混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的使用與維護(hù)策略分析

鄒世德

摘 要：混合動(dòng)力電動(dòng)汽車具備串聯(lián)式，并聯(lián)式和混聯(lián)式的電動(dòng)汽車結(jié)構(gòu)，不同的結(jié)構(gòu)有不同的使用方法和維護(hù)策略?；旌蟿?dòng)力電動(dòng)汽車由于其環(huán)保、排放量低等優(yōu)勢(shì)，被國家大力推廣使用。然而，就目前的情況而言，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的使用和維護(hù)策略依舊存在不足。相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)立足實(shí)際情況，對(duì)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的使用和維護(hù)做好相關(guān)的設(shè)計(jì)和規(guī)劃，讓電動(dòng)汽車能夠得到良好的使用和維護(hù)。

關(guān)鍵詞：混合動(dòng)力;電動(dòng)汽車;使用;維護(hù)

傳統(tǒng)的純電動(dòng)汽車可以通過多樣化的能源轉(zhuǎn)變，類自身的負(fù)載和動(dòng)能提供動(dòng)力，最終實(shí)現(xiàn)資源尾氣的零排放。這種工作原理可以在很大程度上落實(shí)保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源的基本國策，但是卻不利于電動(dòng)汽車的商品化推廣。隨著電動(dòng)汽車的商品化，電動(dòng)汽車較短的行駛距離、較低的電池密度以及較高的生產(chǎn)成本為電動(dòng)汽車的推廣帶來了不少的阻礙?；诖朔N情況，技術(shù)人員對(duì)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車進(jìn)行了開發(fā)。混合動(dòng)力電動(dòng)汽車不僅能夠保持傳統(tǒng)電動(dòng)汽車的低排放無污染特點(diǎn)，而且可以在此基礎(chǔ)上結(jié)合傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的高能量長處，讓電動(dòng)類汽車能夠在全面落實(shí)保護(hù)環(huán)境基本國策的同時(shí)，更加方便人們的使用?？傮w上看，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車是目前新能源汽車發(fā)展的重要趨勢(shì)。

1 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的概念

所謂混合動(dòng)力電動(dòng)汽車，即：主要依靠電力進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，車的內(nèi)部含有兩個(gè)動(dòng)力源的電動(dòng)汽車。該類電動(dòng)汽車主要驅(qū)動(dòng)力來源于內(nèi)燃機(jī)和電機(jī)，其既具備環(huán)保無污染的特點(diǎn)，又具備以內(nèi)燃機(jī)為主要驅(qū)動(dòng)力的傳統(tǒng)汽車的速度快、動(dòng)力強(qiáng)、效率高的特點(diǎn)。混合動(dòng)力電動(dòng)汽車動(dòng)力來源可以從多種方式得以體現(xiàn)，主要包括以下幾種：蓄電池，燃料電池、太陽能電池等。總體上看，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車既有傳統(tǒng)汽車的優(yōu)勢(shì)，又有現(xiàn)代汽車的環(huán)保，是一類非常值得被開發(fā)的汽車產(chǎn)業(yè)。

2 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的類型

混合動(dòng)力汽車的分類有多種，其中按驅(qū)動(dòng)的聯(lián)結(jié)方式分為：串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式，主要介紹如下：

2.1 串聯(lián)式

串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的能源主要通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛，電機(jī)的電能由電池或發(fā)動(dòng)機(jī)提供，發(fā)動(dòng)機(jī)與車輪之間沒有機(jī)械連接，發(fā)動(dòng)機(jī)只通過發(fā)電機(jī)給電池充電或直接將電能供應(yīng)給電機(jī)。這種連接方式能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)保持在穩(wěn)定、高效、低污染的狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，將有害氣體的排放控制在最低范圍，同時(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。但是，此種結(jié)構(gòu)對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率要求較大。許多驅(qū)動(dòng)電機(jī)無法滿足如此大的功率需求，會(huì)在行駛過程中出現(xiàn)熄火斷電的現(xiàn)象。而且要求電池組和發(fā)動(dòng)機(jī)的功率接近或等于驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率，因此相應(yīng)的電池組、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量和體積都會(huì)相應(yīng)較大，不適于中小型車輛。在能量傳遞和轉(zhuǎn)化的過程中，損失也較大。

2.2 并聯(lián)式

所謂并聯(lián)式混合汽車，即：能源能夠通過兩個(gè)動(dòng)力設(shè)備，以并聯(lián)的方式進(jìn)行同時(shí)傳播。相較于串聯(lián)式的傳播方式而言，并聯(lián)的傳播方式能夠給電車帶來更多的動(dòng)力，但是同時(shí)也存在著一些問題。我們可以從以下三類并聯(lián)式混合汽車來對(duì)其進(jìn)行分析：

發(fā)動(dòng)機(jī)軸動(dòng)力組合式電動(dòng)汽車動(dòng)力設(shè)備為發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)，二者的動(dòng)力在發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸上進(jìn)行組合，然后通過相關(guān)的變速系統(tǒng)來進(jìn)行能量的傳輸與改變。動(dòng)力組合器動(dòng)力組合式電動(dòng)汽車的功率小于同類型、同級(jí)別的內(nèi)燃機(jī)汽車，但是由于電動(dòng)/發(fā)電機(jī)一般要求可以獨(dú)立驅(qū)動(dòng)車輛，因此電動(dòng)/發(fā)電機(jī)的功率與發(fā)動(dòng)機(jī)相近，電池組要比發(fā)動(dòng)機(jī)軸組合式電動(dòng)汽車的電池組大一些，質(zhì)量也更重一些。另外動(dòng)力組合器一般結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高、維修不是很方便。驅(qū)動(dòng)輪組合式電動(dòng)汽車具備以下幾種設(shè)備：電動(dòng)機(jī)或者發(fā)電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)軸上的裝置可以各自驅(qū)動(dòng)一組車輪。

2.3 混聯(lián)式

混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車綜合了串聯(lián)式和并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)組成，主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)三大動(dòng)力總成組成。發(fā)動(dòng)機(jī)基本保持穩(wěn)運(yùn)高效、節(jié)能的運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)和電池供給驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)電能以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車行駛。其優(yōu)點(diǎn)為：兼顧串聯(lián)和并聯(lián)兩者優(yōu)點(diǎn)，可靈活控制發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)。其缺點(diǎn)為：第一、控制兩個(gè)電機(jī)和一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，還有不同的工作模式，控制難度大、成本高;第二、動(dòng)力部件相對(duì)較多，成本要高于其他類型的混合動(dòng)力，車的總重量較大。

3 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車在使用時(shí)可能存在的問題

3.1 控制器故障

在實(shí)際應(yīng)用的過程中，由于周圍溫度、濕度、振動(dòng)、粉塵、有毒有害氣體等使用環(huán)境的影響，會(huì)導(dǎo)致控制器的具體性能發(fā)生變化，比如：制動(dòng)電路受到阻礙、控制電壓過低或者過高、急減速等問題出現(xiàn)。除此之外，由于各控制器之間僅僅通過一條總線來進(jìn)行信息的傳播，這容易導(dǎo)致延時(shí)情況的出現(xiàn)，進(jìn)而難于滿足瞬態(tài)協(xié)調(diào)控制的需要。此種情況非常容易導(dǎo)致動(dòng)力中斷、換擋沖擊等問題的出現(xiàn)，十分不利于混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的維護(hù)與使用。顯然以上的情況都是駕駛員不愿意看到的，會(huì)影響整車的駕駛平順性、動(dòng)力性甚至是行車安全。再者，由于各控制器的控制信息無法全面實(shí)時(shí)共享，各子系統(tǒng)控制器采用各自的控制策略和算法，在混合動(dòng)力系統(tǒng)控制策略開發(fā)時(shí)，通常無法實(shí)現(xiàn)真正的由上而下的頂層設(shè)計(jì)，各子系統(tǒng)的單獨(dú)開發(fā)、分開調(diào)試往往會(huì)延長設(shè)計(jì)周期，并且還會(huì)影響系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能和燃油經(jīng)濟(jì)性。

3.2 動(dòng)力電池故障

3.2.1 動(dòng)力電池通訊故障

正常情況下，出于節(jié)約燃油、保護(hù)環(huán)境的考慮，混合動(dòng)力車輛盡量通過電池為車輛行駛提供動(dòng)力。電池與整車電控單元之間建立通訊連接，整車電控單元向電池發(fā)送控制指令，控制電池的充/放電功率，并接收電池發(fā)送的電池狀態(tài)。當(dāng)電池與整車電控單元之間發(fā)生通訊故障時(shí)，整車電控單元接收不到電池狀態(tài)，無法得知電池工作狀態(tài)時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)中或者直接切斷車輛動(dòng)力，或者啟動(dòng)熱動(dòng)力源直接驅(qū)動(dòng)車輛行駛。

3.2.2 動(dòng)力電池老化，性能下降

就目前的情況而言，動(dòng)力電池存在因?yàn)槭褂貌划?dāng)而導(dǎo)致電池老化速度加快，性能下降，壽命縮短的現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為以下兩點(diǎn)：

（1）電池的使用環(huán)境溫度過高，散熱條件差，導(dǎo)致電池內(nèi)部壓力和活力下降，進(jìn)而導(dǎo)致電池的模板老化速度加快，難以滿足相關(guān)行駛里程需要的動(dòng)力[2]。

（2）電池的充電時(shí)間過長或者因?yàn)橥獠慷搪坊蛘邇?nèi)部短路而導(dǎo)致電流過猛，進(jìn)而導(dǎo)致的電壓超標(biāo)現(xiàn)象發(fā)生。

3.3 電動(dòng)機(jī)故障

（1）由于電源未接通、逆變器控制原因、定子繞組故障（斷路、短路、接地和連接錯(cuò)誤）和電源電壓太低而導(dǎo)致的電動(dòng)機(jī)零負(fù)載時(shí)無法啟動(dòng)現(xiàn)象。

（2）由于定子、轉(zhuǎn)子繞組斷路，繞組引出線始末端接錯(cuò)或繞組內(nèi)部接反，電動(dòng)機(jī)負(fù)載過大或被卡住，電源未能全部接通而導(dǎo)致的電動(dòng)機(jī)通電后無法啟動(dòng)。

（3）由于輸電線一相斷線或定子繞組一相斷路，造成走單相;過載;繞組匝數(shù)不對(duì);通風(fēng)不良而導(dǎo)致的定子過熱現(xiàn)象。

（4）由于繞組受潮或被水淋濕;繞組絕緣粘滿粉塵;油垢引出線絕緣老化破裂和繞組絕緣老化而導(dǎo)致的絕緣電阻較低現(xiàn)象。

（5）由于軸承磨損，有故障;定子、轉(zhuǎn)子鐵芯松動(dòng);電壓不平衡;繞組有故障（如短路、接錯(cuò)等）;軸承缺少潤滑脂;氣隙不均勻，定子、轉(zhuǎn)子相擦而導(dǎo)致的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行有雜音問題。

（6）由于潤滑脂脂質(zhì)不好，含有雜質(zhì);潤滑脂含量過多或過少;軸承與軸和端蓋配合過松或過緊;軸承內(nèi)相擦;油封間隙配合太緊;電機(jī)兩側(cè)端蓋或軸承蓋未裝平;軸承有故障，磨損，有雜物等;軸承間隙過大或過小而導(dǎo)致的軸承發(fā)熱超標(biāo)問題。

（7）由于電源電壓不平衡和繞組有故障（匝間短路、某線圈組接反等）、繞組首端接錯(cuò)而導(dǎo)致的電動(dòng)機(jī)空載電流不平衡問題。

4 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的使用與維護(hù)方法

4.1 動(dòng)力電池的使用與維護(hù)

混合動(dòng)力騎車除了具備專門的低壓電池之外，還具備獨(dú)立的動(dòng)力電池運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)屬于一種高壓系統(tǒng)，內(nèi)部蘊(yùn)含著多種高能存儲(chǔ)方式，因此在日常使用與維護(hù)時(shí)應(yīng)當(dāng)著重注意保養(yǎng)。其在使用和保養(yǎng)的過程中應(yīng)當(dāng)注意以下問題：

（1）電池在閑置不用時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡量保證定期充電，盡量能夠每月充一次電，這樣能夠有效防止動(dòng)力電池在存放期間由于虧電而造成電池主板老化，縮短電池壽命[3]。

（2）應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，定期檢查每個(gè)單個(gè)電池的電量，檢查各個(gè)單元之間的電能是否均衡，以此來避免由于各個(gè)電池之間電量不均衡而導(dǎo)致的電池整體性能下降現(xiàn)象發(fā)生。

（3）在車輛剛剛啟動(dòng)、加速或者爬坡時(shí)，應(yīng)盡量避免一次性猛踩加速板的現(xiàn)象發(fā)生，以此來防止由于瞬間電流過大而導(dǎo)致的電池主板損壞現(xiàn)象發(fā)生。

（4）在車輛行駛的過程中，應(yīng)當(dāng)盡量避免頻繁的剎車和啟動(dòng)現(xiàn)象，以此來增加電池壽命，保障電池電量?jī)?chǔ)存性能。

（5）如果電池在可持續(xù)里程內(nèi)突然出現(xiàn)了電量大幅度下降的情況，應(yīng)該及時(shí)對(duì)其進(jìn)行檢查修理。在使用過程中，一定要防止電池過度充電，過度放電的現(xiàn)象發(fā)生。

（6）動(dòng)力電池系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)在通風(fēng)條件好、散熱條件好的環(huán)境下工作。相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況，及時(shí)檢查電池溫度系統(tǒng)傳感器，并每日檢查動(dòng)力電池系統(tǒng)的電氣連接部件，以避免氧化，腐蝕，短路等，從而導(dǎo)致整個(gè)車輛系統(tǒng)無法供電的現(xiàn)象發(fā)生。

4.2 電動(dòng)機(jī)的使用與維護(hù)

電動(dòng)機(jī)的使用與維護(hù)對(duì)于混合動(dòng)力電動(dòng)汽車而言十分重要，其使用與維護(hù)的注意事項(xiàng)主要有以下幾點(diǎn)：

（1）行車前牢記檢查電機(jī)與電源或接地線之間的連接是否可靠，是否良好，以避免氧化腐蝕的現(xiàn)象發(fā)生。

（2）行車前牢記檢查電機(jī)是否正常運(yùn)行。如果不正常，請(qǐng)專業(yè)人員檢查電機(jī)內(nèi)部，觀察軸承是否有彈性，潤滑是否正常等。

（3）定期檢查電機(jī)溫度傳感器和位置傳感器是否正常工作，定期檢查高壓控制器與電動(dòng)機(jī)低壓控制器之間的接口是否與電動(dòng)機(jī)和車輛控制器可靠連接，是否需要專業(yè)維護(hù)。

（4）定期采取降溫措施，為電動(dòng)機(jī)工作提供適宜的環(huán)境，以此來延長電動(dòng)機(jī)的使用壽命。

5 結(jié)束語

綜上所述，合理的使用和維護(hù)方式，對(duì)于延長混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的壽命、節(jié)約相關(guān)的電動(dòng)汽車建設(shè)資源而言非常重要?？傮w上看，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車可以通過上述方式，進(jìn)行使用和維護(hù)，以此來達(dá)到延長自身使用壽命，全面落實(shí)節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境的基本國策的效果。

參考文獻(xiàn)：

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[3]修玲玲.混合動(dòng)力汽車概述及其維護(hù)與保養(yǎng)[J].遼寧省交通高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)，2017，19（4）：15-17.