純電動汽車的故障診斷思路探究范文

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摘要：隨著國家經濟水平與科技水平的不斷提升，純電動汽車技術正在不斷成熟和發展，逐漸步入產業化進程。目前汽車故障診斷技術探索大多數是針對傳統發動機汽車而進行的，對于純電動汽車的故障診斷研究少之又少。我國與國際上汽車故障診斷水平先進的國家來說，仍處在起步階段，因此對于純電動汽車的故障診斷發展需要不懈的努力。對純電動汽車的常見故障進行了闡述，并探索了故障診斷思路。

關鍵詞：純電動汽車；故障診斷；思路

純電動汽車指的是整體運動全部通過蓄電池來提供電力驅動的電動汽車，盡管純電動汽車已經經歷了一百多年的歷史，然而其一直限制在某些特殊環境下使用，面對的市場有限。造成這種情況的關鍵原因在于各種類型的蓄電池，大都存在成本高、工作期限低、外觀較大、質量高、充電時間較長等明顯缺陷。除此之外，純電動汽車的故障診斷技術尚不發達，不僅僅是查找問題存在困難性，而且在處理故障的時候比之傳統動力汽車更為復雜和危險。國內的純電動驅動系統開發剛剛起步，出現故障的概率相當大，安全性能需要著重提升。同時，既有的汽車以及電機系統的故障診斷技術和智能檢測技術大多數難以直接用在電驅動系統中，而且部分電驅動系統特有的問題同樣缺少對應的診斷措施，所以非常有必要對純電動汽車的故障診斷思路進行探索。

1純電動汽車系統構造分析

由于生態與環境的壓力和政府的大力支持，使得純電動汽車正在漸漸走入大眾的視野中并接受人們的考驗。為了確保高壓電安全，需要嚴格按照有關標準進行設計。電動汽車整車控制系統可以稱作是汽車的指揮中心，通過它來統籌協調汽車每個部位運行，是整車控制系統的中心樞紐。隨時能夠正確診斷每個系統出現的故障且做出科學的解決方案，是確保汽車穩定運行的重要技術。純電動汽車是通過組合多個子系統而形成的一個復雜系統，不但有低壓電氣組織，而且還有強電壓、高電流的高壓動力組織，其中任意一個部件故障都將導致整車不能穩定行駛，特別是對于電壓高達上百伏的供電系統，假如產生漏電問題，將很可能給駕駛人員的生命帶來威脅。本文設計了某純電動汽車動力系統結構和控制機制，其中發動機、電池等各個零構件都配有相對獨立的控制系統，并且利用控制器局域網絡把數據傳送給整車控制設備，同時利用控制器局域網絡接收整車控制系統的控制命令，整車控制系統所采集到的零構件數據和采集的油門踏板數據、檔位數據等乘坐人員數據，由此獲得控制對象的信息，此外還可以利用控制器局域網絡總線發送和直接操作繼電系統，以此來保證汽車安全、穩定地依據乘坐人員需要工作。在進行控制的環節里，及時地判斷各個系統故障且在出現問題時選擇合適的處理手段，是確保整車穩定、可靠行駛的關鍵。

2純電動汽車常見故障診斷思路分析

2.1純電動汽車絕緣故障的診斷和查找

純電動汽車是通過純電池動力來為汽車提供動力的車輛類型，該類型車輛的動力電池的輸出電壓通常保持在DC/72V與DC/600V之間或者超出此范圍。通過有關標準的規定可知，一般人的安全電壓強度通常指的是不能導致人類直接死亡或者殘廢的電壓強度，而通常環境條件下許可長時間觸碰的安全最低電壓為DC/36V?？梢哉f純電動汽車動力電池產生的電壓強度已然大大超出了此安全電壓范圍，因此對純電動汽車絕緣故障的診斷是相當重要的工作。同時純電動汽車發生該故障的概率并不低，經過對診斷過程的歸納，累積了一些經驗：首先對于絕緣故障警報來說，通常純電池汽車的最小警報絕緣電阻額值度設置在500千歐左右，通過電池控制系統來負責檢查功能，假如檢查到的絕緣電阻額度不高于此值時，電池控制系統將把相應的絕緣問題代碼發送給上位機設備，整車方面利用綜合儀表來實現代碼讀取與故障提醒。如果綜合儀表上出現故障代碼或者警報提醒時，就意味著該汽車產生了絕緣問題，需要及時進行故障診斷，以此避免出現人身安全事故；其次要初步判斷絕緣警報，按照實際汽車的情況來分析，故障的類型與故障零件多種多樣，可以按照一定的步驟來實現初步判斷。假如汽車的儀表可以正常工作，且真實反映出車輛是否存在故障，則表明電池控制系統絕緣監測自身是沒有問題的。假如汽車的儀表提示的是絕緣沒有連接，那么此時需要檢測低壓控制路線是不是正確連接或者已經松脫。當經過檢測得知低壓連接路線沒有故障，就應該檢查控制器局域網絡線路的通信問題，測試終端電阻數值是不是合理，一般情況下數值是60歐，假如測試結果低于該數值，則表明信號被阻隔了，會致使控制器局域網絡通信失常。除此之外，還應當對高壓部件進行檢測，確定了系統線路連接正常，則可以把注意力放著高壓部件的絕緣過低方面。通過這種方式，可以高效提升診斷速度且正確找到故障部位。

2.2純電動汽車高壓電故障診斷和安全管理

純電動汽車使用動力蓄電池與電動機作為驅動裝備，產生的電壓能達到數百伏。如果出現高壓電路絕緣故障，則將直接威脅到乘坐人員的生命財產安全和車載物品的安全。所以純電動汽車高壓電故障診斷技術已經變為純電動汽車設計人員首先要處理的關鍵問題之一。純電動汽車高壓電故障診斷和安全控制的意義在于處理純電動汽車的高壓電安全問題。純電動汽車高壓電系統線路的短路、漏電等問題都會給車輛的高壓用電安全帶來不可預測的損害。對于純電動汽車高壓電結構的配置，為該結構可能出現的故障實現分析，其中純電動汽車高壓電部位故障能夠分成動力蓄電池系統問題、短路問題、絕緣問題、高壓環路問題等，任意一種故障都是純電動汽車的潛在威脅。為了真正處理電動汽車所面對的各種故障問題，保證電動汽車的高壓用電安全，國內純電動汽車安全規范對車載能源儲存設備、性能安全與問題預防和駕駛員觸電保護都做了明確的規定，為純電動汽車高壓電路設計與生產提出了科學的設計與測試規定，且提供了比較詳細的硬件設計試驗檢查程序。然而，這只是高壓電系統自身設計和生產層次上的保障手段。因為純電動汽車工作環境復雜，故障的出現具有很大程度的隨機性，單單依據高壓電系統自身可靠性設計和生產仍不足以讓電動汽車具有預防各樣高壓危險事故突發的能力。

2.3純電動汽車電驅動故障診斷分析

以往的故障診斷系統是利用一套整車管理控制器局域網絡實現通訊的，而整車控制器局域網絡中通常會設置很多控制單元，于是就比較容易導致總線荷載過高，系統即時反應速度緩慢，故障分析數據難以獲得快速的反應。本文針對該問題構思了一種獨立的故障分析控制器局域網絡，這種網絡的特征是能夠在整車控制器局域網絡中獲得數據，但是沒有傳送數據的能力。通過加工后的故障數據是應用故障診斷結構傳送至獨立的故障診斷控制器局域網絡中的，繼而通過故障診斷控制器局域網絡傳送到每個控制器，這種方式不但能夠提升故障反應速率，還能夠防止多個控制器局域網的互相擾動。在純電動汽車的電驅動故障診斷系統中，整車控制器與電動機控制器把電壓、電流、熱度等數據以文字形式發送到故障診斷系統，故障診斷系統依據診斷規范分辨其是否為故障后，再以文字的形式傳送出去。電驅動系統包含了驅動電路與電動機自身。該文中的電動機使用的是效率明顯的永磁同步電機。

驅動系統包括了控制電路、驅動維護系統、電力供給系統和傳感系統等。電驅動系統的故障一般出在控制器方面與電機自身方面。對于純電動汽車電驅動故障診斷分析方法通常有兩種，一種是自測試手段、另一種是在線診斷方法。直流母線系統線路中的電容是一種能夠在自測時期處在非靜態輸出的零件，在自測試的結束階段應當對母線電容進行充電，在充電環節里電容的接入電流和電壓都是非靜態的參數，應用這個特征能夠實現電容故障的檢查。在線診斷方法通常包括IGBT模塊開路故障在線檢測、電機繞組匝間短路故障在線診斷與位置傳感器偏轉誤差故障的在線診斷。該方法具備工程實用性高、診斷迅速的優勢。

3結語

電子信息技術在汽車領域的使用讓車輛故障測試和診斷變得更加繁復，以往的經典修理手段已經難以滿足實際需求，所以汽車故障診斷系統和專門的診斷設施的開發有著十分巨大的發展空間，故障診斷技術正在漸漸朝著自動化的方向發展。國內已經有部分研發機構對純電動汽車故障診斷技術進行研究，并且獲得了比較樂觀的成績。盡管目前純電動汽車的故障診斷系統仍舊處在起步階段，然而隨著科技水平的持續提升，相信故障診斷系統必定會越來越完善。

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作者：白彩盛 單位：甘肅金城理工中等專業學校