摘要
近年來，新能源汽車的發展取的了較大的進步，市場不斷擴大。在新能源汽車的組成中，電子控制技術研發對新能源汽車的發展具有重要的意義，是促進新能源汽車發展的重要因素。在電子控制的研究中發現，電子控制的關鍵技術主要包括：能量管理系統（EMS）、電動助力轉向系統（EPS）、電機驅動控制系統等。
前言
智能汽車電子控制系統是在整車控制過程中非常重要的系統組成，在新能源汽車，尤其是純電動汽車行業的地位尤其重要。在此控制系統中，主要是由整車控制器VCU、高級輔助駕駛系統ADAS、制動系統、轉向控制系統EPS 及中控系統組成。整車控制器VCU 通過各個系統和本身傳感器的信號得知車輛當前工況信息，智能控制車輛各個部件實現主動安全及滿足駕駛者的駕駛體驗要求。VCU在新能源汽車項目中也實現了利用電機制動能量回收，在車輛減速滑行和制動工況高效的把機械能轉化成電能，增加車輛行駛裡程，提高經濟型。汽車智能電子控制系統是汽車行業發展的必然結果，也是未來汽車電子發展的主要方向
01整車控制器
整車控制器（Vehicle Control Unit，VCU）系統是保障新能源電子汽車能夠有效工作的核心系統，VCU 系統相當於一輛電子汽車的大腦，具有非常重要的作用，總的來說，VCU 系統的優劣直接影響了汽車的性能。
VCU 系統在運作的過程中，要對當前汽車的電池狀態進行實時監視，對其各項指標予以記錄，並通過自我分析來進行相應指令的傳輸，在指令傳送到功能區域後就可以對當前汽車狀態進行處理，以此來強化電能的利用率，保障汽車的安全及壽命。VCU 系統的使用可以幫助車主明晰汽車行駛的途中能量消耗情況是否合理，是否能夠支撐車主到達目的地。對當前汽車的能量以及目的地之間的距離進行整合，以此來正確分配車內的能源供應，全面提高行車效率。與此同時，因為CAN 總線系統的協助，汽車在行駛的過程中還不用考慮安全問題，此項技術能夠確保汽車的平穩駕駛。 VCU 系統就像是實時監控一樣，能夠讓車主迅速明晰當前汽車的問題，對其進行迅速處理，保障人車安全。整車控制器 VCU 具備以下功能：
整車控制功能 整車各種工況扭矩管理、能量管理、電機電池協調管理、充電管理、故障診斷等功能。能夠對上下電時的高低壓控制邏輯進行管理，根據駕駛員輸入對駕駛扭矩做出準確判斷，能夠對車輛當前工況進行判斷，能夠實現扭矩請求和扭矩限制功能。
制動能量回收功能VCU 控制策略可以實現能源再生制動功能，並且協調製動能量回收過程電機制動與ABS 系統工作，保證制動安全。
車輛附件控制功能車輛附件包括空調、助力轉向、風扇、冷卻水泵等部件，VCU 能夠實現對輸入/輸出信號的處理，包括濾波、抗抖、滯回處理，保證輸入可靠有效，輸出明確。
故障診斷功能VCU 能夠識別零部件及系統功能故障，並採取相應的應對策略，提供系統故障保護下的跛行等故障處理功能，同時具備故障碼存儲、上傳、清除等功能。
CAN 網絡通信管理功能實現整車CAN 網絡總線調度，具有故障診斷功能（包含故障路徑類型、存儲故障代碼、故障處理等）、能管理相關系統的關鍵信息。
輔助預警功能汽車智能電子控制系統具備車道偏離報警CDW、前碰撞預警FCW、後碰撞輔助報警RCTA、盲點檢測BSD、併線輔助危險報警LCA等功能。
02能量管理系統
能量管理系統（Energy Management System，EMS）是電子控制中的重要組成部分，對新能源汽車的製造具有重要的意義。電子控制中能量管理系統的內容具有多樣性等特點，其中包括：功率分配、充放電控制、功率限制等內容。能量管理系統具有其獨特的工作原理：
第一，利用數據採集電路的形式搜集電池狀態信息；第二，將電池狀態信息進行系統化的分析以及處理；第三，通過對數據分析結果，在系統內生成控制指令，並且進行指令的執行。
在其基礎上，能量管理系統可以對充電方式進行控制，顯示當前剩餘電量，以實現充電提醒。但對數據採集模塊功能，提出了精度、可靠性、安全性等方面的要求。通過採集模塊的全面監控，確保電池始終保持工作狀態，同時能夠實時監控電池狀態，防止出現過充情況，從而有效的提高電池包的使用壽命和利用率。電池出現故障後，能夠及時展開維修，電池運行效率與安全性大大提高。
EMS 系統具有以下的幾個特點：
①EMS 系統可以使蓄電池始終維持在最佳的荷電狀態，為新能源汽車提供驅動力。
②EMS 系統可以對與之相關的子系統的實際運行狀況進行分析，實現對整個系統運行狀態的監查和控制，對新能源汽車的充電方式以及剩餘的電量情況進行及時的調控和預警。
③EMS 系統可以實時根據新能源汽車所剩餘的電量，對汽車可以行駛的最大裡程數進行精準度預測，以方便司機可以及時的預知。此外，EMS 系統還可以進一步實現對汽車內的空調溫度以及大燈亮度等進行調節，在不影響其他功能正常使用的情況下，智能開啟省電模式。
03電動助力轉向系統
在新能源汽車中，電動助力轉向系統（Electronic Stability Program，EPS）具有重要的輔助功能，可以有效的提高汽車的功能，提升汽車的性能。在電動助力轉向系統中應用的設備較多且具有多樣性和複雜性等特點，例如：電動機、電子控制單元（Electronic Control Unit，ECU）、車速傳感器等，在新能源電動助力轉向系統中，電子控制單元的應用具有核心作用，因為電子控制單元具有獨特的工作原理。而電動助力轉向系統的工作原理也較為複雜，當駕駛員在操控汽車方向盤的時候，可以將汽車進行轉向處理，而這種處理首先需要通過轉矩傳感器進行系統的分析轉矩，然後將分析結果傳達至電子控制單元（ECU），在有ECU 根系分析信息並生成控制指令，最後對控制指令進行準確的執行，從而完成電動助力轉向系統的輔助作用，提高汽車駕駛的安全性。電動助力轉向結構，由機械減速結構、傳感器、離合器、電機與電控單元組成。
系統工作原理如下：操控方向盤，展開轉向動作時，由轉矩傳感器，檢測方向盤轉矩；檢測信號傳輸至電子控制單元，由其分析轉矩信號、轉矩方向、車速信號等；根據分析結果，生成控制指令，並輸送至電機，最終完成調控電機轉向，同時形成輔助形成助力轉矩。汽車不轉向，方向盤不轉動，電控單元不會發出調控指示，電機停止運轉。
電動助力轉向系統具有環保節能、高效等優勢，但對助力電機，以及傳感器性能，及其安全可靠性，提出了更高要求。提高系統穩定性，還需加強模糊控制、人工智慧控制等控制策略的合理應用。在研發助力轉向系統時，應當確保系統兩大功能，一是圍繞助力需求，提供駕駛員舒適度。二是確保傳感器的可靠性、安全性、經濟性。需根據助力轉向系統實際狀況，合理採取措施優化系統性能，滿足動態性能與穩定性等設計要求。
04電機驅動控制系統
電機驅動控制系統與新能源汽車的安全運行有著緊密的聯繫，電機驅動控制系統直接影響了汽車的安全運行，該電機驅動控制系統主要由數字控制器、電力電子變流器、傳感器等內容組成，電機驅動控制系統在汽車的運行中主要負責將蓄電池中的電能轉變成為供汽車車輪運動的動能，並且為汽車提供平穩運行的能力，提高汽車的穩定性。其特點包括：在進行電機驅動控制系統的設計時，需要重視對功率輸出的恆定；在汽車運行中必要的時候需要保持低速特性；控制成本；轉矩的響應速度較快等方面，從而提高電機驅動控制系統設計的質量。
驅動控制系統，直接關乎項目宣推以及行駛可靠性。由於該系統組成繁瑣，涉及多個控制器，要求控制器協調運作，才能最好的實現系統功能。
05制動系統
傳統燃料動力汽車制動消耗行駛動能，通常藉助摩擦力作用實現，以降低車速，動能消耗後，其熱能傳播至空氣中。而新能源汽車不同，主要通過牽引電機，以及發電機切換，實現制動功能。通過電能、動能轉換，並完成動能儲存。同時，整車控制系統VCU也與制動系統合作調整控制策略，並且協調製動能量回收過程電機制動與ABS 系統工作，保證制動安全。除此之外，能量能夠循環使用，充一次電後，汽車續航裡程增長。新能源汽車開發，不能忽視對再生能量回饋裝置的研發，不能與汽車功能相矛盾，更要促進其他性能的發揮。
06自適應巡航控制系統
在整個自適應巡航控制系統中，要對能源的自適應進行有效的控制，才能使新能源汽車的能源和運行速度得到合理的分配。自適應巡航系統的原理如下：
首先，需要採集到新能源汽車的運行工況和能源狀態；然後，通過電子電力控制系統對採集到的信息進行分析和處理；最後，再根據事先預設的算法來生成與操作相對應的控制指令，以此來控制新能源汽車的能源系統和自適應系統。
自適應巡航控制系統是在按設定車速進行巡航控制的系統上，增加了與前方車輛保持合理間距控制功能的新系統。自適應巡航系統主要由自適應巡航控制系統傳感器、自適應巡航控制系統控制器、發動機管理控制器組成。電子控制器最主要的組成部分其實是單片機，它的主要功能就是處理傳感器中的信息，然後根據信息來生成相應的指令。
07車道保持系統
車道保持輔助系統（Lane Keeping Assist Systems，LKAS），用於幫助司機使車輛一直保持在規定的某個車道上行駛，不偏離車道。當車道保持輔助系統識別到本車道兩側的標記線，那麼系統處於待命狀態。這通過組合儀錶盤中的綠色指示燈顯示。當系統處於待命狀態下，如果在越過標記線前打了轉向燈，警告信號就會被屏蔽，認定駕駛員為有意識的換道。
LKAS系統的工作原理：在前車窗內側的上方安裝攝像頭，拍攝車道線,形成清晰的圖像。在計算機的幫助下，通過算法處理判斷出車輛是否在規定車道內。如果偏離車道(左右偏離)，控制系統會給出報警信號和糾偏指令。接到決策系統命令時,由ESP系統輸出轉向助力,使車輛保持在道路內行駛。
目前該系統主要應用於結構化的道路上，如高速公路和路面條件較好（車道線清晰）的公路上行駛。
08結語
雖說新能源汽車已經獲得了較好發展，但以真實情況來說，新能源汽車的自主創新能力較弱，致使電子控制技術在實際發展中較為滯後，未能為新能源汽車的發展提供切實幫助。將電子控制技術智能化的程度不斷提高，也能夠提升汽車操控過程中的準確性和穩定性。利用各類無線傳感器，結合深度學習方法，能夠實現遠程控制、自動駕駛等新型功能。智能化汽車的電子儀表，導航系統以及車輛狀態監控系統當中，電子控制技術都發揮著重要的作用。通過實時獲取傳感器數據進行信號處理，進而對車輛的行駛狀態進行感知。此外，將網際網路技術和信息化產業集成於汽車駕駛和製造的過程中，同樣具有極高的現實意義。利用人機互動和智能駕駛的解決方案，能夠徹底轉變當前汽車的駕駛方式。藉助大數據時代廣泛的信息獲取渠道，更有利於自動駕駛技術的實現與發展。
電子控制技術作為汽車的核心技術，在智能化新能源汽車的生產與應用中佔有重要的地位。新能源汽車順應了時代發展的潮流，在競爭日益激烈的今天取得了一席之地，優秀的智能化電子控制系統功不可沒。
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