混动汽车检测技术综合分析

摘要：针对汽车燃油消耗问题，我国加强了汽车混动动力系统设计，并成功推出了混动汽车。为了能够确保混动汽车的性能以及运行质量满足汽车行驶安全以及行驶效率，需要通过对混动汽车检测技术进行合理运用，全面检测汽车内燃机和电动机，对混动汽车电池技术在能源消耗期间进行全面优化，确保混动汽车的稳定发展。为此，分析了混动汽车的检测技术要点，概述了混动汽车及其AMT变速器，并基于混动汽车检测结构，采用合理的检测技术对混动汽车进行检测，确保混动汽车性能达到标准要求。

关键词：混动汽车；检测技术；AMT变速器；控制系统

中图分类号：U467.12 收稿日期：2023-06-14

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2023.10.030

1 混动汽车检测技术要点

1.1 信号通道

在混动汽车检测技术实际应用的过程中，应当对混动汽车所采集的各项检测信息进行系统处理，将处理后的检测信息传输到动力控制系统中。上层动力控制系统所产生的信号会自动传输到底层动力系统中，其中系统中的CAN收发器会自动对信息进行控制，并在CAN总线技术的运用下，将无价值的信息进行自动过滤，再借助接收滤波地址帧完成信息传送。该过程不会对系统造成任何影响，同时还具备错误检测功能以及出错帧自动重发功能。

1.2 电池系统测量

目前，我国混动汽车类型相对较多，以普锐斯混动动力汽车作为本次研究的相关案例，在进行电池系统检测的过程中，需要对汽车电磁组进行具体分析，该汽车的动力电磁组主要包含了12 V辅助电池、电流传感器、冷却系统、电池ECU以及检修塞等。由于电池材料主要是以镍－氢动力电池为主，使得电池整体的密度性相对较高，将28个不用的电池模块进行串联，每一个模块中包含6个1 V电池与2 V电池串联组成结构，也就是说整个电磁组中，存在168个单节电池。为了确保电池的运行安全以及运行稳定，在电磁组周围安装了电池冷却系统，其中包含冷却风扇、气温传感器以及温度传感器等，在检测的过程中可以通过对进气口温度进行检测，检测结果超出标准温度值情况下，一般电池ECU系统，会自动控制冷却风扇，确保电池温度达到标准范围内。在混动汽车中含有相应的辅助蓄电池，该电池主要以12 V免维修电池为主，以车身作为电池负极，并对其进行接地处理，能避免出现电池运行问题，对电池造成破坏［1-2］。

1.3 充放电测量

在混动汽车中，动力电池充放电电流测量工作开展过程中，可以选择以下两种检测方式：

a.霍尔传感器检测。该方式在实际应用的过程中，要确保磁场灵敏度与混动汽车电机型号保持匹配，一旦霍尔传感器磁场灵敏度存在问题，将会对传感器传输信号造成干扰，造成最终检测结果出现问题。

b.霍尔传感器芯片检测。由于该芯片在实际应用中抗静电能力相对较强，所以在电路设计工作开展时，需要对传感器的传输电流进行有效控制，并选择合适的电阻，将电阻转化为电压信号，对电路信息进行采样检测［3］。

2 混动汽车及其AMT变速器

2.1 并联式混动汽车

混动汽车中的内燃机以及电动机在实际应用的过程中主要采取并联式结构，二者均可独立为汽车行驶提供动力，为混动汽车的行驶安全提供保障。另外，混动汽车驱动系统在实际运行的过程中，可以将内燃机与电动机的运行功率因数进行累加处理，主要是混动汽车在实际运行中实现了转矩以及转速驱动方式。电动机在实际运行的过程中，可以作为辅助机械，为混动汽车行驶提供较小的功率。另外，混动汽车动力系统中可以采取重度耦合的方式，对驱动来源进行有效转变与控制。

2.2 AMT变速器

AMT变速器也被称之为液力电控机械式自动挡变速器，该变速器主要根据汽车的传动结构进行区分。AMT变速器的结构主要是在手动换挡变速器的技术上增加了电机控制系统，形成了自动换挡变速器。在混动汽车中安装AMT变速器，能够减少汽车操控难度，而且该变速器的使用稳定性相对较高，体积也相对较小，动力传输也要高于传统手动换挡变速器，为提高混动汽车的动力以及节能效果起到了重要作用［4-5］。

3 混动汽车检测结构分析

3.1 混动动力汽车结构总图

混动汽车的驱动系统中所设计的基础设备相对较多，其中包含电动机、发动机、差速器以及AMT变速器等，整体结构如图1所示。混动汽车行驶原理主要是通过利用电动机提供辅助动力，燃油发动机为汽车提供动力，在带式转矩耦合器耦合后，将动能传输到AMT变速器中，通过对AMT变速器进行有效控制，从而实现混动汽车行驶。

3.2 混动MT部分结构

混动汽车在行驶的过程中，转矩、转速与车速具有一定关系，在保持稳定状态下可以实现最大输出功率。但在低速行驶的状态下，混动汽车从转矩受到了外界因素影响，主要是由于轮胎与地面之间产生了摩擦力，对其进行了限制。混动汽车在行驶时保持恒功率的情况下，制动系统会为混动汽车提供牵引力，为混动汽车的爬坡时提供相应的动力。

3.3 换挡执行机构

驱动电机系统中的执行驱动机构所涉及的相对较多，其中包含驱动电机、进给驱动丝杆、执行杆、车轮以及驱动L形杆等组成。在驾驶混动汽车换挡加速的过程中，是混动汽车中的TCU收到指令后，电机会自动运行并驱动螺纹螺杆，以此完成混动汽车换挡加速工作［6-7］。

4 混动汽车检测技术综合分析

4.1 混动动力控制系统检测

混动汽车控制系统的主要运行功能包含以下几方面：

a.对汽车的行驶状态可以进行监管。

b.核心系统会自动对监控系统信息进行调查与分析，并发出相应的指令控制混动汽车。

c.混动汽车电子控制系统在实际运行中，受到电磁干扰以及振动等因素影响下，会自动对汽车进行控制，避免出现汽车出现行驶故障。

为了确保混动汽车控制系统运行的稳定性与安全性，通过对现代化计算机技术以及智能控制技术进行有效运用，能够对控制系统运行数据信息进行收集与管理，及时对数据信息进行检查与分析，确保控制系统运行功能满足混动汽车行驶需求。

4.2 动力控制策略系统检测

混动汽车在行驶的过程中，主要是由发动机以及电动机为其提供相应的动力。发动机和电动机在实际运行中，不同的组合方式会对混动汽车的驱动方式产生一定的影响。其中包含串联方式、并联方式以及混联方式。根据混动汽车能源组合方式，可以按照混动汽车行驶动力，分为串联式混动动力电动汽车、并联式混动动力电动汽车。其中串联式混动汽车更加适合在城市道路中行驶，因为会出现频繁启动以及加速或者低速的情况。发动机在实际运行时会处于稳定状态，主要是由于电动机中的蓄电池在输出的能量后，对车速会起到一定的调节作用，即便是在复杂环境下驾驶混动串联混动汽车，也能够减少油耗，降低污染排放量。在电池运行保持高荷电状态的情况下，混动汽车发动机会自动关闭，利用电动机完成汽车行驶功能输出，从而避免发动机在低速行驶下提供动能，同时为发动机的运行效率提高起到良好的促进作用。

为此，在串联混动汽车动力控制策略系统进行检测的过程中，需要对混动汽车的行驶状态以及电池运行参数进行全面检测，对混动汽车行驶期间内电动机和发动机的工作模式进行具体分析。在检测过程中，发动机运行负荷处于50%左右的情况下，需要对混动汽车的行驶动力进行检测。

结合电池的荷电状态，对其进行具体分析。混动汽车电动机电池荷电状态在处于30%左右的运行状态，电池放电电流在达到20 A左右，以及混动汽车的加速度在低于30%的情况下，则可以采取电动力完成对混动汽车的驱动。当混动汽车加速度处于50%左右的情况下，在进行检测时发现发动机与电动机同时处于运行状态，发动机所释放的能量会为电动机提供电能。当混动汽车加速度处于70%左右的情况下，检测中发现汽车的电动机在处于关闭状态，由发动机提供能量实现混动汽车驱动，并且发动机的运行功率也会达到最大。

在检测的过程中，为了确保电动机中的电池结构运行保持安全与稳定的情况下，在电池荷电状态大于80%的情况下，混动汽车动力电池会自动完成放电，并对混动汽车的动力混动度比例进行有效控制，确保动力电池输出功率得到有效提升；当电池荷电状态在低于20%的情况下，电动机中的电池会自动吸收发动机运行功率，从而处于充电状态，混动汽车在行驶过程中则由发动机完成驱动。

4.3 运行状况监控系统

运行状况的监控系统在实际运行的过程中，能够对混动汽车的电动机运行电压、电池电流以及温度性信息进行全面获取，通过对各项信息进行收集与管理，能够保障混动汽车运行保持稳定。运行状况监控系统中包含TLE4275系统供电模板、LM2577系统供电模块。供电模板在实际运行时输入电压能够达到13 V左右，可以满足混动汽车启动需求。在进行检测的过程中，为了确保监控系统保持稳定，需要加强对FMEA检测技术进行有效运用，从而对监控系统的运行故障以及运行安全进行具体分析，其中包含信号通道、电池系统测量以及充放电测量等，以保障混动汽车在实际运行时保持稳定安全［8-9］。

4.4 基于FMEA的相关检测

在混动汽车检测工作中使用FMEA检测技术时，应当对以下3种状态进行综合分析与评估，即严重恶化程度（S）、故障异常发生度以及故障的准确检测度。在检测分析的过程中需要对混动汽车的运行系统故障进行综合考量，同时在检测中对混动系统的维护保养需求进行具体分析。其中AMT变速器在实际应用的过程中，所受到的外界影响因素相对较多，导致AMT变速器出现零部件混动或者断裂的情况，一般对混动汽车的操作安全不会造成严重影响，但对于换挡过程会造成严重影响。为此，需要在实际检测的过程中，全面掌握AMT变速器无法运行的主要问题所在，并结合FMEA检测技术，及时解决以上问题，在发现车辆故障较为严重的情况下，需要加强对AMT进行全面检测，为确保混动汽车的稳定运行提供良好帮助。

4.5 基于FTA的相关检测

在混动汽车检测工作中，可以使用故障发生树状态分析方法，及时找出混动汽车中可能发生的故障及其根本原因。在构建故障系统分析树的过程中，需要结合混动汽车构建故障树，利用混动汽车所发生的故障事件以及故障各项因素，描述混动汽车各项故障系统以及混动汽车的各元器件运行状态，从而对各个故障事件之间所存在的逻辑关系进行具体分析，并将故障处理事件进行综合分析，为混动汽车中所存在的故障进行全面掌控，及时作出相应的预防工作，确保混动汽车在实际运行的过程中，保持稳定安全行驶状态，避免受到外界因素影响，对混动汽车各器件造成破坏［10］。

5 结语

作为我国汽车领域中新研发的汽车类型，混动汽车为实现节能起到了重要性作用。为了保障混动汽车的行驶安全以及行驶稳定，应当及时采取合适的检测技术，做好混动动力控制系统检测、动力控制策略系统检测、运行状况监控检测、基于FMEA的相关检测以及FTA的相关分析，为保障混动汽车的稳定运行安全提供良好帮助。

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作者简介：

曾少华，男，1987年生，助教，研究方向为新能源汽车热管理。