混合動(dòng)力汽車動(dòng)力系統(tǒng)的容錯(cuò)分析與驗(yàn)證

針對串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)，研究了在不增加成本的前提下如何提高其可靠性。當(dāng)車輛控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，控制系統(tǒng)的不同組件之間要盡可能互不干擾，并對出錯(cuò)部分迅速進(jìn)行故障后處理。基于馬爾科夫算法提出能改進(jìn)系統(tǒng)容錯(cuò)能力的模型，對于Saber模型進(jìn)行時(shí)間域的仿真，仿真結(jié)果驗(yàn)證模型設(shè)計(jì)的可行性，并對縮小比例后原型機(jī)進(jìn)行實(shí)物驗(yàn)證。

當(dāng)動(dòng)力系統(tǒng)出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，會(huì)影響混合動(dòng)力汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性，錯(cuò)誤的信號(hào)輸出還可能導(dǎo)致電機(jī)失控，威脅行車安全。在車輛動(dòng)力系統(tǒng)出錯(cuò)時(shí)，保證車輛可以安全跛行回家是基本的實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。故障的發(fā)現(xiàn)與識(shí)別是容錯(cuò)系統(tǒng)進(jìn)行后續(xù)處理的基礎(chǔ)，在串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)中有兩種方式，一種是以低成本、低速的方式對電機(jī)控制器輸出電流的分析，分析對象單一；另一種是分析門限值、電壓和電流等參數(shù)。信號(hào)的采集是通過在IGBT中嵌入電壓、電流傳感器的方式得到的。

建立三橋臂三相電路，與三相電機(jī)的中性點(diǎn)相連，通過橋臂上的電容，阻斷瞬間變化速率過大的電流，保證電機(jī)不會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的突然增大。另一種是四橋臂三相電路，不需要與中性點(diǎn)相連，應(yīng)用在四端三相電機(jī)或者三端三相電機(jī)上，雖然性能更好，但是這種電路成本比較高。提出兩種基于馬爾科夫的轉(zhuǎn)換方式：全切換和短切換。全切換適合處理三相電路上的故障，如器件的損壞；短切換更適合處理線路的短路問題，依托電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對出錯(cuò)電路進(jìn)行隔離。兩種容錯(cuò)處理系統(tǒng)在出現(xiàn)錯(cuò)誤后，都會(huì)預(yù)估車輛狀態(tài)和跛行回家的能力，并且通過系統(tǒng)復(fù)原操作進(jìn)行故障修復(fù)。信號(hào)出錯(cuò)后早期的預(yù)處理可以有效減少故障在后期維修的時(shí)間和成本。

網(wǎng)址：http://ieeexplore.ieee. org/xpl/articleDetails.jsp? arnumber=6450102

作者：Yantao Song et al

編譯：張聰