CN109960237A - 一种车辆故障诊断和数据分析系统及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车辆故障诊断和数据分析系统及车辆，该系统包括设置在车辆上的监控主机以及故障诊断模块，所述监控主机设置有用于通信连接监控平台的通信接口；所述监控主机用于采样连接整车CAN网络，以获取车辆状态信息；所述故障诊断模块通信连接所述监控主机，用于获取车辆状态信息，对车辆状态信息进行故障诊断以获取对应的故障类别，并将获取车辆的状态信息以及对应的故障类别发送给监控平台。本发明通过在车载监控主机侧设置一个故障诊断模块，根据车辆状态信息对动力电池故障进行自动诊断，得出诊断结果，由于故障诊断结果在车辆侧完成，不依赖于远程传输网络，有效提高了故障诊断的可靠性。

Description

一种车辆故障诊断和数据分析系统及车辆
技术领域
本发明涉及一种车辆故障诊断和数据分析系统及车辆，属于电动汽车监控技术领域。
背景技术
在车辆运行过程中，为了提高车辆和乘车人员的安全，需要实时对车辆可能存在的故障进行检测和诊断。其中，在新能源汽车的故障诊断中，动力电池温度和电压故障的危险性较高，对诊断结果的及时性和准确性要求较高。
新能源汽车远程智能监控系统为新能源电动汽车的安全运营及故障诊断提供了有效的数据支撑，使得新能源电动汽车在市场运营过程中可以提前预知可能出现的问题，也可以快速高效地定位市场车辆存在的问题，为售后服务人员提供了有效的保障。但现有的新能源汽车远程智能监控系统在定位故障问题时，仍然存在需要人工二次核查多个报表、分析问题的现象，使得技术人员分析问题、定位问题原因的效率较低。因此，有效地挖掘相关数据，不仅能够提升系统的智能化，在一定程度上也能提高技术人员的工作效率，提前预知高危风险，降低事故发生率。
现有监控终端可以按照自制协议解析各模块上报的故障信息，但无法对问题进行定位，需要人工对数据进行二次查找和筛选，通常的查找方法及存在的问题如下：
1)通过数据挖掘，人工查找相关数据的报表，有时涉及到多个页面，执行效率较低；
2)数据挖掘报表中的数据由监控主机按照固定周期进行上报，无法满足精准问题定位和车辆故障原因分析的需求；
3)远程提取到监控主机存储的数据格式为原始格式，数据量大，需要人工进行筛选和解析，导致其利用率低，利用价值不大。
公布号为CN102565719A的中国专利文件公开了一种电池组故障无线诊断系统，该系统通过在远程接收模块上连接一个故障诊断模块，由该故障诊断模块对电池检测数据进行故障分析，找到故障点，为数据分析提供了方便。但是，由于故障诊断模块设置在远程监控端，当诊断系统出现通讯故障时，就无法进行数据远程传输，从而不能获取故障分析结果，可靠性较差。
发明内容
本发明的目的是提供一种车辆故障诊断和数据分析系统及车辆，用于解决动力电池故障诊断可靠性较差的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种车辆故障诊断和数据分析系统，包括以下方案：
系统方案一：包括设置在车辆上的监控主机以及故障诊断模块，所述监控主机设置有用于通信连接监控平台的通信接口；
所述监控主机用于采样连接整车CAN网络，以获取车辆状态信息；
所述故障诊断模块通信连接所述监控主机，用于获取车辆状态信息，对车辆状态信息进行故障诊断以获取对应的故障类别，并将获取的车辆状态信息以及对应的故障类别发送给监控平台。
系统方案二：在系统方案一的基础上，所述故障诊断模块用于存储车辆状态信息以及对应的故障类别。
系统方案三：在系统方案二的基础上，所述故障诊断模块用于当诊断出存在故障时，将存储的当前车辆状态信息以及之前的设定时间段内的车辆状态信息通过监控主机发送给监控平台。
系统方案四：在系统方案一、二或三的基础上，所述故障诊断模块由动力电池通过DC/DC模块进行供电。
系统方案五：在系统方案一、二或三的基础上，当发生单体电池高压/低压故障时，车辆状态信息包括车辆状态、充电状态、单体电池最高电压、单体电池最低电压、最高电压电芯号和最低电压电芯号；当发生动力电池系统高温故障时，车辆状态信息包括车辆状态、充电状态、单体电池最高温度、单体电池最低温度、最高电压电芯号和最低电压电芯号。
本发明还提供了一种车辆，包括以下方案：
车辆方案一：包括整车控制器以及故障诊断和数据分析系统，所述故障诊断和数据分析系统包括设置在车辆上的监控主机以及故障诊断模块，所述监控主机设置有用于通信连接监控平台的通信接口；
所述监控主机通信连接所述整车控制器，所述整车控制器采样连接整车CAN网络，以获取车辆状态信息；
所述故障诊断模块通信连接所述监控主机，用于获取车辆状态信息，对车辆状态信息进行故障诊断以获取对应的故障类别，并将获取的车辆状态信息以及对应的故障类别发送给监控平台。
车辆方案二：在车辆方案一的基础上，所述故障诊断模块用于存储车辆状态信息以及对应的故障类别。
车辆方案三：在车辆方案二的基础上，所述故障诊断模块用于当诊断出存在故障时，将存储的当前车辆状态信息以及之前的设定时间段内的车辆状态信息通过监控主机发送给监控平台。
车辆方案四：在车辆方案一、二或三的基础上，所述故障诊断模块由动力电池通过DC/DC模块进行供电。
车辆方案五：在车辆方案一、二或三的基础上，当发生单体电池高压/低压故障时，车辆状态信息包括车辆状态、充电状态、单体电池最高电压、单体电池最低电压、最高电压电芯号和最低电压电芯号；当发生动力电池系统高温故障时，车辆状态信息包括车辆状态、充电状态、单体电池最高温度、单体电池最低温度、最高电压电芯号和最低电压电芯号。
本发明的有益效果是：
通过在车载监控主机侧设置一个故障诊断模块，根据车辆状态信息对动力电池故障进行自动诊断，得出诊断结果，由于故障诊断结果在车辆侧完成，不依赖于远程传输网络，有效提高了故障诊断的可靠性。
进一步的，当诊断出车辆存在故障时，将存储的当前车辆状态信息以及之前的设定时间段内的车辆状态信息发送给监控平台，便于工作人员对比查看车辆状态信息变化情况。
附图说明
图1是本发明的车辆的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例对本发明进行进一步详细说明。
本发明提供了一种车辆，该车辆的类型不受限制，可以是客车、公交车或者是小轿车等。该车辆包括整车控制器以及故障诊断和数据分析系统，其结构示意图如图1所示，故障诊断和数据分析系统包括设置在车辆上的监控主机以及故障诊断模块，整车控制器和监控主机之间通过低压CAN网络进行通信连接，监控主机通过低压CAN网络与故障诊断模块进行通信连接。监控主机设置有通信接口，该通信接口通过无线通信网络与服务器通信连接，服务器通过Internet网络与监控平台进行通信连接。
其中，上述的整车控制器通过CAN网络采样连接电池管理系统BMS、主动防护/柔性充电系统CMS、电机、空压机、电转向以及第一DC/DC模块等车载设备，并通过CAN网络获取车辆状态信息。上述的故障诊断模块采用动力电池进行供电，可以保证常电状态，在具体供电连接时，动力电池供电连接第二DC/DC模块的高压端口，第二DC/DC模块的低压端口供电连接该故障诊断模块。
现有的监控主机是将实时数据进行压缩打包，并按照一定的周期存储、打包、压缩，并上传至监控平台，其周期较长为20s，而电池管理系统传输的周期一般为1000ms，现有监控主机的数据无法准确反应相关数据的变化情况；在硬件上现有监控故障的存储空间也无法满足如此频繁的数据存储，在对已存储历史数据进行筛选时，也会出现丢数据的现象。
上述车辆故障诊断和数据分析系统，通过在新能源车载远程监控终端(监控主机)侧加装一个故障诊断模块，该故障诊断模块内置有故障逻辑判断和故障逻辑筛选。在车辆发生故障时，由故障诊断模块分析出故障来源、故障类别等与故障相关的信息，并将分析后得到的故障信息进行打包压缩，通过监控主机传送至监控平台，监控平台对数据进行解析；当监控人员看到故障时，仅需点击故障信息分析，故障信息就可以以曲线图或者excel的形式展示出来，实现了一种动力电池故障诊断方法，该诊断方法的过程如下：
(1)整车控制器通过整车CAN网络实时获取BMS、CMS、电机、空压机、电转向以及第一DC/DC模块等车载设备以获取车辆状态信息，并将获取的车辆实时状态信息通过低压CAN网络发送给监控主机。故障诊断模块通过低压CAN网络与监控主机进行通信，获取并保存实时CAN状态数据，保存时间为第一设定时间段阈值。其中，第一设定时间段阈值可以根据应用需求进行设定，在本实施例中，第一设定时间段阈值设为10分钟。
(2)故障诊断模块对接收到的CAN车辆状态数据进行故障甄别，当无故障发生时，保存的数据以先进先出的方式进行覆盖；当故障发生时，判断故障的来源及故障类别。当故障诊断模块诊断出存在故障时，将存储的当前车辆状态信息以及之前的设定时间段内的车辆状态信息通过监控主机发送给监控平台。例如，当故障类别为单体电池高压(低压)或系统高温报警时，分析故障发生前第一设定时间段阈值和故障发生时的动力电池数据，将分析出的故障信息进行存储，并上传给监控主机。
例如，当故障诊断模块甄别出发生单体电池高压(低压)报警时，将整车状态(停车、准备、行驶)、电池系统状态(放电、充电、可用)、单体电池最高电压、单体电池最低电压、最高电压电芯号、最低电压电芯号等动力电池相关数据在故障诊断模块中存储的故障发生前10分钟的实时数据和故障发生时的实时数据进行筛选，并压缩存储上传，以便专业人员可以据此判断出故障发生前电池电压的变化趋势。
例如，当故障诊断模块甄别出发生动力电池系统高温报警时，将整车状态(停车、准备、行驶)、电池系统状态(放电、充电、可用)、单体电池最高温度、单体电池最低温度、最高温度电芯号、最低温度电芯号等动力电池相关数据在故障诊断模块中存储的故障发生前10分钟的实时数据、故障发生时的实时数据进行筛选，并压缩存储上传，专业人员可以据此判断出故障发生前电池温度的变化趋势。
另外，为了保证数据安全、准确性和可靠性，故障诊断模块以简单加密的方式对故障数据进行存储、打包、压缩和上传，保存时间为第二设定时间段阈值。第二设定时间段阈值可以根据应用需求进行设定，在本实施例中，第二设定时间段阈值设为1周，即故障诊断模块可以存储1周的数据量。
(3)监控主机将接收到的故障信息通过服务器发送给监控平台，监控平台解析到故障信息后，以【故障码】【故障名称】【故障数据】的形式展现在报警信息中。
(4)当技术人员需要对故障信息进行分析时，点击【故障数据】，监控平台将切换到故障数据展示界面，若故障诊断模块中存在该故障数据，将显示故障诊断模块中存储文件的名称及大小，若不存在该故障数据，将显示“暂无该故障数据”。查询到故障数据后，可在监控平台中进行展示，也可下载到本地。
为了对故障数据以直观易读的方式进行展示，提取到的故障数据在服务器端经协议解析后，可以以excel或曲线图的方式展示在监控平台的故障数据展示界面中，有效地提高了工作效率。

Claims (10)

1.一种车辆故障诊断和数据分析系统，其特征在于，包括设置在车辆上的监控主机以及故障诊断模块，所述监控主机设置有用于通信连接监控平台的通信接口；
所述监控主机用于采样连接整车CAN网络，以获取车辆状态信息；
所述故障诊断模块通信连接所述监控主机，用于获取车辆状态信息，对车辆状态信息进行故障诊断以获取对应的故障类别，并将获取的车辆状态信息以及对应的故障类别发送给监控平台。
2.根据权利要求1所述的车辆故障诊断和数据分析系统，其特征在于，所述故障诊断模块用于存储车辆状态信息以及对应的故障类别。
3.根据权利要求2所述的车辆故障诊断和数据分析系统，其特征在于，所述故障诊断模块用于当诊断出存在故障时，将存储的当前车辆状态信息以及之前的设定时间段内的车辆状态信息通过监控主机发送给监控平台。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的车辆故障诊断和数据分析系统，其特征在于，所述故障诊断模块由动力电池通过DC/DC模块进行供电。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的车辆故障诊断和数据分析系统，其特征在于，当发生单体电池高压/低压故障时，车辆状态信息包括整车状态、电池系统状态、单体电池最高电压、单体电池最低电压、最高电压电芯号和最低电压电芯号；当发生动力电池系统高温故障时，车辆状态信息包括整车状态、电池系统状态、单体电池最高温度、单体电池最低温度、最高电压电芯号和最低电压电芯号。
6.一种车辆，包括整车控制器以及故障诊断和数据分析系统，其特征在于，所述故障诊断和数据分析系统包括设置在车辆上的监控主机以及故障诊断模块，所述监控主机设置有用于通信连接监控平台的通信接口；
所述监控主机通信连接所述整车控制器，所述整车控制器采样连接整车CAN网络，以获取车辆状态信息；
所述故障诊断模块通信连接所述监控主机，用于获取车辆状态信息，对车辆状态信息进行故障诊断以获取对应的故障类别，并将获取的车辆状态信息以及对应的故障类别发送给监控平台。
7.根据权利要求6所述的车辆，其特征在于，所述故障诊断模块用于存储车辆状态信息以及对应的故障类别。
8.根据权利要求7所述的车辆，其特征在于，所述故障诊断模块用于当诊断出存在故障时，将存储的当前车辆状态信息以及之前的设定时间段内的车辆状态信息通过监控主机发送给监控平台。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的车辆，其特征在于，所述故障诊断模块由动力电池通过DC/DC模块进行供电。
10.根据权利要求6-8中任一项所述的车辆，其特征在于，当发生单体电池高压/低压故障时，车辆状态信息包括整车状态、电池系统状态、单体电池最高电压、单体电池最低电压、最高电压电芯号和最低电压电芯号；当发生动力电池系统高温故障时，车辆状态信息包括整车状态、电池系统状态、单体电池最高温度、单体电池最低温度、最高电压电芯号和最低电压电芯号。
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