當前位置: 滿電-新能源汽車>電動車總管是個什么職位?三大件之電控系統
即便不懂汽車機械的人,也不會對發動機、變速箱、底盤這種汽車三大件兒陌生,三個部分缺一不可。而且如果要相互協調,真正做到行駛品質的話,哪個也不能當短板,拖了后腿。傳統燃油車固然如此,新能源車也需要各部分高度的協作,且作為“三電”技術之一的電控技術承擔了汽車“總管”的職務,重要性更強。
導語即便不懂汽車機械的人,也不會對發動機、變速箱、底盤這種汽車三大件兒陌生,三個部分缺一不可。而且如果要相互協調,真正做到行駛品質的話,哪個也不能當短板,拖了后腿。傳統燃油車固然如此,新能源車也需要各部分高度的協作,且作為“三電”技術之一的電控技術承擔了汽車“總管”的職務,重要性更強。
三電技術指的是“電池”、“電機”、“電控”,作為純電動車的三大系統,缺一不可。這既是純電動車的核心技術,同樣也是基礎。如果非要有個形象的比喻的話,電池顧名思義就是能源,好比是汽油;電機就像是發動機,它是車輛的動力來源;電控就如同一個CPU,用來接收指令并調動車輛各個部件執行命令。
作為汽車的“調度”中心,電控系統的職責并不僅僅是駕駛員傳達指令,它再將“活兒”分配出去這么簡單而已。就像是一個金字塔結構,駕駛員是處于塔尖位置,車輛所有部件都是來為他服務。駕駛員的一切動作,“電控”都看在眼里,然后將指令傳遞給金字塔底層的各個執行者,猶如一個訓練有素的士兵,堅決完成任務!但它并非是愚忠,底層執行者如有什么意見,它還是會去上層反饋。如果路面濕滑、電機過熱之類的情況發生,駕駛員仍然想大腳油門,不作難受的話,電控系統則要以保護駕駛者安全為原則,以最理性的方式拒絕指令。
它就相當于一個大總管,各個單元只是一個小部門,比如電池管理系統BMS、制動系統、電機部分,也就是說各個部門雖然在分頭工作,但電控系統依舊是中心,它統管整個汽車大大小小部件,接收并反饋下達指令。如果按照現代公司的管理方式,電控系統起碼是個總經理、總監級別。
相比于電機和電池技術相比,電控系統沒有太多實體硬件,很多東西是看不見摸不著的,存在感不強。它是一套完整的交流與反饋系統。由一個單元和另一個單元同時進行協調工作,那它是怎么進行各個部分的協調工作呢,怎樣采集信息并且進行處理的?
其實電控系統的線人就是各個部件,比如從電池管理系統來知道電池電量還剩多少,電池溫度多少。從電機處來了解到現在輸出了多少馬力、多少扭矩。按照油門踏板的開合力度,結合時速來確定電機需不需要繼續加大馬力輸出。同樣通過吸收各個方面的信息,如遇到緊急狀況,車輛受到外部干擾(冰雪、大風、行人、車輛等),及時提醒駕駛者并調整車輛實時狀態。
上文說到電控系統很多都是看不見摸不著的,但它也會有少數硬件做基礎,其中主要是ECU(electronic control unit)電子控制單元和軟件CPU(control processing unit)微處理器兩部分。
各個小單元由各個單元的ECU收集信息并反饋給CPU,其中ECU的硬件包括傳感器、數據存儲器以及各種控制模塊、執行元件等。將各個元件實時信息匯總到CPU,再由其下達命令,執行最優化的策略,達到節能、提高運行效率等等最終結果??此茝碗s的一套系統,其實往往都是一瞬間的事情,由繁化簡是這套系統的優勢,電控系統是純電動車的靈魂。
各個單元的信息是怎樣傳遞給“大腦”的呢,難道跟裝電腦似的由各種實體線來進行串聯嗎?要知道純電動汽車是一個龐大的整體,是由無數個零件組成,如果都是以實體線連接的話,那這個線束的長度估計會非??捎^。不僅僅是體積太大的問題,后期的維修、診斷都是不太可控的問題,而且越復雜的系統對可靠性、精確性要求會更高,實體線路連接其實不太適用。
當然有問題就會有解決方式,20世紀80年代BOSCH便推出了串行數據通信總線CAN(controller area network)。以網絡化的形式解決線束的問題,而且隨著汽車電器元件越來越多,機械的東西越來越少,CAN的優勢會越來越大,而且這是目前為止唯一有國際標準的現場總線。在傳輸速度250kb/s的情況下,CAN直接通信距離可達100m,能夠滿足汽車通信要求。
有各個單元做基礎,無數的實時數據做支撐,電控系統便可以做它應該做的事情,如何準備、適合的進行命令的下達。比如你有一百塊錢,怎樣投資才能得到最大化的利益,這也就是電控系統的核心存在因素。
當然策略這個東西并不是一塵不變的,每臺純電動車從設計當初開始,技術參數、所面向人群、定位都不相同,也就不可能有完全一致的控制策略。國內街頭滿大街跑的純電動自行車,也有其控制策略,比如轉動“油門”它會給電機一個特定數值,比如擰“油門”便直接輸出百分50的動力,擰到底就直接輸出百分之百,這種簡單粗暴的策略放在純電動汽車上肯定就不行。
汽車在駕駛時各種數據都是實時在變化的,比如油門的開合角度、汽車時速、路面的附著力都不會與設想完全一致。這就需要廠商建立大量的模型,來適用于不同狀況下車輛的行駛,達到車輛行駛質感、節能、安全等各方面達到一個最優,或者說最平衡的表現。不能說,在北京道路行駛,車輛開起質感不錯,但車放到另一個城市駕駛,便相差太遠。最容易理解的例子便是車輛的駕駛模式,現在有很多車都有不同模式選擇,比如運動、普通、舒適等等,其實也是基于不同控制策略而形成。
從發動機、變速箱、底盤再到電控、電機、電池,汽車整體的變化可以說是天翻地覆,也同樣刷新了消費者對汽車的認知。就像現在純電動車的“變速箱”其實一定程度上已經被電控系統取代,不需要傳統機械的動力傳動,其實只需要向電池、電機下達幾個指令,便成完成動力的“傳遞”過程。那么變速箱都能夠被代替,像車內各種電子部件更不會成為問題,制動系統呢?未來其實可以大膽設想一下,純電動汽車其實是最適合無人駕駛的模板,當然電子控制肯定也是未來汽車發展的大方向。(圖/文/攝 網通社 徐躍翔)