混動汽車檢測技術(shù)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(tǒng)設(shè)計，并成功推出了混動汽車。為了能夠確?；靹悠嚨男阅芤约斑\行質(zhì)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(shù)進行合理運用，全面檢測汽車內(nèi)燃機和電動機，對混動汽車電池技術(shù)在能源消耗期間進行全面優(yōu)化，確?；靹悠嚨姆€(wěn)定發(fā)展。為此，分析了混動汽車的檢測技術(shù)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(jié)構(gòu)，采用合理的檢測技術(shù)對混動汽車進行檢測，確保混動汽車性能達到標(biāo)準(zhǔn)要求。

關(guān)鍵詞：混動汽車；檢測技術(shù)；AMT變速器；控制系統(tǒng)

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(shù)要點

1.1 信號通道

在混動汽車檢測技術(shù)實際應(yīng)用的過程中，應(yīng)當(dāng)對混動汽車所采集的各項檢測信息進行系統(tǒng)處理，將處理后的檢測信息傳輸?shù)絼恿刂葡到y(tǒng)中。上層動力控制系統(tǒng)所產(chǎn)生的信號會自動傳輸?shù)降讓觿恿ο到y(tǒng)中，其中系統(tǒng)中的CAN收發(fā)器會自動對信息進行控制，并在CAN總線技術(shù)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(tǒng)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(fā)功能。

1.2 電池系統(tǒng)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(guān)案例，在進行電池系統(tǒng)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(tǒng)、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(lián)，每一個模塊中包含6個1 V電池與2 V電池串聯(lián)組成結(jié)構(gòu)，也就是說整個電磁組中，存在168個單節(jié)電池。為了確保電池的運行安全以及運行穩(wěn)定，在電磁組周圍安裝了電池冷卻系統(tǒng)，其中包含冷卻風(fēng)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(jié)果超出標(biāo)準(zhǔn)溫度值情況下，一般電池ECU系統(tǒng)，會自動控制冷卻風(fēng)扇，確保電池溫度達到標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。在混動汽車中含有相應(yīng)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(xiàn)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(yīng)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(jié)果出現(xiàn)問題。

b.霍爾傳感器芯片檢測。由于該芯片在實際應(yīng)用中抗靜電能力相對較強，所以在電路設(shè)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(zhuǎn)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(lián)式混動汽車

混動汽車中的內(nèi)燃機以及電動機在實際應(yīng)用的過程中主要采取并聯(lián)式結(jié)構(gòu)，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(qū)動系統(tǒng)在實際運行的過程中，可以將內(nèi)燃機與電動機的運行功率因數(shù)進行累加處理，主要是混動汽車在實際運行中實現(xiàn)了轉(zhuǎn)矩以及轉(zhuǎn)速驅(qū)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(tǒng)中可以采取重度耦合的方式，對驅(qū)動來源進行有效轉(zhuǎn)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(jù)汽車的傳動結(jié)構(gòu)進行區(qū)分。AMT變速器的結(jié)構(gòu)主要是在手動換擋變速器的技術(shù)上增加了電機控制系統(tǒng)，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(wěn)定性相對較高，體積也相對較小，動力傳輸也要高于傳統(tǒng)手動換擋變速器，為提高混動汽車的動力以及節(jié)能效果起到了重要作用［4-5］。

3 混動汽車檢測結(jié)構(gòu)分析

3.1 混動動力汽車結(jié)構(gòu)總圖

混動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)中所設(shè)計的基礎(chǔ)設(shè)備相對較多，其中包含電動機、發(fā)動機、差速器以及AMT變速器等，整體結(jié)構(gòu)如圖1所示?；靹悠囆旭傇碇饕峭ㄟ^利用電動機提供輔助動力，燃油發(fā)動機為汽車提供動力，在帶式轉(zhuǎn)矩耦合器耦合后，將動能傳輸?shù)紸MT變速器中，通過對AMT變速器進行有效控制，從而實現(xiàn)混動汽車行駛。

3.2 混動MT部分結(jié)構(gòu)

混動汽車在行駛的過程中，轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速與車速具有一定關(guān)系，在保持穩(wěn)定狀態(tài)下可以實現(xiàn)最大輸出功率。但在低速行駛的狀態(tài)下，混動汽車從轉(zhuǎn)矩受到了外界因素影響，主要是由于輪胎與地面之間產(chǎn)生了摩擦力，對其進行了限制?；靹悠囋谛旭倳r保持恒功率的情況下，制動系統(tǒng)會為混動汽車提供牽引力，為混動汽車的爬坡時提供相應(yīng)的動力。

3.3 換擋執(zhí)行機構(gòu)

驅(qū)動電機系統(tǒng)中的執(zhí)行驅(qū)動機構(gòu)所涉及的相對較多，其中包含驅(qū)動電機、進給驅(qū)動絲桿、執(zhí)行桿、車輪以及驅(qū)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(qū)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(shù)綜合分析

4.1 混動動力控制系統(tǒng)檢測

混動汽車控制系統(tǒng)的主要運行功能包含以下幾方面：

a.對汽車的行駛狀態(tài)可以進行監(jiān)管。

b.核心系統(tǒng)會自動對監(jiān)控系統(tǒng)信息進行調(diào)查與分析，并發(fā)出相應(yīng)的指令控制混動汽車。

c.混動汽車電子控制系統(tǒng)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(xiàn)汽車出現(xiàn)行駛故障。

為了確?；靹悠嚳刂葡到y(tǒng)運行的穩(wěn)定性與安全性，通過對現(xiàn)代化計算機技術(shù)以及智能控制技術(shù)進行有效運用，能夠?qū)刂葡到y(tǒng)運行數(shù)據(jù)信息進行收集與管理，及時對數(shù)據(jù)信息進行檢查與分析，確?？刂葡到y(tǒng)運行功能滿足混動汽車行駛需求。

4.2 動力控制策略系統(tǒng)檢測

混動汽車在行駛的過程中，主要是由發(fā)動機以及電動機為其提供相應(yīng)的動力。發(fā)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(qū)動方式產(chǎn)生一定的影響。其中包含串聯(lián)方式、并聯(lián)方式以及混聯(lián)方式。根據(jù)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(lián)式混動動力電動汽車、并聯(lián)式混動動力電動汽車。其中串聯(lián)式混動汽車更加適合在城市道路中行駛，因為會出現(xiàn)頻繁啟動以及加速或者低速的情況。發(fā)動機在實際運行時會處于穩(wěn)定狀態(tài)，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(diào)節(jié)作用，即便是在復(fù)雜環(huán)境下駕駛混動串聯(lián)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(tài)的情況下，混動汽車發(fā)動機會自動關(guān)閉，利用電動機完成汽車行駛功能輸出，從而避免發(fā)動機在低速行駛下提供動能，同時為發(fā)動機的運行效率提高起到良好的促進作用。

為此，在串聯(lián)混動汽車動力控制策略系統(tǒng)進行檢測的過程中，需要對混動汽車的行駛狀態(tài)以及電池運行參數(shù)進行全面檢測，對混動汽車行駛期間內(nèi)電動機和發(fā)動機的工作模式進行具體分析。在檢測過程中，發(fā)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(jié)合電池的荷電狀態(tài)，對其進行具體分析。混動汽車電動機電池荷電狀態(tài)在處于30%左右的運行狀態(tài)，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(qū)動。當(dāng)混動汽車加速度處于50%左右的情況下，在進行檢測時發(fā)現(xiàn)發(fā)動機與電動機同時處于運行狀態(tài)，發(fā)動機所釋放的能量會為電動機提供電能。當(dāng)混動汽車加速度處于70%左右的情況下，檢測中發(fā)現(xiàn)汽車的電動機在處于關(guān)閉狀態(tài)，由發(fā)動機提供能量實現(xiàn)混動汽車驅(qū)動，并且發(fā)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(jié)構(gòu)運行保持安全與穩(wěn)定的情況下，在電池荷電狀態(tài)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(dāng)電池荷電狀態(tài)在低于20%的情況下，電動機中的電池會自動吸收發(fā)動機運行功率，從而處于充電狀態(tài)，混動汽車在行駛過程中則由發(fā)動機完成驅(qū)動。

4.3 運行狀況監(jiān)控系統(tǒng)

運行狀況的監(jiān)控系統(tǒng)在實際運行的過程中，能夠?qū)靹悠嚨碾妱訖C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(wěn)定。運行狀況監(jiān)控系統(tǒng)中包含TLE4275系統(tǒng)供電模板、LM2577系統(tǒng)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(jiān)控系統(tǒng)保持穩(wěn)定，需要加強對FMEA檢測技術(shù)進行有效運用，從而對監(jiān)控系統(tǒng)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(tǒng)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(wěn)定安全［8-9］。

4.4 基于FMEA的相關(guān)檢測

在混動汽車檢測工作中使用FMEA檢測技術(shù)時，應(yīng)當(dāng)對以下3種狀態(tài)進行綜合分析與評估，即嚴(yán)重惡化程度（S）、故障異常發(fā)生度以及故障的準(zhǔn)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(tǒng)故障進行綜合考量，同時在檢測中對混動系統(tǒng)的維護保養(yǎng)需求進行具體分析。其中AMT變速器在實際應(yīng)用的過程中，所受到的外界影響因素相對較多，導(dǎo)致AMT變速器出現(xiàn)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(yán)重影響，但對于換擋過程會造成嚴(yán)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(jié)合FMEA檢測技術(shù)，及時解決以上問題，在發(fā)現(xiàn)車輛故障較為嚴(yán)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(wěn)定運行提供良好幫助。

4.5 基于FTA的相關(guān)檢測

在混動汽車檢測工作中，可以使用故障發(fā)生樹狀態(tài)分析方法，及時找出混動汽車中可能發(fā)生的故障及其根本原因。在構(gòu)建故障系統(tǒng)分析樹的過程中，需要結(jié)合混動汽車構(gòu)建故障樹，利用混動汽車所發(fā)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(tǒng)以及混動汽車的各元器件運行狀態(tài)，從而對各個故障事件之間所存在的邏輯關(guān)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(yīng)的預(yù)防工作，確保混動汽車在實際運行的過程中，保持穩(wěn)定安全行駛狀態(tài)，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(jié)語

作為我國汽車領(lǐng)域中新研發(fā)的汽車類型，混動汽車為實現(xiàn)節(jié)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(wěn)定，應(yīng)當(dāng)及時采取合適的檢測技術(shù)，做好混動動力控制系統(tǒng)檢測、動力控制策略系統(tǒng)檢測、運行狀況監(jiān)控檢測、基于FMEA的相關(guān)檢測以及FTA的相關(guān)分析，為保障混動汽車的穩(wěn)定運行安全提供良好幫助。

參考文獻：

[1]薛培培.新能源插電式動力汽車不同混動架構(gòu)系統(tǒng)的工作策略分析[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟和信息化，2021（9）：92-93，98.

[2]劉林書，羅穆儀，葉景川.新能源背景下汽車維修檢測診斷技術(shù)分析[J].汽車測試報告，2021（20）：19-20.

[3]李勇.幾種常見混合動力驅(qū)動模式的技術(shù)發(fā)展態(tài)勢分析[J].時代汽車，2022（23）：106-108.

[4]暴焱，董立亮，高美琪.新能源汽車自主故障問題分析與維修關(guān)鍵技術(shù)探討[J].中文科技期刊數(shù)據(jù)庫（全文版）工程技術(shù)，2021（10）：211-222.

[5]祝錦.汽車運用之綜合性能監(jiān)測與維修技術(shù)思考分析[J].IT經(jīng)理世界，2021，24（4）：29.

[6]葉興姚，向楠.現(xiàn)代汽車維修檢測技術(shù)分析與安全管理問題探討[J].農(nóng)機使用與維修，2022（1）：65-67.

[7]巫尚榮，牟林，楊青.基于綜合職業(yè)能力培養(yǎng)的汽車類人才培養(yǎng)質(zhì)量診斷與改進——以汽車檢測與維修技術(shù)專業(yè)為例[J].裝備制造技術(shù)，2022（2）：96-100.

[8]臧銀波.汽車檢測技術(shù)綜合分析[J].汽車實用技術(shù)，2021，46（14）：134-136.

[9]胡富宇.燃油經(jīng)濟性評價標(biāo)準(zhǔn)下的汽車電氣零部件檢測方法研究[J].民營科技，2018（11）：67.

[10]謝秋慧，張昊，童珎，等.基于燃油經(jīng)濟性評價標(biāo)準(zhǔn)的汽車電氣零部件檢測方法研究[J].機電工程，2016，33（4）：488-492.

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。