电动汽车给汽车工程师带来了哪些开发难题？

2019-08-12 09:41

来源：与非网

电机电控

作为传统发动机和变速箱功能的替代，电机和电控的性能直接决定了电动汽车的爬坡、加速、最高速度等主要性能指标，因此，电机、电控系统在电动汽车中的地位仅次于动力电池。

一个典型的电控系统－图片来源NXP

而电机和电控也需要满足这些场景的需求：频繁起停、加减速，低速／爬坡时的高转矩，高速行驶时的低转矩和较大变速范围，混合动力车还需要处理电机启动、电机发电、制动能量回馈等特殊功能。

因此，电动汽车驱动系统需要满足如下技术需求：

第一，驱动电机要有更高的能效，实现轻量化、低成本，适应有限的车内空间，同时要具有能量回馈能力，降低整车能耗；

第二，驱动电机同时具备高速宽调速和低速大扭矩，以提供高启动速度、爬坡性能和高速加速性能；

第三，电控系统要有高控制精度、高动态响应速率，并同时提供高安全性和可靠性。

电机方面，电机的绕组、电机的转子、发热等都是工程师需要面对的难题，具体来说，电机绕组的排布和磁场能量转换有关。优化的绕组可以降低损耗，提高效率，减少发热；传统电机转子已经不再适用于电动汽车电机，寻找可以有效增大转矩，减小电动机体积的转子也是难题之一；电机过热是电机安全和可靠性能的天敌，因为电力电子器件比传统汽车部件更容易受热损坏，因而发热问题也是难点之一。

电控方面，汽车在转向电气化后增加了电池组、驱动电机、变速箱（减速器）、动能回收系统等等，而如果再加上自动驾驶和增程式系统的话，电控系统所要承担的责任就更多了，因此实现高控制精度、高动态响应速度，同时具有安全性和可靠性，电控系统也是一大难题。

车联网

车联网这个概念虽不是因电动汽车而诞生的，但是车联网却和电动汽车有着密不可分的关系。车联网提出的初衷是为车与车之间的间距提供保障，降低车辆发生碰撞事故的几率；帮助车主实时导航，并通过与其它车辆和网络系统的通信，提高交通运行的效率。

据统计，到2020年，全球至少有2．2亿辆配置50个传感器的车辆，在汽车领域联网的传感器总数将至少达到110亿，而这些传感器可能每天传输多达1．5TB的数据。而很多人设想着通过这些大数据，可以减少交通事故并改善导航和拥堵。

这也是难点所在，对大数据的需求意味着车辆越来越需要连接，OTA固件更新也变得更加重要，这些数据的复杂性之高，以及数据量之多，处理起来也将是个大麻烦。如何正确处理这些大数据，以及如何保障连接安全可靠，这些都是对工程师们提出的难题。

仿真测试

在电动汽车的仿真测试中，传统的验证技术也还保持着生命力，常用的整车试验验证方式整车道路（公路）试验、场地道路试验、整车台架试验、整车动／静态主观评价试验和虚拟数据和计算机仿真验证分析等。

这里需要工程师做的便是找出公路运输，电力系统和电网内集成的最佳解决方案，工程师通过仿真软件，可以在施工阶段之前测试不同的设计决策，大量的仿真数据也会给工程师们带来处理的难题。

结语

想要让电动汽车更大规模地普及，当然不止笔者上述提到的这些难题，还有大量的开发工作等着工程师们去做，如果你是汽车电子工程师，你准备好面临这些挑战了吗？

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