李 江 涛

（濮阳职业技术学院数学与信息工程学院，河南 濮阳 457000）

在新能源汽车产业中计算机技术得到广泛的应用，从汽车的控制系统、自动驾驶系统再到动力电池组管理系统，计算机技术都为行车安全和行车可靠性做出了重要贡献。本文分析了新能源汽车电池储能的原理及过程，探讨新能源汽车产业中计算机技术的应用与实践，并通过分析未来技术的发展趋势，讨论新能源汽车在节约不可再生能源等方面的突出作用，以此来推动新能源汽车的进一步发展。

新能源技术的发展为汽车行业带来了新的生机。电动汽车是新能源系统的一个重要组成部分，在“双碳”背景下，由于风电光伏的不稳定要求建设与之相对应的储能系统来解决电力供需不匹配的问题，电化学储能被认为是当前解决电力“消纳难”的关键技术。相比于传统燃油汽车，新能源汽车的电路组织更加复杂，涉及的计算机技术更多，比如电力驱动汽车有三大关键领域，分别是电池、电控和电机。动力电池组作为汽车的核心能源装置，不仅需要计算机技术实时分析其工作状态，还需要通过计算机程序来精准控制每个电芯的充放电过程，以此来达到最理想最稳定的工作效果。下文将深入分析新能源汽车产业中计算机技术应用与实践。

1 新能源汽车电池储能的原理及过程

储能是双碳背景下重要的灵活性调节资源，储能技术解决可再生清洁能源波动性与间歇性等瓶颈问题，在配电侧实现发电与负荷的动态平衡。2021年全球汽车电池管理系统市场规模达33.41亿美元，较上年增长94.4%。MCU 为新能源汽车动力电池管理系统，其由多个模块组成，在汽车运行过程中，MCU 负责时刻监测动力电池组的工作状态，并根据行车指令等智能调整动力电池的放电行为。MCU 通过通信模块、存储模块、智控模块完成对汽车电流、电压等各项参数的收集与分析，按照既定的计算机程序实现智能控制，对于行车安全性和行车稳定性至关重要。

1.1 电池储能及控制

利用计算机完成动力电池系统的管理依赖于电池信息的实时收集，由各类传感器收集所得的信号经通信系统输入到控制单元，然后再分别进行均衡、模式管理以及继电器控制，在此过程中会涉及状态估计(SOC/SOH/SOP/SOE)、电气防护、充电管理、通讯、信号采集、诊断等技术，控制完成之后由系统输出信号，再由信号来控制电池组的各项行为。在新能源汽车中，除去电池包外力受损原因，大部分的自燃现象都是由于电池过充而引起，所以新能源汽车厂家在设计电池包时都会利用计算机技术准确估算电池内部的状态量，通过电子电路来实现过分保护。由于新能源汽车的动力系统更加复杂，快充状态下的充电功率较大，所以简单的电子电路很难做到对过充现象的精准判断，而是需要使用更为复杂的计算机技术来尽可能估算充电过程中电池的内部实际电量。

1.2 新能源汽车电池储能系统的构成

新能源汽车电池储能系统主要包括电池组、电池管理系统(BMS)、能量管理系统(EMS)、储能变流器(PCS)等部分。电池组是储能系统最核心的构成部分，而电池管理系统(BMS)、能量管理系统(EMS)、储能变流器(PCS)则起到协同配合作用。

电池管理系统是储能+新能源车的核心，其拥有广泛的市场成长空间。电池管理系统（BMS）主要功能是实现电池单元的智能化管理及维护，通过状态监测、异常故障保护等方法，监管电池状态，延长电池使用寿命，已在各类电子电气设备中得到广泛应用。新能源汽车及储能产业的快速发展带动BMS整体市场规模持续扩大。

能量管理系统EMS 主要负责数据采集、网络监控和能量调度等，具体而言包括设备层、通讯层、信息层和应用层。设备层完成能量采集变换；通讯层包括链路、协议、传输等；信息层主要包括缓存中间件、数据库、服务器，其中数据库系统负责数据处理和数据存储，记录实时数据和重要历史数据；应用层功能涵盖能量变换决策、能源数据传输和采集、实时监测控制、远程实时控制等。

储能变流器PCS 的主要功能为控制储能电池组的充电和放电过程，进行交直流的变换。

2 新能源汽车产业中计算机技术的应用与实践

2.1 计算机技术在电池储能中的应用

推进BMS/EMS 向数据赋能、智能化方向发展。首先，基于实时数据的深度挖掘，提升储能运行效率和经济性，实现智慧运维，储能价值挖掘。其次，基于大数据与AΙ等技术，完成自主诊断、自主修复，简化运维流程并提升储能安全。运用神经网络、边缘计算等，提升储能系统诊断能力、告警能力、控制能力以及决策能力。

信息化赋能储能系统，提升产品数字化水平。首先，能够完成智能化赋能储能系统的实时监测、异常告警、故障诊断、消防安全资源一体化协调、大数据存储加密。其次，在运维方面，实现对储能系统的远程监控、远程运维、大数据分析、数据可视化、故障自恢复等。最后，完成数字化仿真等技术赋能储能系统设计，并通过大数据分析、AΙ、边缘计算等技术赋能策略优化。

2.2 计算机技术在行车电脑中的应用

随着汽车智能化的发展，行车电脑（ECU）的功能越来越复杂，如今的行车电脑已经不仅仅是一个电子控制单元，除了燃油车中控制喷油量、油气混合比等功能外，新能源中的行车电脑还会配合车机系统让驾驶实现对汽车的智能操控，比如汽车中所有的电气设备、油门刹车系统、智能灯光系统等都可以由行车电脑来控制。传统基于蓄电池为动力基础的新能源车辆在运行中，极易出现车辆在运行过程中电能耗尽且不能得到及时补充的情况，严重影响了车辆的正常使用，而通过BMS 系统的控制装置能够实现电气连接，从而为新能源汽车储能创造条件。

2.3 计算机技术在电子诊断中的应用

目前的新能源汽车维修都需要借助于各类计算机设备，如动平衡机、解码器等等，不同于以往的汽车维修手段，在电子诊断技术的帮助下，新能源汽车的维修将拥有更可靠的质量，故障点定位及故障排除更加精准。

新能源汽车的动力电池组是核心能量系统，汽车的行车安全很大程度上都依赖于动力电池组的运行稳定性，为了让动力电池时刻保持在正常的工作状态，新能源汽车通常需要对其进行定期的维修检测。目前市面上流行的汽车动力电池芯类型为三元锂电池和磷酸铁锂电池两种，除此之外还有燃料电池等其他小众化新能源电池，不同的电池种类在故障检测等方面也存在着较为明显的差别，所以在动力电池的保养及维修过程中会用到计算机诊断等故障点定位技术。以锂电池安全诊断为例，运用计算机技术能够针对电芯自加热热失控、过充/短路/加热热失控、针刺/挤压热失控、电芯比热容测试、导热系数等问题进行安全诊断，从而提升电池储能能力，为新能源汽车正常运行奠定基础。

目前绝大部分的新能源汽车都配备有智能化元素，如自动驾驶技术、360°影像辅助、智能车灯系统、智能中控台等，这些智能系统让新能源汽车的电路组成更加复杂，检修难度也会随之增加。与传统的燃油汽车不同，燃油汽车的电子电路故障通常不会影响汽车的正常驾驶，只会使汽车的某一项辅助功能失去作用，而新能源汽车由于其能源系统为动力电池组，当汽车的电路发生故障时可能会引起电池输出功率异常，严重时甚至会引发火灾，对行车安全构成威胁。为此，应构建新能源汽车有效储能系统，规模化推进智能化充电基础设施建立，建立“电动化、网联化、智能化”的电动汽车充电基础设施，为防范及解决电路系统问题创造条件。

3 结 语

计算机技术在新能源汽车中的应用已经十分成熟，新能源汽车结合计算机技术可以帮助驾驶员更好地控制汽车，同时也通过对汽车各项参数的收集时刻保持汽车行驶稳定性，保证行车安全。随着5G 技术、云计算、人工智能、物联网等技术的发展，未来的新能源汽车必然会向着自动化、智能化的方向发展，汽车中所运用的计算机技术也将越来越丰富。