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，研究重點需要放在其關鍵技術點。本文首先對新能源汽車電子控制技術進行簡介，之后針對新能源汽車電子控制的關鍵性技術進行詳述，最后對其發(fā)展趨勢進行分析。
新能源汽車研究現(xiàn)狀
近年來，新能源汽車的開發(fā)成了新的技術潮流，英國、美國、德國等發(fā)達國家已經(jīng)由新能源汽車的研發(fā)轉變?yōu)楫a業(yè)化生產。從1990年到1994年，美國通用汽車公司共計生產了50輛新能源汽車，這對于美國的汽車產業(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穿梭，世界上其他發(fā)達國家也沒有停止研發(fā)新能源汽車相關技術。
簡述新能源汽車電子控制技術
蓄電池新能源汽車被列為九五期間的重大科技產業(yè)工程項目，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。清華大學、中國遠望集團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，中國遠望集團展出了YW6120DD型電動大客車，額定載客人數(shù)50人，每小時可達90公里，滿負荷充電一次實現(xiàn)150公里的續(xù)航里程。
新能源汽車電子控制的關鍵性技術探索
電子控制單元ECU的質量優(yōu)劣會對車輛的動力效率、控制策略產生直接影響，同時還關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）進行研究是非常重要的，在開展電子控制單元研究時要從實用功能與性能優(yōu)化入手。對于新能源汽車來說，ECU系統(tǒng)相當于大腦，包括能源管理系統(tǒng)、能源再生制動等，這些分項組成由包含眾多構件，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，將其轉化成輸出。由傳感器將其轉送到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。微機處理器對接收到的信號進行處理，并將最終結果輸出到輸出電路。輸出電路會放大收到的信號，對伺服元件進行驅動。
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。首先是負責汽車動力的動力總控系統(tǒng)；其次是負責能源轉換的能源再生系統(tǒng)；再次是負責汽車方向的轉向助力系統(tǒng)。就此而言，新能源汽車控制系統(tǒng)的功能實現(xiàn)需要每個子系統(tǒng)協(xié)調運作。
能量管理系統(tǒng)
能量管理系統(tǒng)是新能源汽車的核心構件，新能源汽車的行駛需要依靠能源支撐，實現(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)完成相應的解析與運行，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行接收。蓄電池組在這項功能的作用下能夠實現(xiàn)良好的工作狀態(tài)，又要對控制車輛運行的數(shù)據(jù)進行全面采集，開展數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控與診斷。這樣能量管理系統(tǒng)能夠對充電方式進行控制，同時還能夠對剩余電量進行顯示，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，能夠讓電池進行無損充電，同時還能對電池的實時狀態(tài)進行監(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間發(fā)現(xiàn)并進行維修，這就提升了電池運行的安全性。
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，動能消耗產生的熱能在空氣中進行傳播。新能源汽車的制動與傳統(tǒng)汽車有明顯差異，牽引電機與發(fā)電機之間的切換能夠讓汽車制動功能實現(xiàn)，在這一過程中汽車能量發(fā)生轉換，動能轉變?yōu)殡娔懿⑵鋬Υ妫芰磕軌蜻M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。在對新能源汽車進行開發(fā)時候，對再生制動能量回饋系統(tǒng)的研究很重要，在設計時候要全面考慮汽車的相關性能。
電機驅動控制系統(tǒng)
新能源汽車運行安全與否在很大程度上取決于電機驅動控制系統(tǒng)的質量。電機驅動控制系統(tǒng)組成較為復雜，是由多種控制器組成，控制器的相互協(xié)調讓電機驅動控制系統(tǒng)的功能得到實現(xiàn)。新能源汽車配備的驅動系統(tǒng)總體來說有三種，永磁同步電機、感應電機以及開關磁阻電機。對電機控制進行研究發(fā)現(xiàn)，過去所采用的控制方式由于電機不同也分為三類。直流電機控制器使用的是電樞電壓控制法和勵磁控制法；感應電機控制器使用的是轉差頻率控制、直接轉矩控制、V/F控制以及矢量控制；開關磁阻電動機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。
電動助力轉向系統(tǒng)
電動助力轉向機構主要由五部分組成：電機、電控單元、離合器、傳感器以及機械減速機構。當電動助力轉向系統(tǒng)處于工作狀態(tài)，電控單元對方向盤的轉動角度、實時速度等進行檢測，從而對電機的工作狀態(tài)進行調整，輔助系統(tǒng)開始工作，經(jīng)過減速器與離合器的綜合作用，轉向系統(tǒng)接收到輔助系統(tǒng)給出的輔助動力，由此實現(xiàn)了助力轉向的控制。針對助力轉向系統(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；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感會受到控制系統(tǒng)的影響，這就需要電動助力轉向系統(tǒng)與汽車所配備的其他控制系統(tǒng)協(xié)調運轉，讓駕駛員能夠對汽車的行駛狀態(tài)進行精確控制。
新能源汽車電子控制領域的發(fā)展
就目前的統(tǒng)計資料顯示，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注，就現(xiàn)今行業(yè)的關注點來說，主要集中在高端產品產能欠缺，低端產品產能過剩上。此外，新能源汽車的續(xù)航性、經(jīng)濟性、安全性也是研發(fā)的重點。為了解決上述問題，將新能源汽車所配有的電子控制產品的體量減小、集成化增高是其發(fā)展趨勢，在技術方面要求它具有更良好的安全性與可靠性，同時對電磁兼容性也提出了新的要求。在未來的電子控制領域，可以將性能更加優(yōu)越的工業(yè)級處理器應用其中，讓新能源汽車的電子控制單元對硬件平臺進行優(yōu)化，從而讓汽車具有更好的控制效果。
結束語
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，將供給能源轉化為可清潔生產的電力能源。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。本文對新能源汽車中電子控制技術的運用進行研究。就未來的新能源汽車發(fā)展來說，電子控制技術仍具有顯著地位，需要進行更全面的探索。