混動汽車檢測技術綜合分析

摘要：針對汽車燃油消耗問題，我國加強了汽車混動動力系統設計，并成功推出了混動汽車。為了能夠確保混動汽車的性能以及運行質量滿足汽車行駛安全以及行駛效率，需要通過對混動汽車檢測技術進行合理運用，全面檢測汽車內燃機和電動機，對混動汽車電池技術在能源消耗期間進行全面優化，確保混動汽車的穩定發展。為此，分析了混動汽車的檢測技術要點，概述了混動汽車及其AMT變速器，并基于混動汽車檢測結構，采用合理的檢測技術對混動汽車進行檢測，確保混動汽車性能達到標準要求。

關鍵詞：混動汽車；檢測技術；AMT變速器；控制系統

中圖分類號：U467.12 收稿日期：2023-06-14

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2023.10.030

1 混動汽車檢測技術要點

1.1 信號通道

在混動汽車檢測技術實際應用的過程中，應當對混動汽車所采集的各項檢測信息進行系統處理，將處理后的檢測信息傳輸到動力控制系統中。上層動力控制系統所產生的信號會自動傳輸到底層動力系統中，其中系統中的CAN收發器會自動對信息進行控制，并在CAN總線技術的運用下，將無價值的信息進行自動過濾，再借助接收濾波地址幀完成信息傳送。該過程不會對系統造成任何影響，同時還具備錯誤檢測功能以及出錯幀自動重發功能。

1.2 電池系統測量

目前，我國混動汽車類型相對較多，以普銳斯混動動力汽車作為本次研究的相關案例，在進行電池系統檢測的過程中，需要對汽車電磁組進行具體分析，該汽車的動力電磁組主要包含了12 V輔助電池、電流傳感器、冷卻系統、電池ECU以及檢修塞等。由于電池材料主要是以鎳－氫動力電池為主，使得電池整體的密度性相對較高，將28個不用的電池模塊進行串聯，每一個模塊中包含6個1 V電池與2 V電池串聯組成結構，也就是說整個電磁組中，存在168個單節電池。為了確保電池的運行安全以及運行穩定，在電磁組周圍安裝了電池冷卻系統，其中包含冷卻風扇、氣溫傳感器以及溫度傳感器等，在檢測的過程中可以通過對進氣口溫度進行檢測，檢測結果超出標準溫度值情況下，一般電池ECU系統，會自動控制冷卻風扇，確保電池溫度達到標準范圍內。在混動汽車中含有相應的輔助蓄電池，該電池主要以12 V免維修電池為主，以車身作為電池負極，并對其進行接地處理，能避免出現電池運行問題，對電池造成破壞［1-2］。

1.3 充放電測量

在混動汽車中，動力電池充放電電流測量工作開展過程中，可以選擇以下兩種檢測方式：

a.霍爾傳感器檢測。該方式在實際應用的過程中，要確保磁場靈敏度與混動汽車電機型號保持匹配，一旦霍爾傳感器磁場靈敏度存在問題，將會對傳感器傳輸信號造成干擾，造成最終檢測結果出現問題。

b.霍爾傳感器芯片檢測。由于該芯片在實際應用中抗靜電能力相對較強，所以在電路設計工作開展時，需要對傳感器的傳輸電流進行有效控制，并選擇合適的電阻，將電阻轉化為電壓信號，對電路信息進行采樣檢測［3］。

2 混動汽車及其AMT變速器

2.1 并聯式混動汽車

混動汽車中的內燃機以及電動機在實際應用的過程中主要采取并聯式結構，二者均可獨立為汽車行駛提供動力，為混動汽車的行駛安全提供保障。另外，混動汽車驅動系統在實際運行的過程中，可以將內燃機與電動機的運行功率因數進行累加處理，主要是混動汽車在實際運行中實現了轉矩以及轉速驅動方式。電動機在實際運行的過程中，可以作為輔助機械，為混動汽車行駛提供較小的功率。另外，混動汽車動力系統中可以采取重度耦合的方式，對驅動來源進行有效轉變與控制。

2.2 AMT變速器

AMT變速器也被稱之為液力電控機械式自動擋變速器，該變速器主要根據汽車的傳動結構進行區分。AMT變速器的結構主要是在手動換擋變速器的技術上增加了電機控制系統，形成了自動換擋變速器。在混動汽車中安裝AMT變速器，能夠減少汽車操控難度，而且該變速器的使用穩定性相對較高，體積也相對較小，動力傳輸也要高于傳統手動換擋變速器，為提高混動汽車的動力以及節能效果起到了重要作用［4-5］。

3 混動汽車檢測結構分析

3.1 混動動力汽車結構總圖

混動汽車的驅動系統中所設計的基礎設備相對較多，其中包含電動機、發動機、差速器以及AMT變速器等，整體結構如圖1所示。混動汽車行駛原理主要是通過利用電動機提供輔助動力，燃油發動機為汽車提供動力，在帶式轉矩耦合器耦合后，將動能傳輸到AMT變速器中，通過對AMT變速器進行有效控制，從而實現混動汽車行駛。

3.2 混動MT部分結構

混動汽車在行駛的過程中，轉矩、轉速與車速具有一定關系，在保持穩定狀態下可以實現最大輸出功率。但在低速行駛的狀態下，混動汽車從轉矩受到了外界因素影響，主要是由于輪胎與地面之間產生了摩擦力，對其進行了限制。混動汽車在行駛時保持恒功率的情況下，制動系統會為混動汽車提供牽引力，為混動汽車的爬坡時提供相應的動力。

3.3 換擋執行機構

驅動電機系統中的執行驅動機構所涉及的相對較多，其中包含驅動電機、進給驅動絲桿、執行桿、車輪以及驅動L形桿等組成。在駕駛混動汽車換擋加速的過程中，是混動汽車中的TCU收到指令后，電機會自動運行并驅動螺紋螺桿，以此完成混動汽車換擋加速工作［6-7］。

4 混動汽車檢測技術綜合分析

4.1 混動動力控制系統檢測

混動汽車控制系統的主要運行功能包含以下幾方面：

a.對汽車的行駛狀態可以進行監管。

b.核心系統會自動對監控系統信息進行調查與分析，并發出相應的指令控制混動汽車。

c.混動汽車電子控制系統在實際運行中，受到電磁干擾以及振動等因素影響下，會自動對汽車進行控制，避免出現汽車出現行駛故障。

為了確保混動汽車控制系統運行的穩定性與安全性，通過對現代化計算機技術以及智能控制技術進行有效運用，能夠對控制系統運行數據信息進行收集與管理，及時對數據信息進行檢查與分析，確保控制系統運行功能滿足混動汽車行駛需求。

4.2 動力控制策略系統檢測

混動汽車在行駛的過程中，主要是由發動機以及電動機為其提供相應的動力。發動機和電動機在實際運行中，不同的組合方式會對混動汽車的驅動方式產生一定的影響。其中包含串聯方式、并聯方式以及混聯方式。根據混動汽車能源組合方式，可以按照混動汽車行駛動力，分為串聯式混動動力電動汽車、并聯式混動動力電動汽車。其中串聯式混動汽車更加適合在城市道路中行駛，因為會出現頻繁啟動以及加速或者低速的情況。發動機在實際運行時會處于穩定狀態，主要是由于電動機中的蓄電池在輸出的能量后，對車速會起到一定的調節作用，即便是在復雜環境下駕駛混動串聯混動汽車，也能夠減少油耗，降低污染排放量。在電池運行保持高荷電狀態的情況下，混動汽車發動機會自動關閉，利用電動機完成汽車行駛功能輸出，從而避免發動機在低速行駛下提供動能，同時為發動機的運行效率提高起到良好的促進作用。

為此，在串聯混動汽車動力控制策略系統進行檢測的過程中，需要對混動汽車的行駛狀態以及電池運行參數進行全面檢測，對混動汽車行駛期間內電動機和發動機的工作模式進行具體分析。在檢測過程中，發動機運行負荷處于50%左右的情況下，需要對混動汽車的行駛動力進行檢測。

結合電池的荷電狀態，對其進行具體分析。混動汽車電動機電池荷電狀態在處于30%左右的運行狀態，電池放電電流在達到20 A左右，以及混動汽車的加速度在低于30%的情況下，則可以采取電動力完成對混動汽車的驅動。當混動汽車加速度處于50%左右的情況下，在進行檢測時發現發動機與電動機同時處于運行狀態，發動機所釋放的能量會為電動機提供電能。當混動汽車加速度處于70%左右的情況下，檢測中發現汽車的電動機在處于關閉狀態，由發動機提供能量實現混動汽車驅動，并且發動機的運行功率也會達到最大。

在檢測的過程中，為了確保電動機中的電池結構運行保持安全與穩定的情況下，在電池荷電狀態大于80%的情況下，混動汽車動力電池會自動完成放電，并對混動汽車的動力混動度比例進行有效控制，確保動力電池輸出功率得到有效提升；當電池荷電狀態在低于20%的情況下，電動機中的電池會自動吸收發動機運行功率，從而處于充電狀態，混動汽車在行駛過程中則由發動機完成驅動。

4.3 運行狀況監控系統

運行狀況的監控系統在實際運行的過程中，能夠對混動汽車的電動機運行電壓、電池電流以及溫度性信息進行全面獲取，通過對各項信息進行收集與管理，能夠保障混動汽車運行保持穩定。運行狀況監控系統中包含TLE4275系統供電模板、LM2577系統供電模塊。供電模板在實際運行時輸入電壓能夠達到13 V左右，可以滿足混動汽車啟動需求。在進行檢測的過程中，為了確保監控系統保持穩定，需要加強對FMEA檢測技術進行有效運用，從而對監控系統的運行故障以及運行安全進行具體分析，其中包含信號通道、電池系統測量以及充放電測量等，以保障混動汽車在實際運行時保持穩定安全［8-9］。

4.4 基于FMEA的相關檢測

在混動汽車檢測工作中使用FMEA檢測技術時，應當對以下3種狀態進行綜合分析與評估，即嚴重惡化程度（S）、故障異常發生度以及故障的準確檢測度。在檢測分析的過程中需要對混動汽車的運行系統故障進行綜合考量，同時在檢測中對混動系統的維護保養需求進行具體分析。其中AMT變速器在實際應用的過程中，所受到的外界影響因素相對較多，導致AMT變速器出現零部件混動或者斷裂的情況，一般對混動汽車的操作安全不會造成嚴重影響，但對于換擋過程會造成嚴重影響。為此，需要在實際檢測的過程中，全面掌握AMT變速器無法運行的主要問題所在，并結合FMEA檢測技術，及時解決以上問題，在發現車輛故障較為嚴重的情況下，需要加強對AMT進行全面檢測，為確保混動汽車的穩定運行提供良好幫助。

4.5 基于FTA的相關檢測

在混動汽車檢測工作中，可以使用故障發生樹狀態分析方法，及時找出混動汽車中可能發生的故障及其根本原因。在構建故障系統分析樹的過程中，需要結合混動汽車構建故障樹，利用混動汽車所發生的故障事件以及故障各項因素，描述混動汽車各項故障系統以及混動汽車的各元器件運行狀態，從而對各個故障事件之間所存在的邏輯關系進行具體分析，并將故障處理事件進行綜合分析，為混動汽車中所存在的故障進行全面掌控，及時作出相應的預防工作，確保混動汽車在實際運行的過程中，保持穩定安全行駛狀態，避免受到外界因素影響，對混動汽車各器件造成破壞［10］。

5 結語

作為我國汽車領域中新研發的汽車類型，混動汽車為實現節能起到了重要性作用。為了保障混動汽車的行駛安全以及行駛穩定，應當及時采取合適的檢測技術，做好混動動力控制系統檢測、動力控制策略系統檢測、運行狀況監控檢測、基于FMEA的相關檢測以及FTA的相關分析，為保障混動汽車的穩定運行安全提供良好幫助。

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作者簡介：

曾少華，男，1987年生，助教，研究方向為新能源汽車熱管理。