新型混合動力汽車檢測技術的研究及應用

汽車行業的快速發展促進了汽車電子行業的發展，混合動力車型(Hybrid Electric Vehicle，HEV)作為汽車行業的新發展方向，受到了國家的重視。從技術、節能減排效果、產業化能力等諸多方面考慮，混合動力具備了傳統內燃機和電 動機的優勢，將在較長一段時間內占據優勢。混合動力車輛技術避免了純電動車輛在電池技術和能源基礎設施上的不足，成為近期新型車輛研究開發的熱點。經過國 家“863計劃”的支持與發展，我國的混合動力車輛技術正在迅速邁向產業化。

1 混合動力控制系統

實現混合動力車共有三個關鍵因素：能夠對汽車運行狀態詳細監控的系統；分析監控系統所獲取的信息，并發出相應的控制命令；相比一般電子系統，混合動力車電子控制系統工作在車內非常惡劣的環境，電磁干擾、振動、灰塵等都會造成技術上的瓶頸，如圖1所示。



本 文對混合動力車進行了研究，系統地分析了混合動力車的各個重要組成部分的核心技術，提出一種經濟實用的混合動力車的控制系統的設計實例。該系統采用了先進 的計算機技術和總線技術，集智能控制、信號采集、數據處理和通信于一體，控制實時性好，實現了整車控制智能化和多傳感器之間的有效融合。

2動力控制策略系統

混 合動力電動汽車由發動機和蓄電池共同提供動力，發動機和電動機可進行不同組合得到不同的驅動方案，如：串聯、并聯及混聯。整車性能的好壞不僅與發動機和電 動機等部件有關，還與其控制策略和優化方法有關。按照能源組合的方式，混合動力電動汽車可按動力驅動方式分為串聯式混合動力電動汽車(SHEV)和并聯式 混合動力電動汽車(PHEV)。本文研究對象是SHEV。SHEV的特點適合城市行駛中頻繁起動、加速和低速運行工況，可使發動機在最佳工況點附近穩定運 轉，通過調整蓄電池和電動機的輸出來達到調整車速的目的，從而提高在復雜工況下行駛的車輛的燃油經濟性，同時降低排放。在電池的荷電狀態(SOC)較高時 還可以關閉發動機，只利用電機進行功率輸出，使發動機避免在怠速和低速工況下運行，提高發動機的效率，減少有害物質的排放。SHEV的結構如圖2所示。


混 合動力車需根據不同的行車狀況，以及動力電池的實時參數來決定其相應的控制策略。“動力控制策略系統”分析和處理來自運行狀況監控系統的數據，判斷此時的 電動機應該處于發動機工作模式、動力電池工作模式，或者是協同工作模式，然后發出相應的控制命令。研究表明，好的系統控制策略應是使發動機工作在其最大負 荷的50％～65％，同時需要兼顧汽車的動力性。

策略控制的一個重要依據是動力電池的SOC值，當SOC值處于正常工作區 (30％～75％)，動力電池放電電流處于20～65 A范圍內，如果此時駕駛員對汽車加速的要求低于30％，可采用動力電池驅動車輛。當駕駛員對加速的要求為30％～65％，可利用此時發動機釋放的多余能量 給動力電池充電。當駕駛員對加速的要求為65％～80％，由發動機獨立驅動汽車，直到其最大輸出功率。當加速要求大于80％，可由發動機和動力電池同時驅 動車輛。

另外，需考慮到動力電池安全性和壽命，當其SoC值變化超出了上述范圍，需及時合理地發出相應的控制命令。當SOC大于80％ 時，動力電池強制放電，控制系統需改變此時的動力混合度的比例，提高動力電池的占總輸出功率的比例，此時不再收回發動機產生的富裕能量。當SOC小于 20％，動力電池進入強制充電模式，此時由發動機的輸出功率的一部分要用于動力電池充電，汽車此時完全由發動機驅動。