NEW ENERGY AUTOMOBILE | 新能源汽车
新能源汽车关键技术及其难点分析
周蓉
甘肃能源化工职业学院　甘肃省兰州市　730207
摘 要： 面临能源短缺问题和环境污染问题的日益严重，为了满足居民绿出行的需求，新能源汽车应运而生并且得到了业界人士，同时，也逐渐取得了购车者的认可。经过近些年研发人员的不懈努力和研究，新能源汽车技术不断成熟，新能源汽车也已经投入了大批量生产。
关键词：新能源汽车　关键技术
新能源汽车是汽车行业长久发展的必然选择，政府部门也出台了一系列的政策，如购车补贴、生产补贴等来支持新能源汽车行业的发展。虽然我国在新能源汽车领域已经取得了很大的进展，但是仍然存在着一些关核心技术问题没有解决。本文将对新能源汽车的种类进行简要的介绍，分析新能源汽车的技术难点，加深相关研究人员对新能源汽车的了解。
1　新能源汽车概述
新能源具有零污染、可循环的特点，将其作为新能源汽车的动力，可以改善我国的生态环境污染问题，降低尾气的排放量。新能源汽车是我国大力贯彻落实可持续发展战略所取得的成果之一，是对传统汽车行业的创新与超越。最新的新能源汽车是纯电汽车或纯氢气汽车，是将电力或者氢动力转化为动能来驱动汽车行驶的汽车。目前我国新能源汽车的产量大幅增加，已经开启了量产的模式。
2　新能源汽车的分类
新能源汽车的出现是人们环保意识增强的表现，是对传统汽车行业的创新。新能源汽车的驱动能源是电力或氢动力等新型能源。目前，我国最常见的新能源汽车包括混合动力电动汽车HEV、纯电动汽车BEV、燃料电池电动汽车FCEV三种，除此之外，纯氢气汽车也逐渐进入大众视野，未来将有可能成
为最受欢迎的新能源汽车。
2.1　混合动力电动汽车HEV
混合动力电动汽车是一种过渡性产品，
它的驱动能源不是唯一的，而是包括常规燃
料和电力两种，配备了传统燃油发动机和电
动机。燃油发动机主要在高速行驶和长距离
行驶时提供动力，利用燃油高速持续行驶时
的高性价比，均衡燃油经济性和动力性之间
的配比，在提高汽车行驶效率的同时也降低
了行驶成本，在实现发动机最佳工作状态的
同时为蓄电池充电。电动机主要驱动汽车启
动和停止，使汽车实现起步更加简单快速、
降低起步噪音、低排放的目标。当汽车处于
加速和重载行驶的状态的时候，不仅燃油发
动机会为汽车提供动力，电动机也会同时驱
动。混合动力电动汽车是当前新能源汽车中
最受大众青睐的新能源汽车，但其也存在着
如蓄电池的使用寿命短、续航里程小和动力
控制技术不够完善等缺陷，这些问题严重阻
碍着新能源汽车的快速发展。
2.2　纯电动汽车BEV
纯电动汽车简而言之也就是只有一个动力
源的新能源汽车，它的动力源是电动机，驱动
能源则来自于蓄电池所供应的电能。纯电动汽
车将混合动力电动汽车的优势发挥到了极致，
做到了噪声小、不消耗汽油、零排放，是在混
合动力电动汽车的基础上发展而来的。但是，
如前文所述，目前蓄电池存在着一系列的缺陷，
这些缺陷也同样制约着纯电动汽车的进一步发
展，并且由于价格昂贵，所以纯电动汽车并不
被普通居民所青睐，主要的采购商为城市公交。
例如，某新能源汽车的电池参数如下表1
所示。
表1　某新能源汽车的电池参数
3　新能源汽车关键技术及其难点分析
新能源汽车有整车控制器VCU、电机控
制器MCU、电池管理系统BMS等几个最为
核心的模块，严重影响着整车的动力、安全
性和经济性。
3.1　整车控制器技术
整车控制器技术简称VCU技术，它就好
东风商用车公司比是汽车的大脑，是新能源汽车的标配模块，
影响着汽车的工作状态，在新能源汽车中占
据极其重要的位置。VCU模块包括硬件电路、
Analysis of Key Technologies and Difficulties of New Energy Vehicles
Zhou Rong
Abstract： F acing the increasingly serious problems of energy shortage and environmental pollution, new energy vehicles have emerged and gained the industry's attention to meet the residents' needs for green travel. At the same time, they have gradually gained recognition from car buyers. After the unremitting efforts and research of R&D personnel in recent years, the technology of new energy vehicles has continued to mature, and new energy vehicles have also been put into mass production.
Key words： n ew energy vehicles, key technologies
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NEW ENERGY AUTOMOBILE | 新能源汽车
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底层驱动程序、应用层软件等核心关键技术。
在VCU模块运行的过程中可以对车辆的运行状态，如车速、温度等信息进行及时监测，利用多种多样的传感器采集驾驶员的操作信息，并分析监测结果，记录各项指标，高效准确地传输指令以确保其及时到达电池系统、动力系统、车载附件动力控制系统等相应的功能区域，提升汽车电能的利用率，延
长汽车寿命。
通过VCU系统可以确定汽车的能量消耗量，合理的VCU系统也有助于汽车能源供应的合理分配，这不仅符合节能的环保理念，而且有利于提高汽车行驶效率，提升新能源汽车的安全性和稳定性。VCU系统与实时监控的相似之处是帮助驾驶员全面了解汽车的运行状况，驾驶员可以通过仪表盘观察到汽车各个环节的运行状态，预测汽车可驾驶路程，判断汽车是否需要充电、是否处于正常运行状态等，保证及时发现异常情况，并及时解决问题，最大限度保障汽车与驾驶员的安全。举例来说：在起步阶段，若车辆处于斜坡则至少满足原地不动状态的设定，当车辆处于平面陆地，车辆实现缓开的设定，这需要VCU快速计算基础转矩，避免出现溜车现象。
随着VCU系统的不断完善，其应用于新能源汽车也正在成为一种必然趋势，这会大大促进新能源汽车的高质量发展。因此，应该加大对VCU系统的研究力度，不断优化VCU系统的应用效果。
搭建VCU硬件电路的基础是标准化核心模块电路，这个模块电路是VCU、MCU、DSP三者共用的，展现了很好的可移植性、扩展性和兼容性。
底层软件是一种开放式汽车控制系统开发软件，其开发基础是AUTOSAR系统架构，这种底层软件可以实现在同一个平台上开发不同的控制系统，并且软件复用思想的引入还有效压缩了开发周期。
3.2　电机控制器技术
电机控制器模块是新能源汽车特有的控制模块，该模块由底层驱动程序、应用层控制算法软件、控制电路、功率电子电路、外壳冷却系统等构成。
电机控制器的工作原理是接收VCU发送的控制指令，根据指令来控制电动机的扭矩和转速，从而对电动机进行故障诊断，并能够存储和保护所采集到的数据。
MCU底层驱动程序也是基于AUTOSAR
系统架构和软件复用思想来开发软件模块。
MCU的应用层软件包括四个功能模块，
如下表2
所示。
表2　MCU的应用层软件及四个功能模块
3.3　电池管理系统
BMS是保障新能源汽车安全运行的核心
部件，在实际应用中具有良好的控制效果，
工作的展开以电池为中心，能够有效地控制
放电，合理地分配功率，并对功率进行限制。
电池管理系统的功能丰富，具体的功能捷安特和美利达哪个好
描述如下：
运行良好的电池管理系统能够保证蓄电
池处于最佳荷电状态，从而保证电能的充足，
促使汽车稳定行驶。
通过电池管理系统能够实时扫描其他子
系统，采集每个子系统的运行数据，确定其
具体的运行状态，并能够实现对剩余能量进
行显示、对充电发方式进行调控等功能，及
时发现汽车电能不足等异常情况，并出发自
动报警，及时解决问题。
根据实际的运行状态合理调节和控制电
量，保障新能源汽车的安全性。如在启动制
fsv
动模式下，VCU可以自动分析制动踏板的开
度以及开度变化率，并且利用输入VCU硬件
寄存器MCUCSR识别复位条件，最终制定
最为合理的制动力矩分配方案。
准确预测汽车里程数，保障汽车实际电量。
调节车灯亮度以及车内温度。
以上便是电池管理系统的多种功能，要
充分发挥电池管理系统的作用，以促使汽车
的安全性，并且还要注意电池的可靠性和安
全性。在长期的运行过程中，要定期维护和
监测电池所受到的不可避免的磨损，及时发
现并解决问题和故障，还要对电池进行无损
充电，要对电池的放电情况进行实时的动态
监控，从根本上避免过充问题，从而延长汽
车的使用寿命。
宝马 m6
BMS模块和VCU一样，也包括三大关
hey porsche
键核心技术，但是BMS的硬件电路分为主板
和从板两个部分，主板的工作主要是控制保
护继电器与电气、评估荷电状态值。而从板
则完成对单体电流电压的监测，均衡控制电
流电压，主板和从板之间的数据是双向传输
的。在充电过程中，BMS与充电机共同掌握
车辆控制权，在放电的过程中，BMS通过分
析SOC数据，确定提供电流。
目前，蓄电池的散热问题是电池管理系
统技术的难点。针对这个问题，在热管理的
过程中，VCU利用DMC、DEM思路实现与
电池包的协调处理，通过计算电流信息自动
开启内置PTC与风扇降温，有效保障驾驶人
的生命财产安全。
4　结语
新能源汽车得到了政府部门、汽车行业、
普通百姓的大力支持，有利于我国汽车行业
于生态环境的可持续发展。目前，新能源汽
车的核心技术逐步趋于成熟，蓄电池的使用
寿命和续航里程也在不断得到改善和延长，但
是新能源汽车还难以超越传统的燃油汽车成为
主力车型，未来二十年内，混合动力电动汽车
的销售量将会急速上升，取代传统燃油汽车。
未来，新能源汽车要积极地改善电子技术，逐
步实现智能化，将车联网作为新的发展方向，
促进新能源汽车实现更高的飞跃。
参考文献：
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的整合运用分析[J].汽车实用技术，2019
（17）：1-2.
[2]孙健.新能源汽车三大关键技术及其难点分析
[J].汽车实用技术，2018（19）：20-21，91.
[3]袁尉铭.新能源汽车的故障问题分析与维
修关键技术探讨[J].汽车实用技术，2019
（03）：21-22.
作者简介
周蓉： （1972.11—），女，甘肃兰州人，工学硕士，
甘肃能源化工职业学院副教授。研究方向：
新能源汽车教学与研发。
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