淺析混合動力汽車電控系統的類型及其結構

陳躍

摘 要：混合動力汽車的動力結構稍顯復雜，其配置上擁有兩套動力系統，分別是內燃機系統和電動機系統，兩個系統優勢互補，根據汽車的速度來使用不同的動力系統，這樣能夠使混合動力汽車排放量減小，更符合環保要求，也能夠為駕駛者節約駕駛成本，也在一定程度上緩解我國能源短缺的現狀。因此，對于混合動力車型的工作原理及其結構設置的研究，對推動混合動力汽車的生產和發展，具有非常重要的現實意義。

關鍵詞：混合動力 電控系統 成本控制

中圖分類號：TH137 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2019）04（a）-0121-02

如今，無論是國家還是個人，對于汽車的節能環保更加重視，環保車型的研發和使用已成為時代趨勢?；旌蟿恿ζ嚨亩ㄎ辉谛履茉雌嚕ㄓ绕涫羌冸妱悠嚕┡c傳統燃油車型之間，屬于新能源汽車的過渡版本。由于我國新能源汽車的發展正處于過渡階段，純電動汽車技術尚未完全成熟，尚且無法取代傳統燃油車型，故而其過渡版即混合動力車型由于更加務實而受到汽車用戶的熱捧，發展勢頭良好，市場保有量也很高。

1 混合動力汽車概述

1.1 混合動力汽車的概念

混合動力汽車是設計師按照汽車行駛的客觀需要，將汽車設計成能夠提供兩種驅動力的汽車類型。第一種驅動力是通過燃油以提供動能的，通過發動機控制動能傳輸，這種動能與傳統燃油車型的動能無二；第二種則是依靠電能作為動力來源，通過電動機完成驅動。目前，市場上常見的混合動力汽車基本上都是采用這種辦法，把內燃機系統與電動機系統結合起來，給汽車提供動力，通過對動力傳輸的控制，實現兩個系統的切換工作，將動能合理化分配以節約能源資源（尤其是為了省油），進而達到節能減排的環保目的。

1.2 混合動力汽車的類型

混合動力的汽車沿用了傳統燃油車型的發動機配置，又配合上電動機，形成了一個組合系統，內燃機和電動機雙動力系統的結合，將汽油與蓄電池有機結合起來?；旌蟿恿ζ囃ㄟ^電路設計實現驅動，用作驅動的電路較為復雜，按照電路可以劃分車型。第一種常見的車型是串聯型混合動力汽車，這種車型的穩定性較好，汽車的發動機和電動機結合的更加緊密，配合性好，通過電路串聯，能夠使發動機始終保持在最佳的工作狀態，無論是對于生產商還是汽車用戶，經濟性都很好，尤其是在低速行進的過程中，混合動力汽車可以完全靠電能支持，靠電動機驅動，最大限度的節約了汽油的使用，耗電量也不高，排放量小，對環境也大有好處；第二種車型是并聯車型，這種車型的發動機工作受路況影響比較嚴重，適合高速行駛，在城市內部道路上的行駛會使發動機處于非最佳工作狀態，油耗較高；第三種車型是混聯型的混合動力汽車，這種車型的設計較為科學，當汽車低速行駛時依靠電能，高速行駛時轉換成燃油動能，效果最佳。

2 混合動力汽車的電控系統設計

2.1 混合動力汽車電控系統的整體構成

電控系統在混合動力汽車上被廣泛應用，其技術已經比較成熟，也日益智能化，不再像傳統的集中控制系統那般固化，目前的電控系統更傾向于網絡智聯，大部分混合動力車型采用的都是CAN總線網絡控制系統，這種控制系統是目前較為先進的控制系統技術。由于混合動力汽車擁有兩套動力系統，尤其是電動機驅動和電控系統更為復雜，電路繁多，設計繁瑣，只有較為高效的電控系統才能夠把兩種動力最大化配合，進而發揮出兩者各自的優勢，實現優勢互補。CAN總線網絡控制系統的結構較為復雜，其子系統繁多，大致有這樣幾個大項：中央控制系統、發動機系統名、電機控制系統、檢測系統。每一個系統各自成為一個部分，又能夠緊密結合，共同為混合動力汽車的行駛貢獻力量。

2.2 混合動力汽車電控系統各單元的功能

首先，混合動力汽車電控系統的第一個控制單元為整車控制器，這個設備具有核心控制職能，能夠有效對車輛的駕駛信息進行收集，包括車輛的打火、剎車、檔位、油門、發動機與電動機切換、電池狀態信息的收集與展示以及車輛的故障信息反饋與處理等。整車控制器能夠根據用戶——車輛的互動性信息及其調整參數，最大化滿足汽車用戶的駕駛需求，包括為車身提供最佳功率、為電池提供最佳充電功率，在自動檔混合動力車型中，整車控制器可以做到最佳檔位控制，當電控系統出現問題時，整車控制器能夠及時反饋故障并及時對故障進行處理，處理不好會反饋給汽車用戶以保障汽車能夠安全的行駛。

其次，混合動力汽車電控系統的第二個控制單元為發動機控制系統與電機控制系統。在發動機控制系統中，發動機能夠通過傳感器接收駕駛者發出的指令，進而控制車輛燃油噴射量、汽車的打火、并且在行駛中提供充足的動能。

最后，在電動機控制系統中，電機控制單元的微處理器在接收到傳感器的信號之后開始運轉，具體的控制由電機控制系統當中的微處理器、電路系統，還有電機調速控制系統等多個部分共同完成。混合動力汽車的發動機與電動機工作的切換，靠CAN總線來收集整理整車控制器的命令信號并按照指示工作來完成，并且電機轉速的調節、輸出力矩的控制，都可以通過這個控制單元實現。

3 混合動力汽車電控系統的控制流程及特點

3.1 電控系統的控制流程

就混合動力汽車電控系統的控制流程而言，其功能靠多個系統的組合作用來實現。首先，整車控制器會收集和整理汽車的當前的運行狀態，收集駕駛員的操作意圖反饋和發出命令信號，制定出合理的運行方案，這個方案主要是發動機動能和電動機動能的選擇與切換。汽車在確定了運行模式以后，整車控制器通過CAN總線與各個控單元聯結，獲取實時參數。整車控制器接收到各控制單元的反饋后，通過相關控制策略來運算處理并分配和發送信息給各控制單元。例如，整車控制器通過采集檔位控制系統的參數，計算出實時檔位，并發送給檔位系統，檔位系統接受命令，指示變速器控制系統，進行檔位變換和調節，進而完成檔位切換。

3.2 電控系統的控制特點

混合動力汽車的電控系統是整車控制器與其它個子控制單元結合使用的整體控制網絡，具有集成性。整車控制器作為控制的核心，起到大腦的作用，負責計算參數并且發射指令信號，各子控制單元配合完成。另外，混合動力汽車的電控系統具有模塊化特點，每一個小的控制單元都自成體系，具有自我檢查、自我故障碼反饋、甚至自我修復小故障的功能，這樣能使故障發生的幾率有效的降低，系統遠轉起來不但更加有效率，而且更加穩定可靠。同時，這樣的電控系統拓展性較好，便于設備更新和升級，更使維護和檢修變得高效快捷。

4 結語

混合動力車型作為傳統燃油車型轉向新能源汽車的過渡車型，其性能比傳統燃油車型更加出色，既在一定程度上緩解了能源短缺的問題，又減少排放量，提高了環保性。其發展勢頭良好，市場前景廣闊。當然，，混合動力汽車的電控系統還不夠完善，還需要在當前的系統框架下不斷完善控制流程、提高控制效率、縮短控制命令傳輸的時間，進一步推動混合動力汽車的發展。

參考文獻

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