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多能源动力总成控制系统的研究与设计
发表时间:2017/9/22

多能源动力总成控制系统的研究与设计
摘要:虽然现在时代都在不断地发展和变化,但是空气污染和能源的短缺依然是现今社会面临的主要两大问题。汽车尾气排放量逐渐增多,对空气污染的程度逐渐增大成了困扰各国的问题。虽然从2003年开始就推出了纯电动汽车,但是这种零排放的汽车仍然有很多方面的缺点,行驶的公里数不足够,而且整体运行过程中的成本很高等等。也因此HEV混合动力电动汽车受到越来越多人的关注。本文主要针对多能源动力总成控制系统的研究与设计展开具体的讨论。
关键词:多能源动力;控制系统;系统研究;系统设计
引言:
随着我国国民经济高速而持续的发展,轿车已经成为每家每户的必需品,越来越多的轿车开始进入到家庭中去。而中国的工业也将会进入到一个更加快速的发展阶段。但是汽车地增多对于我国石油产业地发展造成了不小地压力,而且也在我国境内引起了诸多种类的环保问题。汽车尾气的排放量已经超过了总体空气污染源的一半以上。传统的汽车工业也将会对我国的环境和经济的发展带来不小的压力。科技的发展使得纯电动汽车的发展也变得更好,汽车工业的革命时代就此来临。发达国家早就展开了新一代汽车的发展计划,并取得了不错的效果。本文主要针对多能源动力总成控制系统的研究和设计开始分析。
1.多能源动力总成控制系统的组成
1.1电机模块
电机模块属于多能源动力总控制系统中非常关键的一个部分。主要起到混合驱动和行车发电的作用。如果系统内部的电池电量比较充足的话,那么电机模块就会和发动机一起对汽车进行混合型驱动;如果系统内部电池电量不够的话,那么就可以在汽车开动的过程中对电池进行充电。[1]电机在通过自我检查之后,那么电机一般都能够更好地进行正常的工作,控制的电机主要进行空转、行车、发电和制动四种工作模式。
当电机在转动的过程中,它会发送转动的信号给多能源的动力总系统,这时电机整体的工作是正常的。在整个多能源动力系统中,总是会牵涉到油门和电流大小的情况,电机和电池之间也会有信号在连接。
1.2电池模块
在整个多能源动力总成控制系统中,电池模块主要起到供电的作用。根据输出电流和研发单位的不同,电池在使用的过程中会有很多细微的差别。在整体电池使用的过程中还包括输出模块。因为多能源的动力系统总体而言对其是没有多余的控制信号的。因此如果蕴含在电池内部的所有的信号都经过相同的过程被拦截然后转化成标准量。
1.3ISG模块
发动机如果想要顺利地被启动,那么ISG模块是不可或缺的。在整体多能源动力总成控制系统中,所有的ISG模块都需要在非常短的速度内从静止变成马上发动的状态。总体而言,驾驶者在整个驾驶的过程中,是不能够感受到ISG的发动的。
1.4AMT模块
AMT模块在整体多能源动力总成控制系统的运用中起到的是换挡的作用。在所有类型的模块中,这个模块的功能是非常复杂的,它负担这和其他模块进行信号连接的作用,主要是为了更好地控制离合器的转速和分合。要理解这个模块在多能源动力总成控制系统中的运用相对来讲是比较的难的。要想让整个电机和发动机更好地进行过度和稳定的运行,那么是需要经过非常漫长的一段时间的。
1.5显示模块
在整个多能源动力总成控制系统中,显示模块也是经常被用到的模块,它最根本的作用就是在当前显示的状态下,能够把汽车的车速和发动机的转速更好地得以显示出来。此外,在整体多能源动力总成控制系统中,踏板的信号先由传感器进行转换,然后再逐渐转变成多能源的动力总成采集系统,之后再逐步演变
1.6发动机模块
在整个多能源动力总成控制系统中,发动机的转速都有一定的范围和规定。而在发动机整体运行的过程中其实还有一个包括电控节气门提供的部件。[2]整个发动机的点火开关是由发动机的电控单元和多能源的发动机开关共同来控制的,单一的信号和装置都不能够很好地来启动发动机,必须要联合两者的功能一起来进行,以便使得其保险的系数能增加。
2.多能源动力总成控制系统的设计
2.1集中设计方案

图1

图1就是在进行多能源动力总成控制系统设计过程中的集中式的方案。所有的模块都是围绕着多能源动力总成控制系统来组成的,总体形成一个大型的网络。整个运行的过程包括以下几个特点:每个节点本身自己都自带一个系统,先对每个节点的系统进行初始化,之后再采用多能源动力和查询的方式来更好地集中所有类型的信号。根据这些信号运行的方式来更好地使得内部的软件的流程能够更好地得以控制,之后再输出与之相对应的工作模式,然后对应到模块中去。
虽然集中式的方案比较常用,但是这种设计方案会使得整体多能源动力总成系统的研究过程中故障率明显增高,一个方案很可能就会造成整体系统的瘫痪。而且在整体运行的过程中容易造成诸多方面的干扰,由此可见集中式方案也有一定的局限性。
2.1分散式设计方案

图2
图2就是与集中式设计方案相对的分布式方案。在整个分布式方案的过程中,ECU占据着非常重要的地位。在整体工作的过程中,每个控制器中的子模块一般都是在定时器被中断之后,然后再完成相关的数据收发工作,最终的目的是为了节省主要流程中的开支。
在整个分布式任务模块中,每个模块都可以由一个ECU来进行接管,在这样的过程中就可以让整体系统在运行的过程中产生更少的故障。[3]而且因为整体的模块都是采用的面向对象的方式进行设计的,从而使得整体系统的可扩展性变得更好,这让他们在建设的过程中也显得更加容易。
3.结束语
本文分别从多能源动力总成控制系统的主要结构和常用的两种设计方式着手进行分析。在未来,多能源动力总成控制系统将会是未来的一种发展趋势。而只有对其结构和方案进行更好的总结,那么多能源动力总成控制系统在设计的过程中才会发挥出更好的效果。此外,整个多能源动力总成系统还包括硬件设计、数字信号处理系统和其他系统等多个方面的因素。大家在整体设计的过程中还是要更好地对其核心的技术更好的进行研究。
参考文献:
[1]吴宽明.CAN总线原理和应用系统设计[J].北京航空航天大学出版社,2013(5):23-26
[2]韩开亮,唐小奇,李曦等.一种基于CAN总线的电动汽车APU监控系统的设计[J].航空航天电子出版社,2012(6):25-28
[3]田光宇,彭涛,林成涛等.混合动力电动汽车关键技术[S].汽车技术,2013(5):8-13

 

 

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