新型混合動力汽車檢測技術(shù)研究

陳鋼

摘 要：近年來，針對汽車燃耗大的問題，已經(jīng)提出并實現(xiàn)了新型混合動力汽車設(shè)計。綜合分析新型混合動力汽車專業(yè)技術(shù)、節(jié)能降耗、產(chǎn)業(yè)優(yōu)化等方面的內(nèi)容，采用混合方式充分發(fā)揮內(nèi)燃機與電動機的優(yōu)勢，優(yōu)化純電動車電池技術(shù)和能源基礎(chǔ)設(shè)施中存在的不足。將新型混合動力汽車作為對象，簡要分析相關(guān)檢測技術(shù)，以期為日后的相關(guān)研究提供參考。

關(guān)鍵詞：新型混合動力汽車；汽車檢測；檢測技術(shù)；節(jié)能降耗

中圖分類號：U467.4 文獻標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.05.137

新型混合動力汽車在能源消耗和環(huán)境保護方面有很大的優(yōu)勢，目前，節(jié)能環(huán)保已經(jīng)成為汽車行業(yè)發(fā)展的主要方向。為了充分發(fā)揮新型混合動力汽車的優(yōu)勢，需要就其能源消耗和運行進行專業(yè)檢測，綜合分析各類型混合動力汽車的工作模式、能量流動方式和混合動力汽車能源來源等，得出有效的結(jié)論，為技術(shù)研究提供支持。

1 新型混合動力汽車檢測技術(shù)要點

1.1 信號通道

采集到的信號經(jīng)過處理器系統(tǒng)處理后，被送往上層動力策略控制系統(tǒng)，同時，上層控制信號也被傳送到底層。這項任務(wù)可以由兩路CAN收發(fā)器實現(xiàn)。應(yīng)用CAN總線技術(shù)，具有良好的可靠性、實時性和擴展性，可以實現(xiàn)自診斷和監(jiān)控。從實際應(yīng)用效果來看，CAN總線技術(shù)可借助接收濾波多地址幀傳送，且無破壞性地基于優(yōu)先權(quán)競爭總線仲裁，同時，還具備錯誤檢測和出錯幀自動重發(fā)功能。

1.2 電池系統(tǒng)測量

以普銳斯混合動力汽車為例，簡要分析其電池系統(tǒng)檢測要點。汽車主要采用動力電池組、12 V輔助電池，并搭配電流傳感器、冷卻系統(tǒng)、電池ECU、檢修塞系統(tǒng)主繼電器等。其中，鎳-氫動力電池組具有高功率密度特點，共包括28個電池模塊串聯(lián)，每個模塊包括6個1 V與2 V單節(jié)電池串聯(lián)，即整個電池組包括168個單節(jié)電池，共獲得201.6 V高電壓。電池冷卻系統(tǒng)是由冷卻風(fēng)扇、氣溫傳感器、溫度傳感器和通風(fēng)管路組成的，可以隨時檢測進氣口溫度。如果溫度超過規(guī)定值，電池ECU會主動啟動冷卻風(fēng)扇，將溫度控制在規(guī)定值以內(nèi)，避免電池組溫度過高。輔助蓄電池為12 V免維修電池，通過車身實現(xiàn)負(fù)極接地，對高壓敏感度高，將其從車上拆下后用專業(yè)充電機充電，普通充電機因不具備電壓控制功能，會損壞電池。

1.3 充放電測量

動力電池充放電大電流測量可以選擇2種方式，其中，霍爾傳感器最為常見，但是，要注意其磁場靈敏度必須與電機型號和結(jié)構(gòu)相匹配。如果所選霍爾傳感器磁場靈敏度過高或者過低，轉(zhuǎn)子磁鋼和磁鋼縫隙磁場分布不規(guī)則，將會對傳感器給出的位置信號造成干擾，影響位置信號的準(zhǔn)確性。另外，還要保證霍爾傳感器芯片具有較強的抗靜電能力。在測量電路設(shè)計時，因為傳感器輸出為毫安級電流，所以，要求所選電阻要合理，并需要將其轉(zhuǎn)換為電壓信號，應(yīng)用高精確度的放大采樣電路。

2 新型混合動力汽車模糊邏輯檢測電機

2.1 模糊化

模糊化時，電機期望負(fù)荷、電機轉(zhuǎn)速可以分為Big、Middle、Small3個狀態(tài)，并根據(jù)信號特點和混合動力汽車實際工況來確定電機期望復(fù)合以及電機轉(zhuǎn)速模糊化隸屬度。

為了提高檢測精確度，可以將期望負(fù)荷與實際負(fù)荷差值門限分為Verybig、Big、Middle、Small和Verysmall5個狀態(tài)，然后根據(jù)信號自身范圍和特點確定各隸屬度函數(shù)，對輸入信號和輸出信號進行模糊化處理。

2.2 模糊規(guī)則與逆模糊化

經(jīng)過檢測后確定電機負(fù)荷故障，前提是要通過合理的模糊規(guī)則求解故障診斷門限值。當(dāng)電機處于低轉(zhuǎn)速工況時，門限值會隨著電機期望負(fù)荷發(fā)生變化；當(dāng)電機處于高轉(zhuǎn)速工況時，門限值會隨著負(fù)荷值和轉(zhuǎn)速變化。模糊規(guī)則如表2所示。通過模糊推理可以得到運算結(jié)果為模糊集合或者隸屬度函數(shù)，但是，要保證控制算法變量的準(zhǔn)確性，還需要對得到的模糊量進行逆模糊化。比如，采用中心平均法進行逆模糊化，隸屬度函數(shù)曲線與橫坐標(biāo)圍成面積的重心為最終輸出值。

2.3 門限值求解

模糊化后便可得到期望負(fù)荷與實際負(fù)荷差值門限值的隸屬度，對其修正可得到期望負(fù)荷與實際負(fù)荷差值門限值△lim_1：

△lim_1=K△lim_1·u△lim_1 （1）

式（1）中：u△lim_1為逆模糊化所得隸屬度；K△lim_1為比例放大系數(shù)，根據(jù)控制精確度要求標(biāo)定，結(jié)合電機特性，依據(jù)經(jīng)驗選擇。

2.4 故障檢測

求解得到電機實際負(fù)荷與期望負(fù)荷差值絕對值△l，將其代入到所得門限值作差△lim_1，根據(jù)所得結(jié)果判斷電機故障嚴(yán)重程度，即：

（2）

式（2）中：Errstatus為電機負(fù)荷故障的故障狀態(tài)，數(shù)值越大，則故障狀態(tài)越嚴(yán)重，分為無故障、輕微故障和嚴(yán)重故障3個級別；δ為變量，根據(jù)實際經(jīng)驗和系統(tǒng)控制系統(tǒng)精度來確定。

3 結(jié)束語

隨著燃油成本的逐漸提高，人們使用汽車的壓力也逐漸增大。基于節(jié)能環(huán)保的要求，需要進一步加強對新型混合動力汽車的研究，充分發(fā)揮其節(jié)能降耗的優(yōu)勢。新型混合動力汽車?yán)秒妱訖C與內(nèi)燃機同時作用的方式，不僅可以更好地適應(yīng)各種環(huán)境，還可以降低燃油壓力，有效解決環(huán)境污染問題。為了進一步發(fā)揮其優(yōu)勢，應(yīng)深入研究汽車檢測技術(shù)，提高專業(yè)水平，解決現(xiàn)存的各種問題。

參考文獻

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〔編輯：白潔〕