新能源汽车电子控制的关键性技术初探

　面对日趋严峻的环境问题，节能减排成为多个行业领域的发展方向，尤其是汽车行业。传统汽车的能源主要是燃油，除了油耗较大外，还会产生尾气，对环境造成污染。为了解决油耗和污染物排放的问题，新能源成为汽车行业发展的新途径，能够更好地满足节能减排的要求。新能源汽车的电子控制系统完善与升级，需要建立在技术创新之上，能够加快新能源汽车的发展步伐，对于汽车行业的健康、可持续发展有着积极的影响。
1　新能源汽车电子控制系统的发展
1.1　新能源汽车的产业化发展
　　在全面倡导节能减排的形势下，新能源成为汽车技术发展的主要方向，并逐渐利用新能源来代替传统石化能源，在提高资源利用率的同时，还能够满足绿色环保的要求，而电能是更好的一种选择。目前，电能的生产包括风电、水电和太阳能发电等形式，其资源丰富，价格便宜，其对于新能源汽车大规模的研制与开发提供了良好的基础条件另外，电能属于可再生能源，不会产生污染。国家在新能源汽车的研发方面提供了重要的支持，并将其列为重大科技产业工程项目，给予财政补贴政策，在很大程度上推动了新能源汽车产业的快速发展。
　　2009 年~2016 年，我国的新能源汽车产量得到了飞快的增长。2009 年，我国的新能源汽车保有量尚不足500 辆，而2015 年和2016年的新能源汽车保有量分别达到了58 万辆和109 万量，并呈现出迅猛增长的势头，预计2017 年的新能源汽车保有量将超过170 辆，仅北京一座城市的新能源汽车保有量就达到了16 万，足以说明新能源汽车的产业化发展的良好形势。新能源汽车的产业化发展，得益于汽车电子控制技术的发展与创新。
1.2　新能源汽车发展的技术支持
　　蓄电池汽车、混合动力汽车、氢动力汽车是作为主要的新能源汽车类型，主要以电池、电机作为行驶的基础和动力，以电子控制系统为核心，对新能源汽车进行车身控制和动力牵引，并在行驶途中为其提供信息传送服务，帮助驾驶人详细掌握汽车的行驶和运行信息，为汽车安全、稳定的运行提供保障。新能源汽车电子控制技术的发展与创新，使新能源汽车的功能更加完善和成熟，并将传感技术和计算机技术应用其中，并逐渐朝着智能化的方向发展。
　　目前，众多的汽车技术有限公司在新能源汽车的研制过程中，针对动力控制系统方面，加大了技术投入，并开发智能控制系统相关产品，并与其他汽车厂商合作，为其提供电动压缩机、电动尾门以及电子水泵等汽车电子控制产品，为新能源汽车的生产提供了重要的技术支持，越来越多的智能化新能源汽车得以生产，将会为汽车驾驶提供更为高效、便捷的服务，其对于新能源汽车产业的发展有着积极的推动作用。
2　新能源汽车电子控制的关键性技术
2.1　VCU
　　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[1]。
　　目前，在新能源汽车的研发当中，为了进一步提高车续航里程，并延长电池寿命，需要功能更加完善和成熟的VCU 系统。我国的汽车企业，在自主研发新能源汽车的过程中，建立了I-EMS 技术体系，开发“动力电池包”，并在散热（散热风扇）、防水（防水格栅）、绝缘等方面进行安全设计，安装电池信息采样板，便于掌握电池状态信息，进一步加强能量管理，保障电池模块的运行安全，为汽车的核心动力提供基础性的保障。该过程中，汽车电池安全性和动力电池的使用效率均得以显著的提升，其对于新能源汽车的发展与推广有着积极的推动作用。
2.2　EPS
　　新能源汽车的EPS（电动助力转向）系统主要利用传感器、电子控制单元、电动机及减速器等设备，对汽车运行（车速、转向等）进行控制。EPS 系统的工作运行过程中，利用转矩传感器、车速传感器进行检测，了解转向盘的转向与转矩信息、车速信息，并以电压信号的形式输送至电子控制单元，并向电动机、减速器的控制系统发送指令，对汽车驾驶速度和转向进行调控。该过程中会产生一定的辅助动力，在汽车不转向的情况下，电动机控制器不会得到电子控制单元的指令，电动机无需运行，能够达到节能的目的。在新能源汽车的EPS系统当中，人工智能控制、模糊控制成为控制方法的主要选择，在保障EPS 系统安全、稳定运行中发挥着重要的作用。
2.3　电机驱动控制
　　电机驱动控制系统的工作运行情况，在很大程度上影响着汽车运行的安全性和稳定性。电机驱动控制系统的主要功能是将电能转化为动能，并提高动能的利用率。利用传感器了解汽车的行驶情况，并根据行驶阻力，利用数字控制器、电力电子变流器进行调控，改善汽车的运行条件。在电机驱动控制系统的作用下，新能源汽车能够保持高密度的恒功率输出，在遇到行驶阻力时，能够表现为低速- 高转矩。转速范围大、转速响应速度快是新能源汽车电机驱动控制系统的主要特点。随着智能传感器、异步电机的可视控制系统、IGBT 集成模块的应用，使电机驱动控制系统的功能更加完善。
　　关于电机驱动控制系统的升级与革新，在新能源汽车的研发当中取得了良好的技术进展，并成为国家新能源汽车产业技术创新工程项目[3]。2016 年，在政府政策的支持下，多种类型的车电驱动系统产品得以研发出来，在节能与新能源汽车当中得到较为广泛的应用。而在电机驱动控制系统的研发过程中，仍持续进行资金和技术和投入。
3　结论
　　综上所述，新能源汽车的研发与应用，解决了传统汽车的能耗与污染问题。而VCU、EPS 以及电机驱动控制系统等电子控制技术的创新应用，能够使新能源汽车在动力效率、安全性和可靠性等方面获得更为显著的优势，进而逐渐替代传统汽车，为人们的交通出行提供了更为安全、便捷的服务，有着良好的发展前景。