CN115782589A - 一种电动汽车动力域的故障诊断方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种电动汽车动力域的故障诊断方法，故障等级根据故障的危害程度划分三个等级，危害有大到小依次为一级故障、二级故障、三级故障；对于动力域中的控制单元的进行故障监测，并对监测到的故障判断故障等级；根据故障等级和故障部位，按照预设故障处理策略执行。本发明故障检测周期、条件、确认恢复条件、处理方式中涉及的具体参数和报文ID等，可根据不同车型进行调整或标定，仪表显示策略为方向性定义，应根据各项目仪表显示差异调整细化。
Description
技术领域
本发明涉及新能源汽车整车动力域系统，尤其涉及对电机、电池故障的诊断方法。
背景技术
随着新能源汽车越来越普及，由于新能源汽车的电气架构与传统的燃油车有较大的不同，故障处理方式也会有较大的差异。而新能源汽车的电气架构中动力域部分承载着整车动力输出以及安全方面的任务，因为对于故障的处理方法是目前行业内重点关注的方向。
目前为了保证电动汽车的安全性，一般都会具有故障诊断系统，例如公开号为CN109986967A，公开日为2019年7月9日，专利名称为《一种电动汽车动力电池的均衡电路的故障诊断系统和方法》的公开文献，公开了一种电动汽车动力电池的均衡电路的故障诊断系统和方法，所述系统包括：电路开关单元，其用于选择电动汽车动力电池的第k节电池单体对应的部分均衡电路，并控制所述部分均衡电路中的控制开关Sk的断开或者闭合，其中，所述部分均衡电路还包括均衡电阻Rk；温度采集单元，其用于在电路开关单元确定进行故障诊断的部分均衡电路后，采集所述部分均衡电路中的均衡电阻Rk附近的不同时刻的温度值；电路故障确定单元，其用于根据温度采集单元采集的不同时刻的温度值，确定所选择的电池单体对应的部分均衡电路的运行状态。
类似的故障诊断均存在系统性不强，处理和判断逻辑不清晰的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是实现一种更加系统、合理的对电动汽车动力域方面进行诊断的方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种电动汽车动力域的故障诊断方法：
故障等级根据故障的危害程度划分三个等级，危害有大到小依次为一级故障、二级故障、三级故障；
对于动力域中的控制单元的进行故障监测，并对监测到的故障判断故障等级；
根据故障等级和故障部位，按照预设故障处理策略执行。
所述故障监测包括BMS通讯故障诊断：
检测周期：20ms；
故障检测条件：单次低压上电时刻，延时600ms检测，但当低压上电周期有过快换信号，或者有落锁故障时不检测，则不再检测该故障；
故障确认条件：连续2S未接收到BMS关键报文；
故障恢复条件：收到BMS关键报文；
故障处理方式：二级故障，整车限功率处理，仪表点亮并报警音二级。
所述故障监测包括MCU通讯故障诊断：
检测周期：20ms；
故障检测条件：单次低压上电时刻，延时600ms检测；
故障确认条件：2s内未接收到MCU关键报文；
故障恢复条件：低压重新上电；
故障处理方式：二级故障，整车进入零转矩工况，仪表点亮并报警音二级。
所述故障监测包括DCDC通讯故障诊断：
检测周期：100ms；
故障检测条件：动力电机工作中；
故障确认条件：连续2s内未接收到DCDC关键报文；
故障恢复条件：收到DCDC关键报文；
故障处理方式：记录DTC。
所述故障监测包括档位故障诊断：
检测周期：10ms；
故障检测条件：档位处于倒挡或前进挡；
故障确认条件：档位组合电平逻辑值不满足预设标准；
故障恢复条件：低压重新上电；
故障处理方式：三级故障，当前车速≥5kph时，仪表显示上一可识别物理档位，策略档位保持不变，不响应换档机构新的输入请求，当前车速＜5kph时，仪表显示上一可识别物理档位，档位指示灯闪，整车系统故障灯亮，报警音三级，策略档位认为N档。
所述故障监测包括加速踏板信号错误诊断：
检测周期：10ms；
故障检测条件：油门踏板被踩踏时；
故障确认条件：油门踏板两路信号中任一路超出上、下限值，持续200ms；
故障恢复条件：低压重新上电；
故障处理方式：三级故障，仪表点亮报警音三级，进入跛行工况。
所述故障监测包括加速踏板信号校验错误诊断：
检测周期：10ms；
故障检测条件：油门踏板被踩踏时，当加速踏板信号错误时不检测；
故障确认条件：两路油门踏板信号开度差值超出阈值且持续250ms；
故障恢复条件：低压重新上电；
故障处理方式：三级故障，仪表点亮报警音三级，进入跛行工况。
所述一级故障的一级报警音：持续鸣叫到下电或长按预设按键；
所述二级故障的二级报警音：间歇鸣叫10S；
所述三级故障的三级报警音：1-3秒提示声。
当电池母线电流小于10A或上报时间达到累计600ms，执行高压下电。
本发明故障检测周期、条件、确认恢复条件、处理方式中涉及的具体参数和报文ID等，可根据不同车型进行调整或标定，仪表显示策略为方向性定义，应根据各项目仪表显示差异调整细化。
附图说明
下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容作简要说明：
图1为新能源汽车动力域的故障诊断方法流程图；
图2为新能源汽车动力域的故障诊断方法的系统架构。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
新能源汽车动力域的故障诊断方法主要是对控制器内部自检、输入信号检测、输出信号检测、网络故障检测、电源监控以及系统性检测等。故障检测周期、条件、确认恢复条件、处理方式中涉及的具体参数和报文ID等，可根据不同车型进行调整或标定。仪表显示策略为方向性定义，应根据各项目仪表显示差异调整细化。
主要包含以下步骤：
S1，整车故障等级根据故障的危害程度的等级划分；整车故障等级根据故障的危害程度分为三级。分别为一级故障，紧急故障；二级故障，一般故障；三级故障，轻微故障。
一级故障：
紧急故障。行车过程中可能会造成整车出现安全事故如起火、爆炸、触电等，严重危害人身安全，必须立即进行高压下电处理；
二级故障：
一般故障。导致整车输出功率受限的故障,影响车辆正常行驶。或者影响车辆高压上电的故障；
三级故障：
轻微故障。车辆动力性不受影响,不需要立即进行处理的故障；
S2，对于动力域中的VCU，BMS，MCU，DCDC等控制单元的故障判断方法；动力域中的控制单元判断故障的类型、判断故障的周期、判断故障的确认条件、此故障出现后的处理方法等。
S3，整车故障等级对扭矩处理的影响及故障提醒策略，故障出现是对动力域的扭矩处理的影响以及故障出现时如何对驾驶员进行提醒。
下面对各个故障分析如下：
1、BMS通讯故障
检测周期：20ms；
故障检测条件：1、单次低压上电时刻，首次STATE11或STATE81或STATE141，开始延时600ms检测；2、STATE11-47，STATE81-127，STATE141-187；3、有快换信号时不检测，且只要一次低压上电周期有过快换信号，不再检测该故障；4、有落锁故障时不检测。
故障确认条件：连续2S未接收到BMS关键报文(0x450)；
故障恢复条件：接收到报文即恢复；
故障处理方式：1.行车工况state30，整车限功率处理(延时8s)(P＝10kw可标)，仪表点亮MIL，报警音二级；
可能导致故障的原因：1.电磁干扰；2.电池管理系统故障；3.电池管理系统节点线束故障；
故障可能造成的影响：无法接收到电池管理系统报文；可能导致无法高压上电；造成BCU自检超时下电；
建议的维修措施：1.检查线束和接插件；2.更换部件；
VCU应继续计算可用容量，仪表续驶里程的显示应根据估算的母线电流继续计算(估算时应考虑偏差)。若估算电流无效，则续驶里程＝上周期续驶里程-K*实际行驶距离。(1<K)
2、MCU通讯故障：
检测周期：20ms；
故障检测条件：1、单次低压上电时刻，首次STATE11或STATE81或STATE141，开始延时600ms检测；2、STATE11-47，STATE81-127，STATE141-187；
故障确认条件：2s内未接收到MCU关键报文(0x430)；
故障恢复条件：低压重新上电；
故障处理方式：1、STATE30，仪表点亮MIL灯,报警音二级，整车进入零转矩工况(延时8s)；2.车速参考ABS、ESP；
可能导致故障的原因：1、电磁干扰；2、CAN接收器无法正常工作；3、电机控制器CAN发送异常；
故障可能造成的影响无法高压上电或车辆行驶中无法接收到电机工作状态；造成高压自检状态超时下电；
建议的维修措施：断开蓄电池的连接一分钟后，检测终端电阻阻值是否60Ω±5Ω，若异常则检查各控制器电阻匹配和线束；分别测量CAN_H和CAN_L两路信号，排查信号对电源、对地等短路情况；排查电磁干扰的影响；更换控制器；
3、DCDC通讯故障：
检测周期：100ms；
故障检测条件：STATE30；
故障确认条件：连续2s内未接收到DCDC关键报文(0x520)；
故障恢复条件：接收到报文即恢复；
故障处理方式：记录DTC；
可能导致故障的原因：1.电磁干扰；2.DCDC系统故障；3.DCDC系统线束故障；
故障可能造成的影响：无法接收到DCDC系统报文；
建议的维修措施：1.检查线束和接插件；2.更换部件；
4、档位故障：
检测周期：10ms；
故障检测条件：STATE11-30&&ON档有效；
故障确认条件：档位组合电平SW1-SW4逻辑值不满足D:[0101]、N:[1001]、R:[1100]、E[0110]，持续Ts或者档位信号SW1-SW4电平信号>＝4.95V或<＝0.05V(若存在中间状态电平则此电平也认为合理组合)，持续Ts或者SW1-SW4电平不在高、低有效判断区间，持续Ts；
故障恢复条件：低压重新上电；
故障处理方式：1、当前车速>＝5kph时，1)仪表显示上一可识别物理档位；2)策略档位保持不变，不响应换档机构新的输入请求；2、当前车速<5kph时，1)仪表显示上一可识别物理档位，档位指示灯闪，整车系统故障灯亮，报警音三级；2)策略档位认为N档；
可能导致故障的原因：1、接插件锈蚀；2、线束断开或接插件未插；3、线路老化或短路；
故障可能造成的影响：无法正确识别当前档位，影响车辆行驶安全性；
建议的维修措施：1、检查线束和接插件；2、更换部件；
5、加速踏板信号错误：
检测周期：10ms；
故障检测条件：STATE11-48，STATE81-128，STATE141-188，延时Ts检测；
故障确认条件：油门踏板两路信号中任一路超出上、下限值(APS1:0.5V-4.95V；APS2:0.2V-2.5V)，持续200ms；
故障恢复条件：低压重新上电；
故障处理方式：若STATE30，进入跛行工况，仪表点亮MIL灯，报警音三级；
可能导致故障的原因：1、接插件锈蚀；2、线束断开或接插件未插；3、线路老化或短路；
故障可能造成的影响：无法正确识别当前油门踏板开度，影响车辆行驶安全性；
建议的维修措施：1、检查线束和接插件；2、更换部件；
6、加速踏板信号校验错误：
检测周期：10ms；
故障检测条件：STATE11-48，STATE81-128，STATE141-188，延时Ts检测；，当加速踏板信号错误时不检测；
故障确认条件：两路油门踏板信号开度差值超出阈值(10％可标)且持续250ms；
故障恢复条件：低压重新上电；
故障处理方式：若STATE30，进入跛行工况，仪表点亮MIL灯，报警音三级；
可能导致故障的原因：1.接插件锈蚀；2.线束断开或接插件未插；3.线路老化或短路；
故障可能造成的影响：无法正确识别当前油门踏板开度，影响车辆行驶安全性；
建议的维修措施：1、检查线束和接插件；2、更换部件。
故障对动力输出有以下几种影响：
1)立即高压下电。电池母线电流小于10A或上报时间达到累计600ms，执行高压下电；
2)延时高压下电；
3)零转矩；
4)跛行；
5)降功率输出；
6)仪表对故障的提示；
声音报警具有三级报警音。
一级报警音：持续鸣叫到下电或通过长按按钮B可清除报警音；
二级报警音：间歇鸣叫(响一秒停一秒)10S；
三级报警音：声音类型为“叮咚”。“叮”频率为488Hz，“咚”频率为600Hz，提示一声即停。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种电动汽车动力域的故障诊断方法，其特征在于：
故障等级根据故障的危害程度划分三个等级，危害有大到小依次为一级故障、二级故障、三级故障；
对于动力域中的控制单元的进行故障监测，并对监测到的故障判断故障等级；
根据故障等级和故障部位，按照预设故障处理策略执行。
2.根据权利要求1所述电动汽车动力域的故障诊断方法，其特征在于，所述故障监测包括BMS通讯故障诊断：
检测周期：20ms；
故障检测条件：单次低压上电时刻，延时600ms检测，但当低压上电周期有过快换信号，或者有落锁故障时不检测，则不再检测该故障；
故障确认条件：连续2S未接收到BMS关键报文；
故障恢复条件：收到BMS关键报文；
故障处理方式：二级故障，整车限功率处理，仪表点亮并报警音二级。
3.根据权利要求1所述电动汽车动力域的故障诊断方法，其特征在于，所述故障监测包括MCU通讯故障诊断：
检测周期：20ms；
故障检测条件：单次低压上电时刻，延时600ms检测；
故障确认条件：2s内未接收到MCU关键报文；
故障恢复条件：低压重新上电；
故障处理方式：二级故障，整车进入零转矩工况，仪表点亮并报警音二级。
4.根据权利要求1所述电动汽车动力域的故障诊断方法，其特征在于，所述故障监测包括DCDC通讯故障诊断：
检测周期：100ms；
故障检测条件：动力电机工作中；
故障确认条件：连续2s内未接收到DCDC关键报文；
故障恢复条件：收到DCDC关键报文；
故障处理方式：记录DTC。
5.根据权利要求1所述电动汽车动力域的故障诊断方法，其特征在于，所述故障监测包括档位故障诊断：
检测周期：10ms；
故障检测条件：档位处于倒挡或前进挡；
故障确认条件：档位组合电平逻辑值不满足预设标准；
故障恢复条件：低压重新上电；
故障处理方式：三级故障，当前车速≥5kph时，仪表显示上一可识别物理档位，策略档位保持不变，不响应换档机构新的输入请求，当前车速＜5kph时，仪表显示上一可识别物理档位，档位指示灯闪，整车系统故障灯亮，报警音三级，策略档位认为N档。
6.根据权利要求1所述电动汽车动力域的故障诊断方法，其特征在于，所述故障监测包括加速踏板信号错误诊断：
检测周期：10ms；
故障检测条件：油门踏板被踩踏时；
故障确认条件：油门踏板两路信号中任一路超出上、下限值，持续200ms；
故障恢复条件：低压重新上电；
故障处理方式：三级故障，仪表点亮报警音三级，进入跛行工况。
7.根据权利要求1所述电动汽车动力域的故障诊断方法，其特征在于，所述故障监测包括加速踏板信号校验错误诊断：
检测周期：10ms；
故障检测条件：油门踏板被踩踏时，当加速踏板信号错误时不检测；
故障确认条件：两路油门踏板信号开度差值超出阈值且持续250ms；
故障恢复条件：低压重新上电；
故障处理方式：三级故障，仪表点亮报警音三级，进入跛行工况。
8.根据权利要求1-7中任一所述电动汽车动力域的故障诊断方法，其特征在于：
所述一级故障的一级报警音：持续鸣叫到下电或长按预设按键；
所述二级故障的二级报警音：间歇鸣叫10S；
所述三级故障的三级报警音：1-3秒提示声。
9.根据权利要求1所述电动汽车动力域的故障诊断方法，其特征在于，当电池母线电流小于10A或上报时间达到累计600ms，执行高压下电。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211598618.3A CN115782589A (zh) | 2022-12-12 | 2022-12-12 | 一种电动汽车动力域的故障诊断方法 |
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| CN202211598618.3A CN115782589A (zh) | 2022-12-12 | 2022-12-12 | 一种电动汽车动力域的故障诊断方法 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN115782589A true CN115782589A (zh) | 2023-03-14 |
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| CN (1) | CN115782589A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116257039A (zh) * | 2023-05-16 | 2023-06-13 | 江西五十铃汽车有限公司 | 基于大数据的车辆故障诊断分级处理方法和程序产品 |
-
2022
- 2022-12-12 CN CN202211598618.3A patent/CN115782589A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116257039A (zh) * | 2023-05-16 | 2023-06-13 | 江西五十铃汽车有限公司 | 基于大数据的车辆故障诊断分级处理方法和程序产品 |
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