车当中推动了新能源汽车的智能化发展,提升了新能源汽车的发展速度,符合新时代消费者的心理。新能源汽车电子控制技术以车联网为主,将计算机和传感器添加到汽车内部以建立汽车的信息化系统,并且电子控制技术渗透入了汽车启动、停车、驱动、导航、监控等各个方面,提升了汽车的运行效率和智能化水平。

2  电子控制技术在新能源汽车发展中的表现

探讨新能源汽车电子控制技术要点,重点从控制发动机技术、电机电控技术、转向技术、电池管理和电子控制反馈技术等几个方面入手。

2.1 新能源汽车电子控制发动机技术

作为新能源汽车电子信息化的主要处理部分,将发动机与电子控制技术进行有机融合可以实现发动机的信息化,从而提升新能源汽车的驾驶环境和体验感。发动机的电控化就是将以往的燃油发动机改造为纯直流发动机、步进式电动机或者三相异步电动机,并对发动机的转速分为不同的等级,在增强发动机工作效率的同时也降低了制造成本。另外,发动机电控化也意味着要能够实时采集发动机的温度、转速等信息,并及时准确的反馈信息,这就需要在发动机的两级安装反馈装置。

2.2 新能源汽车电机电控技术

电子控制技术所控制的电机驱动系统的作用主要是高效转化蓄电池的能量,促使蓄电池中的电能转化为车轮动能,有效消除行驶过程中的运行阻力,提高汽车的运行效率。良好运行的电机驱动系统能够优化新能源汽车的运行状态。电机驱动系统的构成包括数字控制器、传感器、变流器、电动机等几个部分,通过控制这些设备进而控制电机和车轮,实现汽车启动、加减速、制动、锁定等一系列操作。

电机驱动系统对于新能源汽车的运行过程的作用是不可忽视的,所以,对电机驱动系统的要求也是很严格的。首先,要合理控制功率密度,保障恒定输出额。然后,要有效控制汽车速度,提升汽车的安全性,降低危险事故发生的概率。最后是要确保转矩的快速响应,强化控制转矩响应效率。

2.3 电子控制技术下的转向技术

人们在选购汽车时,会考虑汽车的各种性能,不仅要考虑汽车的耗油量和维护保养成本,还很重视汽车的驾驶过程中的舒适感,希望在保证安全性的同时也能够获得更好的驾驶体验。逆变器是把直流电转变成交流电的设备,在提高逆变器的支持电压时会产生大量的热量,如何解决IGBT模块的散热问题是提升转向技术的关键,可使用碳硅技术避免转子因生磁而导致的电能消耗。

目前转向技术主要以四轮转向为主,通过集成线路对整车系统的主板安装转向传感器,而后通过整车系统的各个部件之间的相互感应,就可以及时地切换转向信息,并能够准确地反馈信息,以此达到转向达到稳定性。在以后的技术研发中,要实现转向技术的高度智能化,实现运转的永磁同步和智能感应。

新能源汽车电动助力转向系统即EPS系统,全称是Electric Power Steering,其在汽车驾驶中发挥着极其重要的作用。电动助力转向系统与传统的HPS系统的不同之处在于它直接依靠电机提供辅助扭矩。这种系统的构成包括减速机构、扭矩传感器、EUC、电动机等几个部分,工作原理是在旋转方向盘时转矩传感器实时检测转向和转矩,然后将电压信号传送给电子控制单元,电子控制单元依照相关参考凭证向电动机控制发出相应的指令,以调控电动机转型助力转矩输出,进而形成一定的辅助动力。电动助力转向系统具备便于安装和调整、良好的回正性与环保性、路感好等优势,符合现代节能减排绿色出行理念。如果想充分发挥电动助力转向系统的作用,需要选择合适的控制技术,如人工智能控制技术和模糊控制技术等,要根据实际的需求和条件进行控制技术的筛选。

2.4 新能源汽车电池管理

未来新能源汽车将是纯电动的汽车,这意味着电能成为了汽车的唯一驱动能量,对电池的管理就显得格外重要。

新能源汽车的电池管理系统又叫BMS系统,它是新能源汽车电子控制的核心系统,系统构成包括EDC、SCADA、AGC等部分。电池管理系统在实际应用中具有良好的控制效果,涉及放电控制、功率分配、功率限制等几个方面的内容,工作的展开以电池为中心。

电池管理系统的工作原理如表1所示。

电池管理系统的功能丰富,具体的功能描述如下:

运行良好的电池管理系统能够保证蓄电池处于最佳荷电状态,从而保证电能的充足,促使汽车稳定行驶。

通过电池管理系统能够实时扫描其他子系统,采集每个子系统的运行数据,确定其具体的运行状态,实现剩余能量显示、充电方式调控等功能,及时发现汽车电能不足等异常情况,并出发自动报警,及时解决问题。

根据实际的运行状态合理调节和控制电量,保障新能源汽车的安全性。

准确预测汽车里程数,保障汽车实际电量。

调节车灯亮度以及车内温度。

以上便是电池管理系统的多种功能,要充分发挥电池管理系统的作用,以促使汽车的安全性,并且还要注意电池的可靠性和安全性。由于电化学反应难以控制,需要从以下几个方面来保持电池组安全:

①单体电池间均衡。

掌握高精度测量技术,将总流控制在0.5%FSR,并且选用支持无线传输、GPS平台的设备。

②预测电池组符合状态。

优化SOC核心算法,防止过度充电给汽车电池带来损害,实现对最大允许瞬时(5s/30s)及持续充放电功率估算。

③动态监测。

建立电池历史使用档案,为离线分析系统故障提供依据,通过限制被动均衡电流,保持整组电池运行的可靠性和高效性。

其中,电子控制技术下的电池管理就是将电子控制主板植入到电池的内部,然后围绕主板这一中心安装两组电压采集线,并安装一个电流传感器和一个唤醒电压装置。此外,要利用电子控制技术来排除汽车内部的线路问题和电池异常,当出现线路老化、接触不良、短路或者电池温度异常的情况时,及时向驾驶者进行提醒,并关闭电池回路,保障汽车的安全性。

2.5 新能源电子控制回馈技术

环保是新能源汽车的重要标志,其不断追求零污染、能量可循环的目标,并获得了巨大成果。

基于电子控制技术的新能源汽车能量回馈体系的核心就是VCU系统。VCU系统又叫整车控制器系统,它就好比是汽车的大脑,影响着汽车的工作状态,在新能源汽车中占据极其重要的位置。

在VCU系统运行的过程中可以对汽车电池状况进行及时监测,并分析监测结果,记录各项指标,高效准确地传输指令以确保其及时到达相应的功能区域,提升汽车电能的利用率,延长汽车寿命。

通过VCU系统可以确定汽车的能量消耗量,这是很多购车者考虑的重要因素之一。合理的VCU系统有助于汽车能源供应的合理分配,不仅符合节能的环保理念,而且有利于提高汽车行驶效率,提升新能源汽车的安全性和稳定性。VCU系统与实时监控的相似之处是帮助驾驶员全面了解汽车的运行状况,驾驶员可以通过仪表盘观察到汽车各个环节的运行状态,预测汽车可驾驶路程,判断汽车是否需要充电、是否处于正常运行状态等,保证及时发现异常情况,并及时解决问题,最大限度保障汽车与驾驶员的安全。当汽车发生故障时,可以利用DMC、DEM思路来诊断来源于底层的信号,其诊断范围具体包括ASW应用层、复杂驱动层以及RTE层,并且利用状态寄存器MCUCSR识别复位条件实现对车辆的控制。

随着VCU系统的不断完善,其应用于新能源汽车也正在成为一种必然趋势,这会大大促进新能源汽车的高质量发展。因此,应该加大对VCU系统的研究力度,不断优化VCU系统的应用效果。新能源汽车VCU系统的总体结构如图1所示。

3  电子控制技术与新能源汽車发展的方向

3.1 新能源汽车电子控制技术发展现状

目前新能源汽车行业聚焦于电子控制技术的信息化处理这一发展方向上,但距离预期目标和期望还有很长的路程。我国电子控制技术与新能源汽车的融合发展自主性不强,多数经验来自于国外,对专业的技术人员的培养力度也需要进一步加大。

3.2 新能源汽车未来方向

新能源汽车电子控制技术促进了汽车行业的智能化与信息化发展,但其作为一种新型的技术还有很大的发展空间。

着重培养专业的技术人才,建立技术人员对专业知识的认知,深入学习电子信息技术,掌握核心技术,加快新能源汽车与电子控制技术的有机结合。加大对新兴行业的投资力度,提高行业技术参数,寻求适合我国的生产路线。

4  结语

新能源汽车可以弥补传统汽车的诸多不足,与现代环保出行的理念相契合。在新能源汽车未来的发展中,电子控制技术的应用会更加常见,要不断发展电子控制技术,使这项技术更加成熟,努力优化新能源汽车的安全性和稳定性,确保新能源汽车的长久发展,实现居民绿色安全出行的愿望。

参考文献:

[1]王孟.新能源汽车电子控制技术要点探析[J].电子世界,2020(11):92-93.

[2]王旭东.新能源汽车维修中电子诊断技术的整合运用分析[J].汽车实用技术,2019(17):1-2.

[3]姚磊.新能源汽车电子控制的关键性技术探究[J].民营科技,2018(12):35.

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