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新能源汽车电子控制的关键性技术研究

侯峰君 张驰
  
科创媒体号
2023年7期
扬州航盛科技有限公司 江苏扬州 225000

摘要:新能源汽车电子控制极其关键和重要,发挥了显著的作用。本文首先阐述了新能源汽车电子控制技术发展的必要性以及新能源汽车电子控制问题,在此基础上研究了新能源汽车电子控制相关技术,以供参考。

关键词:新能源汽车;电子控制;关键性技术

前言:新能源汽车和传统燃油汽车存在一定的差异,新能源汽车更加环保经济,具备显著的优势。对于此,需要了解和掌握新能源汽车电子控制的关键性技术,有助于新能源汽车领域健康发展、稳定发展和可持续发展。

1关于新能源汽车

新能源汽车主要包括电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车等。新能源汽车有着较多的优点,比如环保。新能源汽车不使用传统的燃料,因此不会产生有害气体排放,是非常环保的交通工具;高效。新能源汽车的能量利用效率高,电池充电效率也很高,可以在较短时间内实现充电,而且充电的成本也比较低;经济。新能源汽车应用成本不高,维护成本和传统燃油产品相比较更加低廉;便利性。

新能源汽车可以使用普通电源同样可以使用充电桩,而且充电站的建设也越来越普及,使用便利性逐渐增强。

2新能源汽车电子控制技术发展的必要性

对于新能源汽车电子控制技术的发展需要认识到其重要性和必要性,这就需要了解新能源汽车的特点,应认识到新能源汽车电子控制技术有助于精细化控制、动态监测汽车智能化、控制汽车环境以及全方位检测和控制汽车的运行情况,包括汽车的运行状态、运行中存在的故障问题,具体分析如下:

首先,新能源汽车电子控制技术可以实施精细化控制,以此提升汽车性能。例如,新能源汽车电子控制技术能够使得电池的使用寿命更加长久,提高能量的利用率,同时还可以使得电机和电池之间的匹配更加精准,从而提高汽车的续航里程和加速性能等方面的表现。

其次,新能源汽车电子控制技术还可以实时动态监测汽车,防止出现安全事故。例如,新能源汽车电子控制技术可以对汽车的刹车、转向、加速等操作进行智能化控制,使得汽车在遇到紧急情况时能够做出快速反应,从而保证汽车的行驶安全。

另外,新能源汽车电子控制技术能够智能化控制汽车环境,增强驾驶体验感。例如,新能源汽车电子控制技术可以对汽车的空调、座椅、音响等方面进行控制,从而提高汽车的驾乘舒适度。

最后,新能源汽车电子控制技术能够对汽车进行全方位的检测和监控,及时发现并排除故障,从而提高汽车的可靠性和稳定性。例如,新能源汽车电子控制技术可以对汽车的电池、电机、传动系统等方面进行精细化监测和控制,及时识别并修复潜在的问题,从而保证汽车的可靠性和稳定性。

3新能源汽车电子控制存在的问题

新能源汽车电子控制系统作为新能源汽车的核心部件之一,承担着电池管理、电机控制、充电管理等重要功能,是新能源汽车能否实现高效、安全、稳定运行的关键因素之一。对于此,需要了解到新能源汽车电子控制存在的一些问题,包括能源管理问题、故障检测和诊断问题、安全性问题、可靠性问题、成本和维护问题等。详细分析体现在以下方面:

能源管理问题。目前市场上的电池管理系统多采用开环控制,缺乏对电池状态的准确监测和反馈,容易出现电池过充、过放等问题。能量回收牵涉到回收利用,而回收效果并不理想,有着较大的上升空间;故障检测和诊断问题。故障检测主要是使用检测设备检测控制系统,能够及时发现故障问题并进行修复。目前,新能源汽车电子控制系统的故障检测和诊断技术还不够成熟,容易出现误报、漏报等问题。

另外,安全性问题。电池安全主要是监测充放电等,防止出现过度充放电等情况,进而可以确保电池安全。而车辆安全主要是监测车辆控制系统的安全性,防止出现碰撞等问题;可靠性问题。软件系统的可靠性问题是指软件设计和开发过程中可能存在的错误、漏洞、缺陷等问题,可能会导致系统的不稳定性和失效。系统集成的可靠性涉及数据信息的传输、处理、应用等,而这会影响到系统的性能[1];成本和维护问题。新能源汽车电子控制系统需要使用先进的技术和材料,相应的成本也会相对较高。同时,系统维护需要专业人员实施,而这就会投入较大的成本。

4新能源汽车电子控制关键技术

新能源汽车电子控制关键技术主要包括能源管理系统、电机驱动系统、电动助力转向系统、制动系统等,对于新能源汽车的发展相关人员需要掌握电子控制关键技术,新能源汽车电子控制关键技术则是新能源汽车运行、管理的核心技术。

4.1能量管理系统

能量管理系统是指对新能源汽车电池组进行有效管理和控制的系统,其主要功能是监测电池组的电量状态和健康状况,以及通过合理的控制策略,提高电池组的使用寿命和性能表现,从而提高新能源汽车的续航里程和安全性能。一般而言,新能源汽车的电池组由多个单体电池组成,这些单体电池之间的电量和温度等参数不尽相同,而且还会随着使用时间的增加而发生变化。

硬件方面,对于能量管理主要涉及电路、控制系统、均衡器等方面。监测电路需要监测电流、电压等参数,并且将数据共享到控制器。控制器需要依据所获得的数据信息采取针对性的措施,以此可以实现充电放电控制等。电池均衡器则可以对电池组中电量较高或电量较低的单体电池进行均衡处理,从而提高整个电池组的使用寿命和性能表现。功率电子器件则可以对电池组的能量进行调节和控制,从而实现对电动机的驱动和制动控制等功能[2]。

控制算法是指根据电池组的状态和运行情况,采用不同的控制策略,对电池组进行充放电控制、保护和故障诊断等操作。监控程序则可以对电池组的状态进行实时监测和分析,并通过报警和故障诊断等方式,提高电池组的安全性和可靠性。

4.2电机驱动系统

电机驱动系统是新能源汽车中的核心技术之一,它是将电能转化为机械能的关键部件,通过对电机的控制,实现车辆的加速、减速、制动等功能。

首先,电机驱动系统的组成部分。电机是驱动系统的重要组成部分,由于使用的方面不同电机的形式也会存在差异。电控系统则是管控电机的重要零部件,通过获得驾驶员的指令以此可以控制转速等,从而可以精准控制车辆。电池是供电装置,比如镍氢电池等。变速器可以优化电机输出,从而可以实现满足相应速度下汽车的需求。

其次,电机驱动系统的工作原理。在电机控制方面,电控系统依据车辆整体状态可以控制电机扭矩。能量转换则实现了电能转化为电能,而电机则可以将电能转化为机械能,以此实现车辆的运行。传动则是将动力传递到车轮,进而推动汽车前进[3]。

另外,电机驱动系统的技术发展趋势。在延长电池寿命方面,可以采用先进的电池管理系统,控制电池的充放电状态,避免电池过度充放电导致寿命减少。同时,提高电池的能量密度是提高电动汽车续航里程的重要手段,目前研究重点主要集中在锂离子电池技术上,例如采用硅负极、固态电解质等新材料,提高电池的能量密度。而降低电机驱动系统的成本也是行业的热点关注点之一,通过降低电机和电控系统的制造成本、优化电池组件的生产工艺等手段,实现成本的降低,提高电动汽车的市场竞争力。

4.3电动助力转向系统

电动助力转向系统不但可以增强驾驶的平稳性,而且还可以避免能源的不合理使用,这是新能源汽车电子控制技术的重要内容,电动助力转向电机是核心部件,主要作用是利用电机的转动力矩辅助驾驶员转向,提升驾驶舒适度和稳定性[4]。

与传统的液压助力转向系统相比,电动助力转向系统具有以下优点:首先,液压助力转向系统需要借助发电机,使得液压系统产生压力,以此提供动力。而电动助力转向系统则通过电动助力转向电机直接提供助力,无需依赖发动机,因此能够更加高效地利用电能。

其次,传统液压助力转向系统存在由于油液泄漏等原因导致转向失控的情况。而电动助力转向系统则可以通过电子控制单元实时监测转向角度、转向速度和车速等参数,对转向进行精确控制,提升了车辆的稳定性和安全性。

最后,传统液压助力转向系统只能实现单一的转向助力控制,而电动助力转向系统则可以通过电子控制单元实现多种控制方式,例如可变助力比例和转向力反馈等功能,提升了驾驶舒适度和操控性。

4.4制动系统

首先,新能源汽车电子控制技术中的制动系统涉及传感系统、制动系统等,以此可以准确控制制动,提升车辆制动性能[5]。通过传感器对车辆速度、车轮转速、制动踏板行程等信息进行实时采集和处理,电子控制单元能够根据这些信息进行精准计算和控制,使得制动力的分配和调整更加精准和高效。

其次,由于新能源汽车采用了电力驱动系统,制动时产生的能量可以通过能量回收系统收集并储存,以便在加速时重新利用,从而提高车辆的续航里程和能源利用效率。此外,例如,可以实现自动紧急制动、防抱死制动、电子驻车制动等多种功能,能够根据不同的路况和驾驶条件,选择最适合的制动方式,提高车辆的安全性能和行驶舒适性。

最后,通过自我诊断和故障代码的输出,能够快速准确地判断制动系统的故障原因和位置,并进行相应的修复和更换,确保车辆的制动系统始终保持在最佳状态[6]。

5新能源汽车电子控制领域的发展前景

当下人们的环保意识逐渐提升,而且认识到能源对于人们生存生活的重要性。新能源汽车逐渐成为人们青睐信赖的交通工具,电子控制技术则是新能源汽车中极其关键和重要的技术之一。电子控制技术会随着新能源汽车的发展呈现转折性、跨越性的发展趋势,有着广阔的发展空间,应得到相关人员的关注和重视。

首先,许多国家和地区已经出台了鼓励和支持新能源汽车发展的政策,其中包括对电子控制技术的支持和鼓励。例如,我国制定了相关的政策,目的是为新能源汽车的发展创造良好环境和有利条件。

其次,智能驾驶技术的发展将使得新能源汽车的电子控制系统具备更高的自主学习和决策能力,从而提高驾驶安全性和行车效率。此外,新材料和新工艺的应用也将使得新能源汽车电子控制系统更加轻便、耐用和节能。

另外,新能源汽车电子控制技术的不断发展将催生出一批新兴产业,如新材料、智能控制系统和电池管理技术等,而这都有助于促进新能源汽车实现健康发展、稳定发展和可持续发展。

最后,新能源汽车的推广将减少对传统化石燃料的依赖,从而缓解全球能源危机。而新能源汽车电子控制系统的高效和环保性能也将有助于减少空气和土壤污染,保护环境。

结语:综上所述,随着新能源汽车市场的扩大和技术的不断创新,新能源汽车电子控制技术也将不断发展和完善,这就需要加强技术创新和应用,提高新能源汽车的性能和安全性,推动新能源汽车技术的发展和应用。因此,需要认识到新能源汽车电子控制技术的重要性,应在新能源汽车的发展背景下提高汽车电子控制技术的水平,研究核心技术、关键技术,为新能源汽车发展创造有利环境、提供技术支持,进而可以保证新能源汽车市场的扩大以及新能源汽车技术的改革创新发展,对于我国交通事业的发展具有重要深远的意义。

参考文献:

[1]张梅梅.新能源汽车电子控制的关键性技术研究[J].新能源科技,2022(8):29-31.

[2]计端,刘卫.新能源汽车电子控制技术要点优化分析[J].汽车与新动力,2022(5):25-27.

[3]张义.新能源汽车电子控制关键技术探析[J].汽车测试报告,2022(7):85-87.

[4]喻鑫.新能源汽车核心技术识别及布局分析[J].汽车与新动力,2023(1):12-14.

[5]许亚娟.新能源汽车电机驱动系统中的关键技术研究[J].中文科技期刊数据库(文摘版)工程技术,2023(1):0012-0014.

[6]赵怡军.我国新能源汽车技术发展的挑战与前景[J].时代汽车,2023(3):122-144.

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