中心議題：

• 混合動力控製係統介紹
• 動力控製策略係統
• 狀況監控係統介紹

汽車行業的快速發展促進了汽車電子行業的發展，混合動力車型(HybridElectricVehicle，HEV)作為汽車行業的新發展方向
，受到了國家的重視。從技術
、節能減排效果、產(chan)業(ye)化(hua)能(neng)力(li)等(deng)諸(zhu)多(duo)方(fang)麵(mian)考(kao)慮(lv)，混(hun)合(he)動(dong)力(li)具(ju)備(bei)了(le)傳(chuan)統(tong)內(nei)燃(ran)機(ji)和(he)電(dian)動(dong)機(ji)的(de)優(you)勢(shi)
，將(jiang)在(zai)較(jiao)長(chang)一(yi)段(duan)時(shi)間(jian)內(nei)占(zhan)據(ju)優(you)勢(shi)。混(hun)合(he)動(dong)力(li)車(che)輛(liang)技(ji)術(shu)避(bi)免(mian)了(le)純(chun)電(dian)動(dong)車(che)輛(liang)在(zai)電(dian)池(chi)技(ji)術(shu)和(he)能(neng)源(yuan)基(ji)礎(chu)設(she)施(shi)上(shang)的(de)不(bu)足(zu)，成(cheng)為(wei)近(jin)期(qi)新(xin)型(xing)車(che)輛(liang)研(yan)究(jiu)開(kai)發(fa)的(de)熱(re)點(dian)。經(jing)過(guo)國(guo)家(jia)“863計劃”的支持與發展，我國的混合動力車輛技術正在迅速邁向產業化。

1混合動力控製係統

實現混合動力車共有三個關鍵因素：能夠對汽車運行狀態詳細監控的係統

；分析監控係統所獲取的信息，並發出相應的控製命令
；相比一般電子係統
，混合動力車電子控製係統工作在車內非常惡劣的環境，電磁幹擾、振動
、灰塵等都會造成技術上的瓶頸
，如圖1所示。


本ben文wen對dui混hun合he動dong力li車che進jin行xing了le研yan究jiu，係xi統tong地di分fen析xi了le混hun合he動dong力li車che的de各ge個ge重zhong要yao組zu成cheng部bu分fen的de核he心xin技ji術shu
，提ti出chu一yi種zhong經jing濟ji實shi用yong的de混hun合he動dong力li車che的de控kong製zhi係xi統tong的de設she計ji實shi例li。該係統采用了先進的計算機技術和總線技術
，集智能控製、信號采集、數據處理和通信於一體，控製實時性好
，實現了整車控製智能化和多傳感器之間的有效融合。

2動力控製策略係統

混合動力電動汽車由發動機和蓄電池共同提供動力

，發動機和電動機可進行不同組合得到不同的驅動方案
，如：串聯
、binglianjihunlian。zhengchexingnengdehaohuaibujinyufadongjihediandongjidengbujianyouguan
，haiyuqikongzhicelveheyouhuafangfayouguan。anzhaonengyuanzuhedefangshi，hunhedonglidiandongqichekeandongliqudongfangshifenweichuanlianshihunhedonglidiandongqiche(SHEV)和並聯式混合動力電動汽車(PHEV)。

本文研究對象是SHEV。SHEV的特點適合城市行駛中頻繁起動、加(jia)速(su)和(he)低(di)速(su)運(yun)行(xing)工(gong)況(kuang)，可(ke)使(shi)發(fa)動(dong)機(ji)在(zai)最(zui)佳(jia)工(gong)況(kuang)點(dian)附(fu)近(jin)穩(wen)定(ding)運(yun)轉(zhuan)
，通(tong)過(guo)調(tiao)整(zheng)蓄(xu)電(dian)池(chi)和(he)電(dian)動(dong)機(ji)的(de)輸(shu)出(chu)來(lai)達(da)到(dao)調(tiao)整(zheng)車(che)速(su)的(de)目(mu)的(de)，從(cong)而(er)提(ti)高(gao)在(zai)複(fu)雜(za)工(gong)況(kuang)下(xia)行(xing)駛(shi)的(de)車(che)輛(liang)的(de)燃(ran)油(you)經(jing)濟(ji)性(xing)
，同(tong)時(shi)降(jiang)低(di)排(pai)放(fang)。在(zai)電(dian)池(chi)的(de)荷(he)電(dian)狀(zhuang)態(tai)(SOC)jiaogaoshihaikeyiguanbifadongji，zhiliyongdianjijinxinggonglvshuchu
，shifadongjibimianzaidaisuhedisugongkuangxiayunxing，tigaofadongjidexiaolv，jianshaoyouhaiwuzhidepaifang。SHEV的結構如圖2所示。


混合動力車需根據不同的行車狀況，以及動力電池的實時參數來決定其相應的控製策略。“動力控製策略係統”分析和處理來自運行狀況監控係統的數據，判斷此時的電動機應該處於發動機工作模式
、動力電池工作模式，或者是協同工作模式，然後發出相應的控製命令。研究表明
，好的係統控製策略應是使發動機工作在其最大負荷的50％～65％
，同時需要兼顧汽車的動力性。

策略控製的一個重要依據是動力電池的SOC值，當SOC值處於正常工作區(30％～75％)
，動力電池放電電流處於20～65A範圍內
，如果此時駕駛員對汽車加速的要求低於30％
，可采用動力電池驅動車輛。當駕駛員對加速的要求為30％～65％，可利用此時發動機釋放的多餘能量給動力電池充電。當駕駛員對加速的要求為65％～80％，由發動機獨立驅動汽車，直到其最大輸出功率。當加速要求大於80％，可由發動機和動力電池同時驅動車輛。

另外
，需考慮到動力電池安全性和壽命，當其SOC值變化超出了上述範圍
，需及時合理地發出相應的控製命令。當SOC大於80％shi，donglidianchiqiangzhifangdian

，kongzhixitongxugaibiancishidedonglihunhedudebili，tigaodonglidianchidezhanzongshuchugonglvdebili
，cishibuzaishouhuifadongjichanshengdefuyunengliang。dangSOC小於20％，動力電池進入強製充電模式，此時由發動機的輸出功率的一部分要用於動力電池充電，汽車此時完全由發動機驅動。
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3運行狀況監控係統

“運行狀況的監控係統”具備采集動力電池的電流、電壓、溫度

，以及車輛的刹車信號、離合器壓力信號
、行車速度等，準確地獲取這些信號是實現混合動力驅動汽車的關鍵所在。圖3是“運行裝況監控係統”的一個結構框圖。該係統采用兩片TLE4275和一片LM2577作為係統的供電模塊，輸入電壓為6～18V
，可滿足車輛啟動和特殊情況下導致的蓄電池輸出電壓不穩定而導致的監控係統癱瘓。


3．1信號通道

處理器係統將采集到的各種信號進行處理後
，送至上層的動力策略控製係統

，並且上層的控製信號也要傳送至底層。本係統采用兩路CAN收發器完成這一任務。采用CAN總線技術，不僅組網自由，擴展性強
，實時性好
，可靠性高，而且具有自診斷和監控能力，它是一種十分有效的通信方式。

CAN總線具有以下特點：
(1)無破壞性地基於優先權競爭的總線仲裁；
(2)可借助接收濾波的多地址幀傳送；
(3)具有錯誤檢測與出錯幀自動重發送功能；
(4)數據傳送方式可分為數據廣播式和遠程數據請求式。
另外，係統還具有一路RS232收發器，主要用於設計過程中的調試和產品生產過程中的質量檢查。

3．2電池電壓和溫度的測量

動力電池電壓的測量方式取決於動力電池的具體情況
，本係統采用鎳氫電池
，可分為12組電池，每一組電池包括10節小電池，每節電池電壓1．2V

，所以每組電壓為12V，總電壓為144V。為確保測量係統適用於不同的工作狀況，尤其是考慮到充電時電池電壓會適當上升，特殊情況時電壓可能達到20V，因此設計的測量範圍應為0～20V。

溫度的測量采用數字溫度傳感器DS1860，這種傳感器可以采用多路傳感器
，共一條數據線和一條電源線以及一條地線
，具備操作簡單，占用輸入口少的優點。

3．3充放電電流測量

動dong力li電dian池chi充chong放fang電dian的de大da電dian流liu的de測ce量liang可ke采cai用yong兩liang種zhong方fang式shi，最zui常chang見jian的de就jiu是shi采cai用yong霍huo爾er傳chuan感gan器qi。因yin此ci選xuan擇ze合he適shi的de霍huo爾er傳chuan感gan器qi是shi精jing確que測ce量liang電dian路lu的de關guan鍵jian。霍huo爾er傳chuan感gan器qi的de磁ci場chang靈ling敏min度du或huo者zhe稱cheng磁ci場chang的de開kai起qi點dian要yao與yu電dian機ji型xing號hao和he結jie構gou相xiang匹pi配pei。不bu同tong的de電dian機ji型xing號hao和he不bu同tong的de電dian機ji設she計ji結jie構gou轉zhuan子zi磁ci場chang有you不bu同tong的de磁ci場chang分fen布bu和he磁ci場chang分fen布bu漲zhang落luo。如ru果guo霍huo爾er傳chuan感gan器qi的de磁ci靈ling敏min度du太tai高gao或huo者zhe太tai低di，由you於yu轉zhuan子zi磁ci鋼gang和he磁ci鋼gang縫feng隙xi磁ci場chang分fen布bu的de不bu規gui則ze漲zhang落luo，會hui導dao致zhi位wei置zhi傳chuan感gan器qi給gei出chu錯cuo誤wu的de信xin號hao。

此外，還要考慮霍爾傳感器芯片的抗靜電能力
，霍爾傳感器芯片的抗浪湧電壓或抗浪湧電流能力。本文研究的係統采用型號為UGN3503UA的(de)霍(huo)爾(er)傳(chuan)感(gan)器(qi)。在(zai)測(ce)量(liang)電(dian)路(lu)的(de)設(she)計(ji)中(zhong)需(xu)注(zhu)意(yi)的(de)是(shi)該(gai)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)輸(shu)出(chu)為(wei)毫(hao)安(an)級(ji)電(dian)流(liu)
，因(yin)此(ci)必(bi)須(xu)選(xuan)擇(ze)合(he)適(shi)的(de)輸(shu)入(ru)電(dian)阻(zu)將(jiang)其(qi)轉(zhuan)化(hua)為(wei)電(dian)壓(ya)信(xin)號(hao)，並(bing)采(cai)用(yong)精(jing)度(du)較(jiao)高(gao)的(de)放(fang)大(da)、采樣電路。表1是本係統的一次實驗結果。


燃(ran)油(you)成(cheng)本(ben)的(de)提(ti)高(gao)和(he)人(ren)們(men)環(huan)保(bao)意(yi)識(shi)的(de)增(zeng)強(qiang)，使(shi)混(hun)合(he)動(dong)力(li)不(bu)再(zai)是(shi)高(gao)成(cheng)本(ben)的(de)代(dai)名(ming)詞(ci)。目(mu)前(qian)國(guo)內(nei)尚(shang)無(wu)自(zi)主(zhu)產(chan)權(quan)的(de)混(hun)合(he)動(dong)力(li)車(che)型(xing)上(shang)市(shi)，因(yin)此(ci)本(ben)文(wen)對(dui)混(hun)合(he)動(dong)力(li)車(che)的(de)研(yan)究(jiu)不(bu)僅(jin)為(wei)國(guo)內(nei)同(tong)行(xing)的(de)研(yan)究(jiu)工(gong)作(zuo)提(ti)供(gong)了(le)一(yi)些(xie)經(jing)驗(yan)
，還(hai)具(ju)有(you)打(da)破(po)國(guo)外(wai)技(ji)術(shu)壟(long)斷(duan)的(de)作(zuo)用(yong)
，且(qie)混(hun)合(he)動(dong)力(li)車(che)因(yin)具(ju)備(bei)經(jing)濟(ji)實(shi)用(yong)的(de)特(te)點(dian)，相(xiang)信(xin)混(hun)合(he)動(dong)力(li)的(de)使(shi)用(yong)市(shi)場(chang)將(jiang)會(hui)越(yue)來(lai)越(yue)大(da)，應(ying)用(yong)前(qian)景(jing)也(ye)會(hui)越(yue)來(lai)越(yue)廣(guang)闊(kuo)。