混合動力汽車控制系統研究

周立霞

（天津職業技術師范大學,天津 300222）

0 前言

汽車在帶給人們方便的同時也增加了許多環境、資源問題等困擾。作為能源消耗產品來說，其資源總有枯竭的一天。因此，為了可以確保汽車工業的可持續發展，就一定要考慮新型的節能汽車的運用。而混合動力汽車正是在這一背景條件下所產生的。

1 混合動力汽車介紹

混合動力汽車故名思議指的是用電池+燃油的綜合能力作為動力，運用發動機和電動機一起配合工作。簡單來說就是將電動與發動現一起同時安裝在汽車上，并讓兩者可以配合、協調工作，以達到汽車行駛的目的。混合動力汽車同時具有兩種優勢，即可保持發動機的持續時間，也可發揮電動機無污染的優勢。最重要的一點就是混合動力的技術可以把能量進行回收利用，讓能量的利用率提升到百分之九十五以上。和同等動力配置的傳統汽車比較，混合動力汽車在不減少動力性的基礎上，可提升燃油的經濟性，并在一定程度上減少CO2和污染物的排放。

當前全球所研制的混合動力車有多種形勢，一般可分成四種形式：串聯、并聯、復合、混聯式。串聯方式的結構特點是將發電機、發動機、電機進行串聯連接，汽車主要是以純電進行驅動。每種形式的特點是不一樣的，本文主要以并聯方式作為研究對象，分析了發動機與電動機并行驅動的特點。

2 并聯混合動力汽車結構與系統特點

（1）結構。并聯式的混合動力結合的裝置是由發動機和電動機一起組成，主要是以機械能為主，讓能量進行疊加，并且以此來驅動汽車的運行。這兩個是單獨的系統，可單獨工作亦可共同工作。

前輪驅動由汽油機處理，后輪的驅動則由電動機處理。車內的控制系統無需預先設定指令，其會根據外部的交通條件，做出正確的反應，怎么選擇最佳的驅動方式。

（2）系統特點。電動模式會作為起步的初始系統，主要原因在于內燃機汽車在超步后至少會有百分之八十的燃料被當成廢氣排放，對能源造成了極大的浪費，同時還會對環境造成污染，非常不劃算。但是，每小時40公里的速度時,內燃機驅動的自動控制系統同時會對電池充電。駕駛成員如果突然加速，將啟動電動機控制系統，協助內燃機聯合類型的驅動器。駕駛在低速度和電池電力不足，將自動啟動內燃機的工作。當汽車制動減速時，控制系統將內燃機的制動效果，與此同時，使用充電電池的制動能力。相應的模型如下圖所示：

混合動力車控制模型

這種模式是模糊邏輯控制系統，在這個系統里有兩個輸入系統，即電池和移動的狀態監測。通常情況下，駕駛條件是根據速度和轉矩高速度的要求，使用分段處理：當需求最優轉矩，轉矩可以以表示函數；表示。這可以讓控制更加靈活、準確。最好的發動機 扭矩由靜態條件下，發動機排放和普遍的特性曲線，在一定速度條件下的最大效率的引擎和放電點連接，形成一個由插值曲線。

3 電機選擇和控制系統

（1）電機的選擇。在選擇電動汽車電機驅動系統的時候，第一步要考慮的就是其成本性，之后還要考慮耐用性、可靠性等。而在電動機選擇的開關磁阻電動機有著結構簡單、范圍廣特點。

（2）電機的控制系統。第一，硬件結構。主要是以AT89S52作為主要控制器，由電源、DC-DC模塊、驅動電路等組成。外圍接口主要包括在SCI接口,液晶顯示電路、數據存儲、程序記憶,AD轉換電路。輸出功率驅動電路單片機是低電平有效,通過光電隔離反相高水平有效。

功率開關器件所采用的控制是PWM電壓斬波控制，每一相所開通的角和關斷角由繞組電流和速度信息所確定。A相、C相與B相、C相共用一個電流的傳感器。其所輸出模擬電壓信號通過放大、選擇、過渡之后連接到ADC模數轉換的電路輸入單機CIN作為電流的環反饋信號。

其次，軟件的過程。T1周期中斷子程序，是中心的控制系統,包括ADC輸入子程序，速度P1調整子程序等。

T1周期上40，每到100個T1就會進行一次轉速調整（以P1進行調節）。

4 制約電動汽車發展的一些問題

（1）電池。當前運用在電動汽車上的電池有非常多，如鋰電池、鋅電池等等。但是普遍都存在續航能力不足的問題。當前所運用的電池，在儲存能力上還是沒有辦法完全滿足汽車指標的要求，再加上價格不莫，所以電動汽車的成本高過傳統汽車許多。

（2）電動機。電動機的發展經過了許多的過程，從傳統的直流的電機一直到現在所作用的開關磁阻電機。與傳統的電機進行比較有著非常明顯的優勢。例如質量輕、體積不大等。但是其轉矩噪聲、脈動都非常大，且相對永磁電機而言功率密度、效率都低，因此需要在電池和電動機方向上加大相關研究，促使混合動力車的運用、發展。

5 結束語

最重要的是，相關類型的混合結結構和現代汽車是非常相似的結構，有利于進一步發展的基礎上,現有的汽車，但這僅僅是一種混合產品的過渡。通過研究混合動力汽車的發展，慢慢地建立相關的產業鏈為純電動汽車時代相應的基礎。

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