基于混合动力汽车电路设计研究

基于混合动力汽车电路设计研究

姚春鹤

(身份证号码：13112719840326XXXX)

摘要：目前，我国的经济在快速的发展，社会在不断的进步，在可持续发展理念深入人心的背景下，混合动力汽车的设计和应用已经成为今后发展的必然选择。在今后工作过程中对于这项技术应该保持高度重视。混合动力汽车设计过程中电路设计是最为关键的一个环节。汽车电路设计是否合理将直接影响到混合动力汽车自身的性能。为了保证其性能今后就要加强对混合动力

关键词：混合动力；电路设计；可靠性

引言

混合动力汽车就是有两种或两种以上储能器作为驱动能源的汽车。由于混合动力汽车的结构更加复杂，因此电路变得更为复杂，如何优化电路设计，提高电路相应速度是发展新能源汽车的关键技术。

1高压电路设计

混合动力汽车结构中高压电路系统是以动力蓄电池为电源的，实际设计过程中由于所装动力电池组峰值输出功率较大，因而对高压电路的线径、线束的连接方式就提出了新的要求。高压电路在设计过程中必须要有较大的传输功率。要选择合理的线径和绝缘方式。在实际工作过程中要防止线路的发热过多从而导致绝缘层老化的速度加快。高压电路的连接器设计非常重要。在设计过程中应该采用橡胶护套，两端子也应该通过自锁的形势实现接触面结合，这样能够有效增大接触面积，压降也将会下降。这对于避免热点现象的出现无疑是非常有利的。

2混合动力汽车电路设计研究

2.1设计原则设计

1)汽车车结构加强汽车电路设计的研究就必须要了解混合动力汽车自身的结构，只有在了解了其基本结构之后才能够实现科学高效地设计。在实际工作过程中混合动力汽车要想发挥其工能驱动系统就需要增加驱动电机和为其供电的动力电池组。在实际工作过程中串联式、并联式以及混联式是三种比较典型的连接方式。本文以并联式驱动为例来进行说明。在某PHEV型混合动力汽车结构中，动力输出单元是有电动机和发动机组成的。在混合动力模式中动力是电动机和发动机共同提供的，因而在设计过程中就可以选择较小公路的电机和发动机就可以满足要求。2）可靠性设计原则可靠性是衡量混合动力汽车电路的一个重要指标，在实际工作过程中必须要满足其可靠性。为了达到这一目的就需要坚持以下原则:一是要满足安全和功能要求。安全性是第一位的，在实际工作过程中汽车电路一旦出现故障就极有可能对整个车辆的运行造成严重影响。因而在实际工作过程中首先就需要保证其安全性。在工作过程中应该把安全性作为最基本的要求。功能需求也同样重要，在满足安全前提下要实现其各种功能，显示、报警等功能必须要实现。二是实时性。在电路系统运行过程中一旦出现故障或者某一特殊事件之后必须要实时做出相应，要对突发事件做出即可相应。正是因为如此在实际工作过程中就需要对其保持高度重视，要采取专门措施来予以应对。三是周期要短，价格要便宜。混合动力技术当前发展非常迅速，为了适应实际要求就需要把汽车电路的设计周期在保证质量的前提下尽可能地缩短。此外还需要逐步降低设计成本。

2.2电路布局设计

混合动力汽车的电路数量比较多，优化线路布局是提高电器元件使用寿命，增强电气系统工作可靠性的重要举措，而各个控制器与电气设备的安装位置影响线束的走向，因此需要合理布局各个电气设备。一是电气模块布局的设计。由于汽车行驶的震动比较大，因此在安装电气模块时需要考虑以下因素：振动、散热、防水以及安全。二是线束的走向设计。线束走向是电气设备安装的前提，合理的走向不仅有助于降低线路故障的检测效率，而且还可以提高其使用寿命。在进行线束的走向布局前需要对线束进行包扎，这样做的目的就是提高线束的耐磨性和抵御高温性。结合实践我们经常使用的包扎材料有热缩管、胶带以及纹波管等。具体走向就是：将整车的线路固定在混合动力汽车的车架上，按照车架右纵梁凹槽进行布线。

2.3低压电路设计

在混合动力汽车电路结构中整车是由控制系统来实现控制的，电力蓄电池则是要作为动力电路的电源通过配电柜来为其供电。在实际工作过程中各种不同器件如电机控制器、车身控制器、发动机ECU、电池管理器等分别对应不同的元件来进行针对性控制从而组成一个完整的子系统。实际工作过程中整车控制器会根据驾驶员的各种操作以及各个子系统的当前状态来判断子系统的运行模式并对其进行有效分配。在整车控制器把控制信号发送给对应的子系统控制器之后，各个子系统控制器就能够实现对各个元件的控制。低压电路设计工作过程中微电子元件的工作电压通常只有3V到5V而且输出信号的精度是非常高的。

2.4基于CAN总线的混合电控系统设计

在汽车系统中，CAN总线技术应用较广泛且优势明显，该技术的应用可有效减少系统内各零部件电线的连接，减少回路量。采用CAN技术的目标为运用任意两个CAN都可达到系统的兼容，其通信协议主要表达信息的传递方式。同时，CAN具备有限选择权及仲裁权，一定数量的单片机可在CAN控制器上实现连接，并形成局域网。CAN的连接和传送方式设计：CAN代表中心系统的局域网，通过一连多的方法，完成连接总线的任务。在理论上，连接线的数量是没有限制的；实际上通信信号延迟时间和总线电气负载对单元数量产生了较大的影响。通过总线上的“线与”进行操作处理，运用逻辑“0”代表可见电量；运用逻辑“1”代表不可见电量。CAN总线连接过程中，各线路节点的位速率是一致的，发送器在未完成同步时，其数据要进行改变；接收器接收位值时恰好处于相位缓冲段。相位缓冲段的长度可任意设置，以保证稳定运行。由于各节点存在差异，CAN总线利用时钟同步技术确保通信同步性。CAN总线漏洞检测分析：CAN为了达到抗干扰和数据稳定的目的，利用各种漏洞检测措施，例如数据分析、删减错误、排除错误等手段，当系统发现某种错误时，接收站都会将“错误”以一种信号的方式传送到终点站。综上所述，汽车混合电路电控系统通过运用可靠性设计原则，对电路系统分别进行高压电路及低压电路设计，并采用CAN总线技术与电路系统实现耦合，有效地完成汽车混合电控系统的设计。

3混合动力汽车电路设计可靠性实验

基于上述的电路设计，通过运用相关实验对设计的电路进行检测以此判定电路的可靠性：首先依据相关实验规定对汽车的车身控制器和ＩＣ仪表的ＣＡＮ总线进行通信实验，通过实验数据，该电路具有较强的抗传导干扰和耦合干扰能力；其次对整车的可靠性实验。将实验汽车按照不同的路况进行实验，并且按照启动、行驶、制动以及车速等环节的控制记录相关的数据，通过对相关数据的统计分析：整车的电路设计可靠性符合汽车安全行驶的要求，对于出现的细微故障主要是因为电气元件受到振动而引起的，由此可见，振动是混合动力汽车可靠性的重要因素。

结语

混合动力汽车是当前应用非常广泛地一种汽车，在实际应用过程中汽车电路起着十分关键的作用。在运行过程中为了有效提升h}能就必须要对汽车电路进行专业设计。本文重点分析了汽车电路的高压电路、低压电路设计。在设计过程中应该注重模块之间的可靠性。

参考文献:

［１］章桐，贾永轩．电动汽车技术革命［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２０１０．

［２］任素云，孙云峰．ＣＡＮ总线技术在汽车上的应用［Ｊ］．技术与市场，２０１０，（０６）．