纯电动客车的故障诊断方法研究

刘兆鑫 齐洪磊

中通客车控股股份有限公司 山东 聊城 252000

1 纯电动客车故障概述

1.1 纯电动客车系统结构组成

纯电动客车的电子系统主要包括电机控制系统，电池管理系统，高压附件系统，仪表控制系统及其他附件系统。驱动系统是纯电动客车的动力源，它由电机、电机控制器和各种检测传感器组成，其任务是在驾驶员的控制下，高效率地将蓄电池的电量转化为整车的动能，或者将车轮的动能反馈到动力电池中纯电动客车复杂的电子控制系统，使得故障诊断和维修难度增加。制定一个完善的故障诊断方法可以有效的提高车辆调试和维修效率，降低整车开发与维护成本。

图1 纯电池子系统构成示意图

1.2 纯电动客车故障分类

本文以整车控制器为核心，对故障类型进行分类，再根据不同的故障类型进行响应处理，制定完善的故障检测和处理策略，从而达到发现故障，解决故障的目的。具体故障检测及处理策略分类如下：（1）整车系统故障。（2）整车CAN通讯故障。（3）整车控制器故障。（4）其它零部件故障。

2 纯电动客车主要的故障现象分析及处理

纯电动客车的主要故障现象分为三种，第一种为高压无法正常上电。在通常环境下，人体能够承受的安全最低电压为36V（DC）。由于纯电动客车动力电池包的高电压，因此纯电动客车的绝缘监测是所有电动客车控制上电的第一步。针对绝缘故障常见的影响因素包含电池包内部电解液出现泄漏，绝缘层破坏以及电池模组内部由于振动冲击而导致绝缘失效等情况。纯电动客车的绝缘检测是电动客车的第一道保护，高压互锁装置则是纯电动客车的第二道保护。在车辆绝缘正常的情况下，如若出现高压互锁断路现象，车辆依旧无法上高压电。高压互锁回路分为两种形式：第一种：每个高压部件上安装独立监测器负责监控高压互锁信号，只有当所有高压互锁信号正常是才允许整车上高压。第二种形式为所有高压部件的高压线相互并联，并将所有高压监测器连接组成一个回路，只有当检测器正常接收到高压互锁信号是才允许整车上高压。以中通客车N8的高压互锁为例，该车的高压互锁回路主要由电池管理系统、动力电池包、四合一（VTOG）和空调加热器（PTC）组成，主要涉及到插接器为电池管理系统（BMS）的BK45（A）和BK45（B）。当出现高压互锁故障时，检测的思路主要以先总体后分段的思路，即可拔下电池管理系统插接器，用万用表电阻档测量BK45（A）/1与BK45（B）/7端子之间的电阻值，正常的电阻值应该小于1Ω，如果实测值为∞，则可以考虑高压互锁中存在断路。进而分为两条之路进行电阻检测，缩小范围，直至查到断路之处。

当车辆绝缘和高压互锁装置都正常的情况下，用钥匙启动，将激活整车控制系统并给继电器提供电源。当客车无法上高压电时，需要借助车用诊断仪对故障码进行查询并读取相关重要的数据流。常见的仪表故障包含仪表的电源故障及仪表的线路故障，通过电路图对仪表的电源及线路进行排查，明确故障原因并修理。若仪表能正常工作，则可排除仪表问题，通过诊断仪读取相应的模块信号。若高压配电箱的各相关部件都正常，但是车辆仍然无法上高压电，则可进一步查询是否继电器出现故障。

纯电动客车的第二种故障主要是车辆无法正常充电的现象。车辆充电包括交流慢充和直流快充。车辆直流快充的控制逻辑主要是整车控制器检测充电控制确认线是否接通，进而判断快充枪与车辆的连接是否正常，如果连接异常，则不会启动快充继电器；连接正常，则进一步检测搭铁线与快充唤醒线之间的电压，当电压不处于标准值时（标准电压通常为12V），将不启动快充继电器；电压正常时，整车控制器将唤醒电源管理系统的快充模式。

纯电动客车的第三种故障主要是车辆不能正常行驶的现象。纯电动车辆的行驶主要是整车控制器自检所有部件状态，部件全部正常情况下通过接收油门踏板与制动踏板的信息来识别驾驶员的意图，进而控制电机进行驱动、倒车和制动。当车辆不能正常行驶时，要针对纯电动客车正常驱动的保护逻辑进行入手检测，首先检测整车各部件通讯是否正常可通过检测工具对各部件的CAN网络节点记性检测，然后检测整车控制器接收到的后仓门、油门与制动踏板信号是否正常，在正常的情况下检查整车制动气压是否足够、助力转向是否正常工作、电池可用放电功率是否足够，电机系统低压旋变线连接是否正常。

3 结束语

相较于传统客车来说，纯电动客车正由机械属性向电子属性进行转变，其电子集成度与复杂度相比常规客户大幅增加，各种可能出现的情况都会对纯电动客车造成影响，造成纯电动客车的故障原因比较复杂，常规客车的故障排查手段并不适用于纯电动客车，排除故障较为困难，完善的纯电动客车故障诊断方法，与故障播报处理体系对于纯电动客车的发展越来越重要。