做汽車混合動力研發需要哪些專業知識？

01-05

我想畢業之後做汽車混合動力（主攻動力系統和動力總成）方向的工程研發，請問需要哪些專業知識呢？我本科是學內燃機的，研究生階段想學一些控制和汽車電子相關的課程，同時繼續深入學習傳統內燃機，但時間是最大的限制因素。請大神列舉一下需要學的課程，並評估一下這些被列舉的課程中哪些在學校學習效果最好，哪些可以在工作後自學。
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從讀書和工作應用兩方面來說：

幾年前讀的混合動力碩士是歐洲第一個混合動力專業的Master，從業後發現比較有用（特別是針對以前是機械類專業的學生來說）的課程有下面幾個：

Architecture of Hybridization （混動系統構架：各種典型的串聯並聯混連和各種實際搭配案例）
Electrical Machines （電機學，主要是永磁電機和永磁感應電機的選型和控制）
Power Electronics （AC/DC，DC/DC inverter和converter的設計和控制）
Embedded Energy Storage （電池和超級電容系統設計和BMS的演算法）
Advanced Control of Vehicle Energy Flow （主要是混動控制器能量控制演算法的介紹。目前主流還是在用狀態機來決定混動車輛的運行狀態和能量流，比較高級的會用到能量最優控制演算法，比如Hamiltonian演算法）
Vehicle Integration and Embedded Electrical Energy Networks （整車集成和強電網路布置）
Communication Networks （通訊網路，比如CAN）

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實際應用上，目前混動研發比較熱門的還是在軟體控制系統上。最熱門的是 HCU（混動動力總成控制器）和 BMS (儲能單元控制器）。

單說軟體控制系統，我們技術面試一般會看下面幾種能力：

對基本硬體的了解：針對混動系統主要是對混動構架的了解，對電機電池硬體的了解，以及對混動能量流分配的了解。
對控制系統的了解：比如怎麼搭建Plant，怎麼濾波，怎麼設計控制器（最基本的PID怎麼調教），狀態機怎麼設計。
對軟體設計的了解：比如怎麼搭建軟體構架，怎麼設計軟體測試用例，怎麼優化演算法，如何降低CPU負載
使用設計和測試軟體的能力：Matlab/Simulink，Targetlink，Real-time workshop，C語言，CANape，INCA。
對控制軟體設計流程和質量控制流程的了解，以及各種汽車行業相關的標準。最近比較熱門的是功能安全標準ISO 26262，基本每個設計職位都逃不過這個。

另外一個混動比較重要和熱門的領域是高壓安全和相關的強電檢測，這部分除了基礎的強電知識外，還要求熟記各種標準：比如ISO 6469-1/GB/T 18384 (On-board electrical energy storage)，又比如德國汽車行業的內部高壓安全標準。

這部分工作主要服務於高壓絕緣檢測系統設計，Interlock設計，周邊的內容還包括不同高壓零部件的IP等級制定，高壓和低壓系統之間的隔絕，EMC相關的零部件布置，以及最後混動車輛高壓系統的commissioning （調試）。

這塊兒內容對於傳統車企來說是新的領域，目前國內的標準也在逐漸完善。學習的難點在於很多都和標準，測試和經驗相關。大多知識在學校是學不到的，只用通過從業後參與實際的量產項目獲得。

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我將在1月組織一次 Live 專門講解包括混動控制軟體在內的車載控制軟體開發流程和工具鏈，歡迎參與：知乎 Live 入口

找個研究新能源的老闆

本人從事相關行業，給幾條建議：

1、需要掌握電機、電機控制、機械傳動、發動機等相關知識。這一條是了解混動原理的基礎、

2、精通機械傳動、機械結構。這是設計混動模式的基礎。

3、精通電機設計、結構模擬、電磁模擬、熱流體模擬。這是設計電機的基礎。

4、精通電機控制、自動控制理論、編程、硬體、這是設計控制器的基礎。

5、精通2、3、4，是實現混動模式到可實現的機構的基礎。

6、在精通以上各條的基礎上，深入研究某一條，就可以從事相關的工作了。

根據我的工作並結合你的專業背景粗略談談：

1、首先認識下主機廠在混動汽車開發中主要做什麼？

在新能源汽車開發中（主要是純電動汽車、混合動力汽車）主機廠主要是三大塊：電控、電機、電池。

電控方面主要是整車控制器的開發，主要是從系統需求（包括功能需求，功能介面）、軟體策略（比如MATLAB/Simulink/Stateflow建模）、軟體測試（SIL、HIL、MIL）、軟體標定等；

電機控制（一樓說的主要是電機的控制）涉及到功率電子模塊，如DCDC、逆變器等、電機殼體設計等；

電池包括BMS、高壓線束、熱管理等方面；

2、根據你的專業背景以及你的描述的工作方向，應該往哪個方向比較合適？

根據主機廠的需求，明顯你比較合適做電控，即整車控制器方向。不過其他方向，有興趣也可以做，只是上手速度沒有那門快。

3、如果選擇電控，那麼努力的方向該是什麼？

必須認識到，做整車控制器，是需要廣泛的汽車知識，包括對EMS、ESP、空調附件HVAC、儀錶顯示、TCU、SCU（Shift unit controller）、BMS、上下電、BCM、功能安全ISO26262、FMEA等都需要了解，因此，在校期間如果希望從事電控，那麼擴寬自己的知識面就顯得很有必要。在寬度的基礎上提高深度。為了便於理解為何需要廣泛的學習上述知識，針對HCU與上述控制器簡單的交互做一個簡單的介紹：

HCU與EMS：根據不同的傳動系統，HCU最為LEVEL最高的控制器，需要控制EMS的噴油，如HCU會給EMS發送噴油、斷油、快速斷油請求指令，及EMS扭矩調節時發動機的快扭請求（EMS調整點火提前交）、慢扭請求（EMS調整進氣量）等；

HCU與ESP：涉及到ESP的扭矩介入，如在ESP激活時，ESP的降扭請求（如過彎驅動打滑）、EPS的升扭請求（如車輛以較高的車速從低附路面進入高附路面時）；

HCU與HVAC：考慮到空調的制熱和製冷請求，通常混動車輛的制熱請求，都會通過啟動發動機，利用發動機的熱循環制熱請求。

HCU與儀錶顯示：這塊涉及到法規，點Ready燈、混動系統故障燈等；

HCU與BMS交互：在上下電時涉及到BMS主繼電器閉合請求及能量管理策略；

HCU與BCM交互：在無鑰匙啟動系統中HCU的上下電時與BCM的交互；

需要懂的太多，不能一一列舉；

4、那些適合在校期間學習最好的？

首先如上文，擴充自己寬度，下面在學校就可以很好地完成：

1、目前很多的主機廠包括一些諮詢公司都是用的MATLAB/Simulink/Stateflow進行建模模擬，軟體的學習熟練就很好的在校完成。也許你有機會參與實際的混動項目，學習CANoe、CANape、INCA等軟體的使用，但這幾個畢竟過於專業，而且對於工具類，在企業中上手很快。不過比較推薦有機會多學習CANoe，其中用CAPL語言學習下還是比較適合的。

2、由於涉及到通訊，因此CAN通訊也是適合在校學習熟練運用的，包括LIN通訊協議；

3、關於故障診斷及標定等方面，可以看看UDS、XCP協議等

先寫這麼多，有時間在寫寫哈哈……

你只需要去豐田卧底

多交流，我也對混合動力感興趣。

與其把樓上說的那堆東西都囫圇吞棗的學了，不如結合本專業想想怎麼做好一個混動化的發動機。