混合動力汽車動力系統的容錯分析與驗證

混合動力汽車動力系統的容錯分析與驗證

針對串聯式混合動力系統，研究了在不增加成本的前提下如何提高其可靠性。當車輛控制系統出現故障時，控制系統的不同組件之間要盡可能互不干擾，并對出錯部分迅速進行故障后處理。基于馬爾科夫算法提出能改進系統容錯能力的模型，對于Saber模型進行時間域的仿真，仿真結果驗證模型設計的可行性，并對縮小比例后原型機進行實物驗證。

當動力系統出現錯誤時，會影響混合動力汽車的燃油經濟性，錯誤的信號輸出還可能導致電機失控，威脅行車安全。在車輛動力系統出錯時，保證車輛可以安全跛行回家是基本的實現目標。故障的發現與識別是容錯系統進行后續處理的基礎，在串聯式混合動力系統中有兩種方式，一種是以低成本、低速的方式對電機控制器輸出電流的分析，分析對象單一；另一種是分析門限值、電壓和電流等參數。信號的采集是通過在IGBT中嵌入電壓、電流傳感器的方式得到的。

建立三橋臂三相電路，與三相電機的中性點相連，通過橋臂上的電容，阻斷瞬間變化速率過大的電流，保證電機不會出現轉矩的突然增大。另一種是四橋臂三相電路，不需要與中性點相連，應用在四端三相電機或者三端三相電機上，雖然性能更好，但是這種電路成本比較高。提出兩種基于馬爾科夫的轉換方式：全切換和短切換。全切換適合處理三相電路上的故障，如器件的損壞；短切換更適合處理線路的短路問題，依托電路拓撲結構對出錯電路進行隔離。兩種容錯處理系統在出現錯誤后，都會預估車輛狀態和跛行回家的能力，并且通過系統復原操作進行故障修復。信號出錯后早期的預處理可以有效減少故障在后期維修的時間和成本。

網址：http://ieeexplore.ieee. org/xpl/articleDetails.jsp? arnumber=6450102

作者：Yantao Song et al

編譯：張聰