新型混合動力汽車檢測技術(shù)研究

賽忠偉

（煙臺眾誠機動車檢測有限公司，山東 煙臺 264002）

新型混合動力汽車檢測技術(shù)研究

賽忠偉

（煙臺眾誠機動車檢測有限公司，山東 煙臺 264002）

近年來，我國的汽車行業(yè)獲得了較大的發(fā)展，為了能夠?qū)囕v原有燃耗大的問題進行解決，新型混合動力汽車得到了研發(fā)。在本文中，就新型混合動力汽車檢測技術(shù)進行一定的研究。

混合動力；汽車；檢測技術(shù)；

在汽車行業(yè)快速發(fā)展進程中，也帶動了我國汽車電子行業(yè)的發(fā)展。其中，混合動力車型在近年來得到了研發(fā)，受到了較多的關(guān)注，已經(jīng)成為了世界汽車行業(yè)發(fā)展的新方向。無論從節(jié)能減排效果、技術(shù)還是產(chǎn)業(yè)化能力等方面來看，混合動力車輛都具有著傳統(tǒng)電動機以及內(nèi)燃機優(yōu)勢，且將在未來較長的一段時間內(nèi)都將具有優(yōu)勢。通過混動技術(shù)在汽車設(shè)計當中的應(yīng)用，也能夠?qū)冸妱榆囕v在能源基礎(chǔ)設(shè)施以及電池技術(shù)上存在的不足進行有效地彌補，并成為了近年來汽車行業(yè)的開發(fā)熱點。在混動汽車設(shè)計當中，車輛信息檢測是非常重要的一項工作，需要能夠做好該技術(shù)的研究與應(yīng)用。

1 混合動力控制系統(tǒng)

在混合動力車輛當中，其在設(shè)計當中具有著以下幾個關(guān)鍵性因素：第一，能夠?qū)ΡO(jiān)控系統(tǒng)運行當中獲取的信息進行分析；第二，能夠?qū)囕v運行狀態(tài)詳細監(jiān)控；第三，根據(jù)需求做好相應(yīng)控制命令的發(fā)出。同普通電子系統(tǒng)相比，混動車輛電子控制系統(tǒng)的所處環(huán)境較為惡劣，電磁干擾、灰塵以及振動情況的存在，都將對其實際效果發(fā)揮產(chǎn)生較大的影響。對此，在研究當中對混動車輛進行針對性研究，以系統(tǒng)性方式對混動車輛不同部分的關(guān)鍵核心技術(shù)進行分析，并在此基礎(chǔ)上提出具有實用、經(jīng)濟特征的混動車輛控制系統(tǒng)設(shè)計實例。

2 動力控制策略系統(tǒng)

在混合動力汽車運行當中，其由蓄電池以及發(fā)動機共同實現(xiàn)動力的提供，通過電動機同發(fā)動機間不同組合方式的應(yīng)用，即能夠獲得不同的驅(qū)動方案，如普通的串、并聯(lián)以及混聯(lián)。對于整個車輛來說，其整體性能的高低不僅同車輛的電動機以及發(fā)動機等部件具有關(guān)聯(lián)，且同其具體優(yōu)化方式及控制策略有關(guān)。根據(jù)能源組合方式的不同，混動車輛根據(jù)其驅(qū)動方式的不同可以分為串聯(lián)、并聯(lián)兩種混動車輛。在本研究中，將串聯(lián)混動車輛作為研究對象，該類驅(qū)動方式車輛的特點，非常適合應(yīng)用在城市行駛當中的低速運行、加速運行以及頻繁起動情況下，能夠幫助保證發(fā)動機一直處于較好的運行狀態(tài)當中。在車輛行駛中，通過調(diào)整蓄電池以及電動機的輸出情況即能夠控制車速，以此提升復雜運行情況下車輛行駛的燃油經(jīng)濟性，且將能夠?qū)崿F(xiàn)排放總量的降低。而當電池運行在高荷電狀態(tài)時，則可以將發(fā)動機關(guān)閉，單獨以電機進行功率的輸出，通過該方式的應(yīng)用，避免發(fā)動機一直運行在怠速工況以及低速工況之下，不僅能夠有效提升發(fā)動機的運行效率，且能夠?qū)崿F(xiàn)有害物質(zhì)排放量的有效降低。

在混動汽車運行當中，需要根據(jù)其動力電池的實時參數(shù)以及具體行車狀況的不同，對其控制策略進行確定。在車輛當中，動力控制策略系統(tǒng)的存在，能夠?qū)碜赃\行狀況監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行分析處理，以此確定此時電動機應(yīng)當處于動力電池、發(fā)動機，還是兩者的協(xié)同工作模式，并在完成情況確定之后做好對應(yīng)控制命令的發(fā)出。根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，使發(fā)動機工作在其最大負荷的50～65%為好的系統(tǒng)控制策略，且能夠?qū)ζ嚨膭恿π赃M行兼顧。在實際策略控制工作開展中，動力電池的SOC值是一項決策重要依據(jù)。當SOC值處于30～75%之間，即處于正常工作區(qū)時，動力電池的放電電流在20～65A的范圍以內(nèi)。此時，如果車輛的駕駛?cè)藛T對車輛的加速要求在30%以下，則可以通過電力電池方式實現(xiàn)電池的驅(qū)動。而當車輛駕駛?cè)藛T對車輛加速要求處于30～65%之間時，電動機在運行當中所釋放的多余能量將使動力電池在此過程中處于充電狀態(tài)。當車輛駕駛?cè)藛T對車輛加速要求在65～80%之間時，車輛發(fā)動機將獨立完成對汽車的驅(qū)動，直至最大功率。而當車輛駕駛?cè)藛T對車輛加速要求在80%以上時，則將由動力電池和發(fā)動機一起同時負責對車輛的驅(qū)動。

在實際設(shè)計當中，從電池運行的穩(wěn)定性、安全性以及運行壽命方面的研究可以了解到，當其SOC超出范圍時，即需要及時發(fā)出控制命令，即當其處于80%以上時，電池則將以強制的方式向外放電。控制系統(tǒng)方面，此時即需要改變動力混合度比例，以此方式的應(yīng)用在車輛行駛當中進一步提升電池的總輸出功率，且在實現(xiàn)功率提升目標的同時，不會回收在此過程當中發(fā)動機產(chǎn)生的多余能量。而當電池總量低于20%時，電池則將處于強制充電的模式，發(fā)動機在運行當中，其所輸出功率的一部分將應(yīng)用在電池的充電當中，此時車輛將處于發(fā)動機單獨驅(qū)動的狀態(tài)。

3 運行狀況監(jiān)控系統(tǒng)

該系統(tǒng)的功能即是對車輛運行狀況進行監(jiān)視，并在此過程中對車輛運行時的電池電流、電池溫度、電池電壓、行車速度、剎車信號以及離合器壓力信號進行采集。而做好這部分信號的準確獲取，也是保證混合動力對車輛進行驅(qū)動的關(guān)鍵內(nèi)容。在該系統(tǒng)當中，其由一片LM2577以及兩片TLE4275為系統(tǒng)供電模塊，輸入電壓為6～18V，能夠保證車輛在特殊情況下，不會因蓄電池輸出不穩(wěn)而導致監(jiān)控系統(tǒng)癱瘓。

3.1 信號通道

在該監(jiān)控系統(tǒng)運行當中，由處理器系統(tǒng)對各類信號收集與處理，并在處理完成之后，將信號傳輸?shù)较到y(tǒng)的上層動力策略控制系統(tǒng)當中，以此方式的應(yīng)用使上層控制信號能夠傳遞給系統(tǒng)底層。該系統(tǒng)在實際運行當中，由兩路CAN收發(fā)器對該任務(wù)目標進行實現(xiàn)。使用該方式處理的優(yōu)點，不僅具有著較強的可靠性、實時性、組網(wǎng)自由性強的特點，且具有較好的監(jiān)控以及自診斷能力，為一種十分有效的通信方式。具體來說，其在運行當中的特點有：第一，能夠在無破型性的條件下，根據(jù)優(yōu)先權(quán)實現(xiàn)總線仲裁的競爭；第二，具有著錯誤檢測、多地址幀傳送功能；第三，在傳送數(shù)據(jù)方面，可以分為遠程數(shù)據(jù)請求以及數(shù)據(jù)廣播這兩種方式。此外，在該系統(tǒng)中也具有RS 232收發(fā)器的設(shè)置，通過該收發(fā)器的設(shè)置，即能夠較好的實現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)當中質(zhì)量檢查以及調(diào)試功能。

3.2 電池參數(shù)測量

在實際測量車輛的動力電池電壓時，需要在充分把握電池情況的基礎(chǔ)上進行確定。在該系統(tǒng)當中，所使用的電池為鎳氫電池，在該電池中，由144個1．2V的小電池組成12組電阻，其中每組電壓為12V。在系統(tǒng)實際運行當中，其不可避免的會面臨到較多復雜類型的工況，當在對其實施充電時，其電池電壓則將隨之上升，在部分情況下，電壓甚至會高于20V，為了保證在不同情況下測量系統(tǒng)都將具有著較好的運行效果，在設(shè)計當中將電壓控制在0～20V范圍以內(nèi)。溫度測量方面，則使用了DS1860數(shù)字溫度傳感器，對于該類型傳感器類型，其在實際應(yīng)用當中將使用多路傳感器，由數(shù)據(jù)線、電源線以及地線這幾部分組成，在實際應(yīng)用當中，其不僅整體操作十分方便，且將占用較小的輸入口，能夠較好地滿足修通運行需求。

3.3 充放電電流測量

在測量電池充放電大電流時，有兩種方式可供選擇。其中，霍爾傳感器可以說是最為常見的一種方式，對合適的霍爾傳感器進行選擇，也正是對電路進行精確測量的關(guān)鍵。霍爾傳感器在磁場開起點以及磁場靈敏度方面，需要能夠匹配電機的型號與具體結(jié)構(gòu)，而對于不同電機型號、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子磁場，其在磁場分布以及分布漲落方面則將具有著不同的表現(xiàn)。對于霍爾傳感器來說，如果其靈敏度偏差較差，存在過低或者過高的情況，因磁鋼縫隙以及轉(zhuǎn)子磁鋼存在不規(guī)則漲落情況，在實際運行當中，很可能將錯誤信號向外界發(fā)出。此外，也需要充分考慮霍爾傳感器芯片在抗靜電方面的表現(xiàn)，其具有著抗浪涌電壓以及電流能力。

在設(shè)計測量電路時，需要注意傳感器輸出電流為毫安級，對此，即需要通過適當輸入電阻的選擇，實現(xiàn)其對電壓信號的轉(zhuǎn)化，并使用具有較高精度的采樣以及放大電路。表1為該系統(tǒng)的一次實驗結(jié)果。

表1 動力電池充放電試驗數(shù)據(jù)

4 結(jié)語

在文中，我們對新型混合動力汽車檢測技術(shù)進行了一定的研究。在未來工作中，需要在此基礎(chǔ)上做好混動汽車檢測的相關(guān)技術(shù)研究，以檢測技術(shù)的科學應(yīng)用，進一步促進混動車輛在我國市場當中的發(fā)展。

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