基于虛擬儀器技術(shù)的新能源汽車(chē)檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)①

吳浩瑋 張旋 孫鑫 張涔 王科舉 馬仕麟 趙紅順

［關(guān) ? ?鍵 ? 詞］ ?硬件；軟件；新能源汽車(chē)

［中圖分類(lèi)號(hào)］ ?U469.7 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ［文獻(xiàn)標(biāo)志碼］ ?A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?［文章編號(hào)］ ?2096-0603（2019）23-0104-02

當(dāng)前新能源汽車(chē)之一的電動(dòng)汽車(chē)逐步興起并漸漸占據(jù)越來(lái)越多的市場(chǎng)份額，對(duì)其故障檢測(cè)與診斷設(shè)備的需求也隨之產(chǎn)生。本文為設(shè)計(jì)一種能滿(mǎn)足大部分電動(dòng)汽車(chē)的基礎(chǔ)電氣項(xiàng)目的檢測(cè)需要的設(shè)備。通過(guò)電壓、電流采集電路測(cè)量CAN總線以及傳感器信號(hào)，使用LabView軟件進(jìn)行記錄和處理。本系統(tǒng)可對(duì)車(chē)輛傳感器、各類(lèi)開(kāi)關(guān)信號(hào)、總線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)、執(zhí)行器波形進(jìn)行測(cè)量。針對(duì)一些故障、元件需要使用激勵(lì)測(cè)量響應(yīng)從而才能判斷、檢測(cè)的特點(diǎn)，系統(tǒng)還設(shè)計(jì)具備信號(hào)發(fā)生功能。可以根據(jù)不同電動(dòng)汽車(chē)電路編寫(xiě)故障分析程序，使用子VI的方式調(diào)用，增強(qiáng)系統(tǒng)的普遍適用性

一、硬件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)對(duì)車(chē)輛信息、故障的判斷依據(jù)為CAN總線信號(hào)以及對(duì)各個(gè)開(kāi)關(guān)、傳感器及負(fù)載的電流、電壓信號(hào)的檢測(cè)。硬件系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)和各測(cè)量接線方法如圖1中A系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)示意圖所示，其中電動(dòng)汽車(chē)的電流、電壓或總線信號(hào)通過(guò)電流電壓轉(zhuǎn)換，引入數(shù)據(jù)采集電路。

（一）CAN總線信號(hào)的測(cè)量

因車(chē)輛CAN總線的定義與使用方式因品牌各異，所以一般的故障判斷步驟為CAN總線的電阻測(cè)量—終端電阻測(cè)量—電壓測(cè)量與示波器形式的測(cè)量。對(duì)CAN總線的終端電阻進(jìn)行測(cè)量時(shí)應(yīng)先斷開(kāi)電瓶并經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間的放電后再測(cè)量。測(cè)量必須在CAN總線的末端各連接一個(gè)120Ω的電阻（具體數(shù)值取決于各個(gè)不同車(chē)型）后進(jìn)行測(cè)量，電路如圖1中B所示?？偩€電壓波形的測(cè)量如圖1中C所示，可以分別測(cè)量?jī)删€的波形，電路如圖1中C所示。根據(jù)測(cè)量的結(jié)果可以初步判斷故障原因。

（二）電瓶電壓測(cè)量

使用表筆或AD4和GND端對(duì)電瓶電壓進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量電壓最高可達(dá)400V。如直接測(cè)量數(shù)值，則不需打開(kāi)程序，從面板讀取數(shù)據(jù)。如需測(cè)量結(jié)果采集入程序，需打開(kāi)程序按提示進(jìn)行，電路如圖1中D電壓測(cè)量所示。

（三）傳感器檢測(cè)

傳感器的檢測(cè)主要為返回波形的檢測(cè)。根據(jù)傳感器種類(lèi)的不同，連接時(shí)需要注意電流方法。電源使用輸出口的5Vout（可在程序后面板設(shè)置為12V輸出）與GND端，輸入接入AD3端。

（四）開(kāi)關(guān)元件檢測(cè)

開(kāi)關(guān)元件的檢測(cè)使用的是IN1~IN6與OUT1到OUT6，連接方法如圖1所示。在程序中打開(kāi)輸出，下方LED顯示點(diǎn)亮則該開(kāi)關(guān)的狀態(tài)正常，否則需要更換。

二、LabView測(cè)量軟件設(shè)置

（一）板卡驅(qū)動(dòng)安裝

PC端的測(cè)量環(huán)境需要進(jìn)行設(shè)定。首先需要安裝驅(qū)動(dòng)，因采集電路為自制故無(wú)通用驅(qū)動(dòng)，需要安裝自編的驅(qū)動(dòng)程序，在系統(tǒng)的設(shè)備管理器中找到設(shè)備，如圖2中A所示。

（二）加載庫(kù)文件調(diào)用硬件

在VB中編寫(xiě)制作dll文件，如圖2所示。在使用時(shí)建議將dll文件放到程序源文件目錄中。在LabView中即能正確調(diào)用dll中編寫(xiě)的函數(shù)，如圖3所示。

（三）軟件界面及程序

軟件界面與程序框圖如圖3所示，軟件界面分為使用說(shuō)明、步驟123以及I/O測(cè)試部分。使用說(shuō)明是讓用戶(hù)了解測(cè)試過(guò)程，需要點(diǎn)擊確定方可繼續(xù)測(cè)量。步驟1、2、3分別測(cè)量電瓶電壓、CAN總線及傳感器電壓。I/O測(cè)試部分為開(kāi)關(guān)測(cè)試界面。

（四）測(cè)量結(jié)果顯示

在系統(tǒng)制作完成后，對(duì)總線及開(kāi)關(guān)裝置進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如圖3所示，結(jié)果證明系統(tǒng)對(duì)電壓、總系信號(hào)以及傳感器測(cè)量都是有效的。

三、結(jié)語(yǔ)

隨著新能源汽車(chē)的不斷發(fā)展，車(chē)輛維修的需求也在增長(zhǎng)?；贚abView制作的這種通用的檢測(cè)工具，精度較高，使用電腦即可實(shí)現(xiàn)多種信號(hào)，多個(gè)信號(hào)的測(cè)量，必然可以得到學(xué)校、維修行業(yè)的廣泛使用。根據(jù)不同車(chē)型可進(jìn)行深度開(kāi)發(fā)，將會(huì)有很好的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

［1］陳楊，劉曙生，龍志強(qiáng).基于CAN總線的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)研究［J］.測(cè)控技術(shù)，2000（10）：53-55.

［2］王建群，南金瑞，孫逢春，等.基于LabVIEW的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)［J］.計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2003（21）：122-125.

［3］宋亮.基于FPGA的多通道同步數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)［D］.鞍山：遼寧科技大學(xué)，2016.

［4］穆慧敏，李惠玲，王鵬偉，等.基于DAQ及LabVIEW的數(shù)據(jù)采集平臺(tái)研發(fā)［J］.山西地震，2017（4）：28-30.

編輯 武生智