電子診斷技術(shù)在新能源車輛限扭故障分析的運(yùn)用

【摘" 要】結(jié)合售后現(xiàn)場(chǎng)反饋車輛限制扭矩品質(zhì)問題及其故障發(fā)生的基本情況，通過已開發(fā)的電子診斷技術(shù)（診斷儀、國家監(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)；國家監(jiān)控平臺(tái)

中圖分類號(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

隨著中國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，汽車成為了人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡慕煌üぞ?，汽車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，如今汽車上應(yīng)用了越來越多的新技術(shù)，特別是汽車電子信息類技術(shù)占到了新技術(shù)的70%以上，使得新環(huán)境下汽車維修技術(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)故障維修方案的過程。由于汽車結(jié)構(gòu)變得越來越復(fù)雜，車身上的智能化單元日益增加，導(dǎo)致汽車維修所需要的技術(shù)含量也越來越高，維修設(shè)備也需要越來越先進(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。診斷過程中，能夠通過預(yù)先設(shè)定好的代碼將汽車的故障點(diǎn)反饋出來。通過代碼查詢，從而確定汽車各個(gè)部位的故障[2]。

2" 電子診斷技術(shù)的運(yùn)用

2.1" 售后問題描述

2024年5月23日19時(shí)50分，客戶反映新能源車輛在高速路上以時(shí)速大約100km/h的自動(dòng)巡航行駛。車輛正常行駛過程中，感覺車輛突然被拖拽，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)車輛檢查。車輛能正常上高壓，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。檢查電池包外觀完好，電池包低壓線束插件緊固，高壓線束無松動(dòng)。用檢測(cè)儀清除故障碼，U100C96故障碼無法清除，斷開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，分別從外觀結(jié)構(gòu)、性能測(cè)試方面進(jìn)行分析。

1）外觀結(jié)構(gòu)。如圖1所示，經(jīng)過檢查，零部件的正反面、側(cè)面均無異常。結(jié)構(gòu)的上蓋卡扣及底座螺絲孔完好無損。螺栓、螺母劃線完整無錯(cuò)誤，無拆卸痕跡。低壓插件、線束連接正確，完好無損。電流傳感器、繼電器、電阻完好無損，無拆卸痕跡。

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受熱表面熔損是車輛行駛過程中產(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

通過診斷儀的分析并未找到車輛故障的真正原因。車輛運(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)。該車型為新能源車型，國家法規(guī)要求數(shù)據(jù)需要上傳，國家監(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，該車具有電池二級(jí)故障和電機(jī)三級(jí)故障。

通過云診斷平臺(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無法執(zhí)行，所以故障信息無法存儲(chǔ)。因而復(fù)位原因是core0卡死，core0看門狗復(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。通過總線報(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)通過判斷汽車檢測(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。通過案例描述也可以看出電子診斷技術(shù)在新能源車型的運(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)

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（編輯" 楊凱麟）