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        電子診斷技術(shù)在新能源車(chē)輛限扭故障分析的運(yùn)用

        2025-02-03 00:00:00陳燕梅
        汽車(chē)電器 2025年1期

        【摘" 要】結(jié)合售后現(xiàn)場(chǎng)反饋車(chē)輛限制扭矩品質(zhì)問(wèn)題及其故障發(fā)生的基本情況,通過(guò)已開(kāi)發(fā)的電子診斷技術(shù)(診斷儀、國(guó)家監(jiān)控平臺(tái)法規(guī)數(shù)據(jù)及其云診斷),分析發(fā)生故障的零件,深挖根本原因,最終提出解決方案。電子診斷技術(shù)為現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)工程師解決故障提供有力的數(shù)據(jù)支撐。

        【關(guān)鍵詞】電子診斷技術(shù);故障檢測(cè);國(guó)家監(jiān)控平臺(tái)

        中圖分類(lèi)號(hào):U463.633"""" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A""" 文章編號(hào):1003-8639(2025)01-0043-03

        Application of Electronic Diagnostic Technology in New Energy Limit Torque Fault Analysis

        CHEN Yanmei

        (Nanjing Iveco Automobile Co.,Ltd.,Nanjing 211806,China)

        【Abstract】Combined with the after-sales field feedback of the vehicle limit torque quality problems and the basic situation of failure,through the developed electronic diagnosis technology:diagnosis instrument,national monitoring platform regulatory data and cloud diagnosis,analyze the faulty parts and explore the root cause,and finally propose a solution. Electronic diagnostic technology provides field service engineers with powerful data support for troubleshooting.

        【Key words】electronic diagnosis;fault detection;national monitoring platform

        0" 前言

        隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展,汽車(chē)成為了人們?nèi)粘I钪胁豢苫蛉钡慕煌üぞ撸?chē)的普及率在最近十幾年里得到大幅提升。伴隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展,如今汽車(chē)上應(yīng)用了越來(lái)越多的新技術(shù),特別是汽車(chē)電子信息類(lèi)技術(shù)占到了新技術(shù)的70%以上,使得新環(huán)境下汽車(chē)維修技術(shù)發(fā)生了很大變化。為了適應(yīng)新環(huán)境下汽車(chē)技術(shù)發(fā)展,電子診斷技術(shù)顯得尤為重要[1]。

        1" 電子診斷技術(shù)概論

        電子診斷指的是在汽車(chē)維修中利用現(xiàn)代化的電子診斷設(shè)備,特殊情況下不拆機(jī)也能對(duì)汽車(chē)進(jìn)行故障排查,根據(jù)電子設(shè)備的故障檢測(cè)數(shù)據(jù)做出科學(xué)故障維修方案的過(guò)程。由于汽車(chē)結(jié)構(gòu)變得越來(lái)越復(fù)雜,車(chē)身上的智能化單元日益增加,導(dǎo)致汽車(chē)維修所需要的技術(shù)含量也越來(lái)越高,維修設(shè)備也需要越來(lái)越先進(jìn)。電子診斷因具有精確、使用方便和檢測(cè)數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)而受到維修師的青睞。診斷過(guò)程中,能夠通過(guò)預(yù)先設(shè)定好的代碼將汽車(chē)的故障點(diǎn)反饋出來(lái)。通過(guò)代碼查詢(xún),從而確定汽車(chē)各個(gè)部位的故障[2]。

        2" 電子診斷技術(shù)的運(yùn)用

        2.1" 售后問(wèn)題描述

        2024年5月23日19時(shí)50分,客戶(hù)反映新能源車(chē)輛在高速路上以時(shí)速大約100km/h的自動(dòng)巡航行駛。車(chē)輛正常行駛過(guò)程中,感覺(jué)車(chē)輛突然被拖拽,同時(shí)儀表上動(dòng)力受限故障指示燈以及動(dòng)力系統(tǒng)故障指示燈點(diǎn)亮,自動(dòng)巡航退出,時(shí)速逐步降到60km/h左右。

        使用電子診斷技術(shù)診斷儀(元征X431)對(duì)車(chē)輛檢查。車(chē)輛能正常上高壓,儀表動(dòng)力系統(tǒng)故障燈以及動(dòng)力受限故障指示燈點(diǎn)亮,在電池管理系統(tǒng)內(nèi)讀取當(dāng)前故障碼U100C96——CAN霍爾故障。整車(chē)控制系統(tǒng)內(nèi)讀取當(dāng)前故障碼P1CB500——電池2級(jí)故障。檢查電池包外觀(guān)完好,電池包低壓線(xiàn)束插件緊固,高壓線(xiàn)束無(wú)松動(dòng)。用檢測(cè)儀清除故障碼,U100C96故障碼無(wú)法清除,斷開(kāi)12V電池大約15min后,再上電檢查,故障指示燈仍然點(diǎn)亮,再次讀取電池管理系統(tǒng),仍顯示當(dāng)前故障碼U100C96。經(jīng)過(guò)上述檢查,初步判斷為電池內(nèi)部故障。

        2.2" 電池內(nèi)部故障分析

        對(duì)不良件電池高壓切斷單元內(nèi)部電流傳感器進(jìn)行原因分析,分別從外觀(guān)結(jié)構(gòu)、性能測(cè)試方面進(jìn)行分析。

        1)外觀(guān)結(jié)構(gòu)。如圖1所示,經(jīng)過(guò)檢查,零部件的正反面、側(cè)面均無(wú)異常。結(jié)構(gòu)的上蓋卡扣及底座螺絲孔完好無(wú)損。螺栓、螺母劃線(xiàn)完整無(wú)錯(cuò)誤,無(wú)拆卸痕跡。低壓插件、線(xiàn)束連接正確,完好無(wú)損。電流傳感器、繼電器、電阻完好無(wú)損,無(wú)拆卸痕跡。

        2)性能測(cè)試。對(duì)不良件電池高壓切斷單元內(nèi)部電流傳感器進(jìn)行導(dǎo)通測(cè)試(圖2)、耐壓測(cè)試和精度測(cè)試。導(dǎo)通測(cè)試結(jié)果(表1)為:線(xiàn)束100%導(dǎo)通,各回路100%導(dǎo)通,預(yù)充回路電阻60Ω+3Ω。

        采用圖2定義的測(cè)試點(diǎn)(表2),耐壓測(cè)試要求2500V AC,時(shí)間60s,漏電流<1mA;絕緣測(cè)試要求1000V DC,時(shí)間60s,阻值≥550MΩ。

        對(duì)內(nèi)部2個(gè)型號(hào)的電流傳感器進(jìn)行進(jìn)度測(cè)試。其中一個(gè)型號(hào)的電流傳感器OA電流采樣驗(yàn)證FALL,要求0+0.01A,實(shí)測(cè)值>10000A,該型號(hào)傳感器異常。故障電流傳感器更換后,OA電流采樣驗(yàn)證、100A、220A正反向加載測(cè)試結(jié)果OK。更換電流傳感器后BDU導(dǎo)通、絕緣耐壓和繼電器吸合等電性能綜合測(cè)試結(jié)果OK。用P-CAN設(shè)備測(cè)試該電流傳感器,報(bào)錯(cuò):ff ff ff ff 85 ca b5 16,內(nèi)部故障碼0X42,表明磁通門(mén)不振蕩。拆解故障件電流傳感器,測(cè)量D1二極管、T3 Mos管、T10 Mos,發(fā)現(xiàn)阻值有異常。故障傳感器內(nèi)部電路如圖3所示。

        故障件電流傳感器應(yīng)用魚(yú)骨圖進(jìn)行原因分析[3],所有可能導(dǎo)致診斷儀失效故障的原因分析如圖4所示。經(jīng)過(guò)分析和查驗(yàn)可追溯記錄,原因可能是元件本身異?;蚴褂铆h(huán)境出現(xiàn)異常。又因該元件已經(jīng)投產(chǎn)7年之久,品質(zhì)一直穩(wěn)定,所以故障件傳感器的D1和T10燒蝕損壞、T3受熱表面熔損是車(chē)輛行駛過(guò)程中產(chǎn)生大電流所導(dǎo)致,需分析故障發(fā)生時(shí)的整車(chē)工況是否有異常導(dǎo)致電流傳感器失效。

        2.3" 電子診斷技術(shù)運(yùn)用

        通過(guò)診斷儀的分析并未找到車(chē)輛故障的真正原因。車(chē)輛運(yùn)行中,現(xiàn)場(chǎng)不具備錄報(bào)文的條件,要查找具體的原因就得借助先進(jìn)的電子診斷技術(shù)。該車(chē)型為新能源車(chē)型,國(guó)家法規(guī)要求數(shù)據(jù)需要上傳,國(guó)家監(jiān)控平臺(tái)數(shù)據(jù)如圖5所示。由圖5可知,故障發(fā)生時(shí)間報(bào)了兩個(gè)故障,十進(jìn)制轉(zhuǎn)化為十六進(jìn)制,分別為1CB5 002F、1CC6 002E。經(jīng)查詢(xún),該車(chē)具有電池二級(jí)故障和電機(jī)三級(jí)故障。

        通過(guò)云診斷平臺(tái)下載當(dāng)日數(shù)據(jù)(圖6),發(fā)現(xiàn)VCU云診斷觸發(fā)了N次,5個(gè)故障代碼,其中報(bào)有電池二級(jí)故障和電機(jī)三級(jí)故障。ESC云診斷觸發(fā)了N次,1個(gè)故障代碼。FVCM云診斷觸發(fā)了16次,2個(gè)故障代碼。FICM云診斷觸發(fā)了8次,1個(gè)故障代碼。EPMCU云診斷觸發(fā)了8次,4個(gè)故障代碼。根據(jù)故障代碼分析,初步分析為電機(jī)三級(jí)故障容易產(chǎn)生異常電流。

        如圖7所示,結(jié)合云診斷的CAN報(bào)文進(jìn)行分析,車(chē)輛在進(jìn)行高速行駛時(shí)(n=4480r/min,T=47N·m),控制器外發(fā)的所有報(bào)文周期發(fā)生異常(報(bào)文周期為120ms左右),報(bào)文周期異常后ErrorCode上報(bào)故障碼為3(上橋臂IGBT故障)和60(時(shí)間監(jiān)控故障),報(bào)文周期異常持續(xù)900ms后系統(tǒng)發(fā)生復(fù)位。由于DTC碼上報(bào)的周期為1s,系統(tǒng)900ms后發(fā)生復(fù)位,所以總線(xiàn)上報(bào)的只有上橋臂的故障碼。異常點(diǎn):①報(bào)文周期異常持續(xù)900ms;②MCU報(bào)IGBT上橋臂故障;③MCU報(bào)時(shí)間監(jiān)控故障;④復(fù)位;⑤UDS中未有故障信息。

        依據(jù)復(fù)位故障分析圖(圖8)對(duì)復(fù)位故障原因進(jìn)行分析。復(fù)位時(shí)間和報(bào)文中時(shí)間一致;PGA411、GD3100、SBC35584等的SPI通信中斷無(wú)法執(zhí)行,導(dǎo)致SPI通信超時(shí),觸發(fā)時(shí)間監(jiān)控故障,同時(shí)報(bào)文周期被拉長(zhǎng);core0主循環(huán)卡滯,UDS無(wú)法執(zhí)行,所以故障信息無(wú)法存儲(chǔ)。因而復(fù)位原因是core0卡死,core0看門(mén)狗復(fù)位。

        依據(jù)Core0卡滯故障分析圖(圖9)對(duì)core0卡滯原因進(jìn)行分析。core0、core1、core2中均有調(diào)用Delay函數(shù)任務(wù),假設(shè)該位置時(shí)TIM0.U=0XFFFFFFFF,CAP.U=0;其他內(nèi)核由于SPI總線(xiàn)仲裁,再次讀取TIM0.U,由于TIM0.U還在累加,讀取的TIM0.U會(huì)變?yōu)?,并且更新CAP,讀取的TIM0鎖定CAP的機(jī)制失效,因?yàn)楦?2位被中斷插入導(dǎo)致讀取錯(cuò)誤,錯(cuò)誤的結(jié)果導(dǎo)致STM計(jì)數(shù)器比期望值大232,錯(cuò)誤加長(zhǎng)的時(shí)間為:232/(100×106)≈42.95s,最終導(dǎo)致軟件卡滯在該位置(42.95s)。

        故障注入總線(xiàn)情況如圖10所示。模擬中斷函數(shù)Task_Int_PwM_CPU0(Void)中Delay_us(2)卡滯進(jìn)行測(cè)試。電流變化斜率為12.3A/us。通過(guò)總線(xiàn)報(bào)文可以發(fā)現(xiàn),PWM卡滯,相當(dāng)于施加直流電壓給交流電機(jī),電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中反電動(dòng)勢(shì)和直流電壓疊加時(shí),電壓增大,電流增大,觸發(fā)IGBT過(guò)流。故障現(xiàn)象一致,且第7次注入故障時(shí)電流傳感器損壞。

        因?yàn)楦?2位被中斷插入導(dǎo)致讀取錯(cuò)誤,導(dǎo)致讀取TIM0值錯(cuò)誤,即時(shí)間多了42.95s。所以,修改函數(shù),取消高32位的讀取。通過(guò)測(cè)試驗(yàn)證,該修改措施確實(shí)有效。

        3" 結(jié)論

        基于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù),依托于互聯(lián)網(wǎng),電子診斷技術(shù)在汽車(chē)檢測(cè)維修中起到了至關(guān)重要的作用,深受維修人員以及駕駛?cè)藛T的喜歡。電子診斷技術(shù)通過(guò)判斷汽車(chē)檢測(cè)的信號(hào)數(shù)據(jù)可以精準(zhǔn)判斷出故障點(diǎn),減少了檢測(cè)判斷的時(shí)間,提高了維修效率。通過(guò)案例描述也可以看出電子診斷技術(shù)在新能源車(chē)型的運(yùn)用非常重要,能夠幫助技術(shù)人員找到真正的原因,以免故障擴(kuò)大出現(xiàn)更嚴(yán)重的后果,并制定出正確的措施。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 王旭東.基于新環(huán)境下汽車(chē)維修發(fā)展淺談[J].汽車(chē)實(shí)用技術(shù),2020(23):255-256.

        [2] 黃烈然,田青云. 電子診斷技術(shù)在汽車(chē)售后服務(wù)中的運(yùn)用[J].內(nèi)燃機(jī)與配件,2022(1):178-180.

        [3] 王邵龍,姜帆. 某車(chē)型售后診斷儀失效故障問(wèn)題排查[J].汽車(chē)電器,2019(10):76-77.

        (編輯" 楊凱麟)

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