混合动力汽车动力系统的容错分析与验证

混合动力汽车动力系统的容错分析与验证

针对串联式混合动力系统，研究了在不增加成本的前提下如何提高其可靠性。当车辆控制系统出现故障时，控制系统的不同组件之间要尽可能互不干扰，并对出错部分迅速进行故障后处理。基于马尔科夫算法提出能改进系统容错能力的模型，对于Saber模型进行时间域的仿真，仿真结果验证模型设计的可行性，并对缩小比例后原型机进行实物验证。

当动力系统出现错误时，会影响混合动力汽车的燃油经济性，错误的信号输出还可能导致电机失控，威胁行车安全。在车辆动力系统出错时，保证车辆可以安全跛行回家是基本的实现目标。故障的发现与识别是容错系统进行后续处理的基础，在串联式混合动力系统中有两种方式，一种是以低成本、低速的方式对电机控制器输出电流的分析，分析对象单一；另一种是分析门限值、电压和电流等参数。信号的采集是通过在IGBT中嵌入电压、电流传感器的方式得到的。

建立三桥臂三相电路，与三相电机的中性点相连，通过桥臂上的电容，阻断瞬间变化速率过大的电流，保证电机不会出现转矩的突然增大。另一种是四桥臂三相电路，不需要与中性点相连，应用在四端三相电机或者三端三相电机上，虽然性能更好，但是这种电路成本比较高。提出两种基于马尔科夫的转换方式：全切换和短切换。全切换适合处理三相电路上的故障，如器件的损坏；短切换更适合处理线路的短路问题，依托电路拓扑结构对出错电路进行隔离。两种容错处理系统在出现错误后，都会预估车辆状态和跛行回家的能力，并且通过系统复原操作进行故障修复。信号出错后早期的预处理可以有效减少故障在后期维修的时间和成本。

网址：http://ieeexplore.ieee. org/xpl/articleDetails.jsp? arnumber=6450102

作者：Yantao Song et al

编译：张聪