混合動(dòng)力電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的故障診斷研究

摘

要汽車已成為人們?nèi)粘Ｉ詈蜕a(chǎn)的不可分割的工具在許多傳統(tǒng)汽車排放導(dǎo)致空氣質(zhì)量惡化，所需石油資源日益稀缺的情況下，各種新能源汽車出現(xiàn)了，混合動(dòng)力汽車就是其中之一?；旌蟿?dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的工作是混合動(dòng)力車輛正常行駛的關(guān)鍵。因此，當(dāng)混合動(dòng)力車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)存在問(wèn)題時(shí)，如何準(zhǔn)確可靠地對(duì)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行故障排除是為了確?；旌蟿?dòng)力車輛的正常運(yùn)行。主要技術(shù)。在混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障診斷研究的應(yīng)用中，電動(dòng)機(jī)、電池和電子控制系統(tǒng)三方面的故障是本文的主要研究重點(diǎn)。在電池故障診斷方法中，分析故障模式和電池故障原因電機(jī)故障診斷方法中電機(jī)結(jié)構(gòu)診斷電機(jī)故障在電子控制系統(tǒng)故障診斷中，描述了一些消除電子控制故障的方法結(jié)果足以說(shuō)明混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的故障診斷可以從電機(jī)，電池和電子控制三個(gè)方面進(jìn)行診斷。關(guān)鍵詞：混合動(dòng)力電動(dòng)汽車

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

故障診斷

AbstractAutomobilehasbecomeaninalienabletoolfordailylifeandHybridareoneofvehicleshavecomeintointheofthequalitytheofoilreliablesystemofhybridelectricistooperationofhybridTherefore,whenareproblemsinthedriveofhybridvehicles,reliablytroubleshootthedriveistoensureofthehybridtechnology.Inapplicationoffaultofhybridelectricdrivethemainofthispaperistheofthreeofmotor,Inmethod,thefailuremodecauseofbatteryfailureanalyzed.Inthemethodofmotorfaultdiagnosis,thefaultdiagnosedbymotorInfaultofthecontrolsometheelectroniccontrolfaultdescribed.thatfaultofhybriddrivesystemcanfromthreeaspects:motor,electroniccontrol.Keywords:HybridElectricSystemFaultDiagnosis

目

錄摘

要...................................................................IAbstract................................................................目

錄...................................................................31.論...................................................................61.1題的背及意....................................................1.2障診斷概述......................................................61.2.1故障診斷的含義和任務(wù)............................................1.2.2故障診斷技術(shù)的主要方法..........................................1.2.3故障診斷技術(shù)的發(fā)展..............................................1.3合動(dòng)力動(dòng)汽故障診技術(shù)........................................81.4本文主要的研究?jī)?nèi)容................................................2.動(dòng)汽車驅(qū)系統(tǒng)組與工作原理........................................2.2動(dòng)系統(tǒng)構(gòu).......................................................2.3動(dòng)系統(tǒng)作原...................................................102.4動(dòng)系統(tǒng)障診的必要...........................................113.動(dòng)汽車驅(qū)系統(tǒng)故診斷方法..........................................113.1電池的障診斷....................................................113.1.1電動(dòng)汽車電池的系統(tǒng)分析.........................................3.1.2電池故障分析...................................................3.2電機(jī)的障診斷....................................................173.2.1混合動(dòng)力電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)分析...................................3.2.2混合動(dòng)力電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)故障診斷研究...........................183.3控的故診斷.....................................................3.3.1混合動(dòng)力電動(dòng)汽車電控系統(tǒng)分析...................................3.3.2混合動(dòng)力電動(dòng)汽車電控系統(tǒng)故障診斷研究...........................204田普銳斯動(dòng)系統(tǒng)障診斷...........................................20

4.1銳斯結(jié)組成.....................................................4.2銳斯電故障析.................................................224.2.1電池組容量下降故障診斷.........................................4.2.2電池組充電異常故障診斷.........................................4.2.3電池組放電電壓低故障診斷.......................................4.2.4電源系統(tǒng)局部高溫故障診斷.......................................4.3銳斯電故障析.................................................224.4銳斯電故障析.................................................235結(jié)..................................................................致

謝..................................................................參考文................................................................

1.緒論1.1選題的景及意義由于石油危機(jī)和人們對(duì)環(huán)境污染的危害性的關(guān)注電動(dòng)汽車的發(fā)展已成為一種趨勢(shì)。目前，由于車載電池各種性能的制約，電動(dòng)馬達(dá)與內(nèi)燃機(jī)相結(jié)合的混合動(dòng)力汽車已成為當(dāng)前的寵兒。對(duì)于小排量發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)通常可以在高效率，低排放的區(qū)域運(yùn)行，以提高能量轉(zhuǎn)換率。熙熙攘攘的城市地區(qū)可以關(guān)閉內(nèi)燃機(jī)，并僅靠電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，主要是為了減少燃料消耗并實(shí)現(xiàn)零排放?；旌蟿?dòng)力電動(dòng)汽車[1]

的關(guān)鍵是其汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，各種故障中，由于變頻器的原因，可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題。對(duì)于依賴驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來(lái)行駛的混合動(dòng)力汽車來(lái)說(shuō)，如果沒(méi)有監(jiān)控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的狀態(tài)，那么它的故障不僅會(huì)損壞自身，還會(huì)影響整個(gè)汽車系統(tǒng)的正常運(yùn)行而威脅到駕駛員個(gè)人的安全和財(cái)產(chǎn)此時(shí)診斷故障并進(jìn)行診斷非常重要。本文重點(diǎn)研究混合動(dòng)力電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的不同故障，重點(diǎn)研究其故障模式，診斷故障，補(bǔ)償和修復(fù)故障，確保車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，保持車輛的可靠性。1.2故障診的概述1.2.1故障斷含和務(wù)我們都知道，故障的診斷有兩種含義。一個(gè)是某些特殊儀器的旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備?！靶D(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)監(jiān)測(cè)儀”可用于檢測(cè)此類機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行情;另一個(gè)是通過(guò)電腦。系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)分析分析和判斷系統(tǒng)正常運(yùn)行，故障原因和故障程度等問(wèn)題，最后得出結(jié)論。設(shè)備故障診斷方法的研究是設(shè)備檢測(cè)與診斷技術(shù)的核心設(shè)備故障診斷技術(shù)根據(jù)不同的信號(hào)類型可分為振動(dòng)聲音診斷，溫度診斷，油液分析，頻譜分析等。隨著近年來(lái)人工智能技術(shù)的研究，使故障診斷漸漸向自動(dòng)化和智能化發(fā)展。專家系統(tǒng)可以通過(guò)人機(jī)對(duì)話準(zhǔn)確診斷各種常見(jiàn)故障，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有強(qiáng)大的并行計(jì)算能力，自學(xué)習(xí)功能和關(guān)聯(lián)功能適用于故障分類和模式識(shí)別。在某種意義上，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是基于比例的數(shù)值計(jì)算。他們有能力學(xué)習(xí)，但他們沒(méi)有解釋的能力。專家系統(tǒng)是一個(gè)基于符號(hào)的推理系統(tǒng)。知識(shí)獲取的困難存在缺點(diǎn)，但具有解釋功能的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和專家系統(tǒng)具有相輔相成的優(yōu)勢(shì)。在故障診斷方面，兩者的結(jié)合具有很好的前景[4]

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[”和1.2.2故障斷術(shù)主方隨著當(dāng)今故障診斷技術(shù)的發(fā)展，故障診斷專家提出了大量的診斷方法。根據(jù)國(guó)際故障診斷專家的理論，故障診斷的所有方法可以分為三種類型，即分析模型，信號(hào)處理和基于知識(shí)的方法。從國(guó)內(nèi)外有關(guān)資料的角度來(lái)看，線性系統(tǒng)故障診斷技術(shù)的研究已經(jīng)比較成熟。線性系統(tǒng)故障診斷主要由分析冗余指導(dǎo)。近年來(lái)，各國(guó)專家們不斷研究線性系統(tǒng)故障診斷技術(shù)，而且獲得了很多理論成果。但與其他較成熟的理論成果相比，其應(yīng)用研究需要緊迫的改進(jìn)。目前，非線性系統(tǒng)故障診斷技術(shù)的研究不斷加強(qiáng)，特別是控制理論，信號(hào)處理，人工智能等方法的發(fā)展，為非線性系統(tǒng)故障診斷的發(fā)展提供了豐富的理論依據(jù)。故障診斷和檢測(cè)技術(shù)起步較晚。20紀(jì)60年代，雖然有少量的檢測(cè)設(shè)備從國(guó)外進(jìn)口用于研究但由于各種原因技術(shù)發(fā)展緩慢近年來(lái)隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)汽車數(shù)量迅速增加，極大地促進(jìn)了汽車診斷和檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，成為國(guó)家“六五”重點(diǎn)推進(jìn)項(xiàng)目計(jì)劃“期間[基于解析模型的故障診斷方法的研究成果主要集中在線性系統(tǒng)深入研究非線性系統(tǒng)的故障診斷技術(shù)具有重要意義。強(qiáng)大的故障診斷也是研究的重點(diǎn)。盡管基于信號(hào)處理的故障診斷方法的發(fā)展比較完善，但對(duì)非線性系統(tǒng)的故障診斷的應(yīng)用仍然有限。小波變換技術(shù)是該方法中的熱門(mén)話題?；谥R(shí)的方法不需要系統(tǒng)的定量數(shù)學(xué)模型，因此對(duì)于復(fù)雜工業(yè)過(guò)程的研究具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。其中，近年來(lái)基于定性模型的方法得到了很大的發(fā)展。另外，隨著人工智能的發(fā)展，基于專家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障診斷方法的研究也在不斷深入。在故障診斷的理論研究和應(yīng)用技術(shù)中，對(duì)特定系統(tǒng)中特定故障的檢測(cè)，判斷和預(yù)測(cè)的研究已經(jīng)比較成熟。它主要分為以下兩個(gè)方面。該對(duì)象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)是已知的。判斷和預(yù)測(cè)所采用的方法基本上是基于序列概率法效空間法義似然法大似然法，狀態(tài)觀測(cè)器和濾波法的控制理論。后兩者一般用于非線性故障。在這種情況下，基于知

識(shí)的推理技術(shù)結(jié)合殘差分析技術(shù)的最先進(jìn)的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)估計(jì)和模式識(shí)別的技術(shù)是最常被用的。一旦系統(tǒng)故障被發(fā)現(xiàn)，下一步的診斷就是定位故障。這通常是診斷和檢查之間的區(qū)別之一。目前，故障定位主要基于基于知識(shí)推理的專家系統(tǒng)技術(shù)，基于控制理論的模式識(shí)別技術(shù)和模糊識(shí)別技術(shù)故障診斷系統(tǒng)與通用自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)和故障檢測(cè)裝置的區(qū)別在于可以實(shí)現(xiàn)故障機(jī)理分析和故障評(píng)估。目前大多數(shù)專家系統(tǒng)使用基于知識(shí)的推理障定位的研究還有許多成熟的技術(shù)和成功的應(yīng)用基于控制理論的方法，模糊模式識(shí)別技術(shù)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等?；谥R(shí)的推理技術(shù)在診斷技術(shù)領(lǐng)域最為活躍，特別是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用。它可以進(jìn)一步描述物體的結(jié)構(gòu)，參數(shù)和特性，特別是對(duì)于不確定物體和非線性物體。因此，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也廣泛用于各種智能應(yīng)用。觀測(cè)技術(shù)，小波變換技術(shù)等已經(jīng)越來(lái)越成熟。當(dāng)可以建立更準(zhǔn)確的診斷對(duì)象的數(shù)學(xué)模型時(shí)，基于分析模型的方法是優(yōu)選的方法。已經(jīng)證明基于觀測(cè)器的狀態(tài)估計(jì)方法等價(jià)于等價(jià)空間方法非線性系統(tǒng)故障診斷的難點(diǎn)在于系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型難以建立。相比之下，參數(shù)估計(jì)方法比狀態(tài)估計(jì)方法更適合于非線性系統(tǒng)，因?yàn)榉蔷€性系統(tǒng)的狀態(tài)觀測(cè)器的設(shè)計(jì)有很大困難。目前只研究一些特殊的非線性系統(tǒng)，常用的等效空間方法只適用于線性系統(tǒng)1.2.3故障斷術(shù)發(fā)我們都知道由分析冗余度主導(dǎo)的故障診斷技術(shù)最早是在世紀(jì)年代在美國(guó)發(fā)展起來(lái)的。麻省理工學(xué)院的胡子博士論文首先提出使用分析冗余而不是硬冗余，并組織系統(tǒng)本身以使系統(tǒng)閉環(huán)穩(wěn)定。通過(guò)比較觀察者的輸出以獲得系統(tǒng)故障信息，標(biāo)志著新技術(shù)的誕生。。中國(guó)于1980年開(kāi)始這項(xiàng)研究了很大的成就。過(guò)數(shù)十年的專家學(xué)者的努力，國(guó)際權(quán)威專家批準(zhǔn)了許多成果。本章前一節(jié)介紹了故障診斷的內(nèi)容，分類和方法，它們一般可以反映故障診斷技術(shù)的發(fā)展。隨著現(xiàn)代控制理論，人工智能模式識(shí)別和計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展，相關(guān)系統(tǒng)故障檢測(cè)與診斷技術(shù)也在發(fā)展之中。故障診斷領(lǐng)域的一個(gè)熱門(mén)理論問(wèn)題仍然是魯棒診斷問(wèn)題。特別是對(duì)于非線性系統(tǒng)，研究比線性系統(tǒng)少。深入研究非線性系統(tǒng)的故障診斷技術(shù)具有重要意義。

由于在故障診斷中，低階模型一般用于描述高階非線性對(duì)象，所以存在所謂的“非建模動(dòng)態(tài)差問(wèn)題誤會(huì)導(dǎo)致操作變量出現(xiàn)突變可能會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成較大的干擾?？赡軙?huì)在故障診斷系統(tǒng)中造成誤報(bào)。目前，如何降低運(yùn)行變量對(duì)故障診斷系統(tǒng)的影響也是一個(gè)需要解決的重要問(wèn)題。任何故障診斷方法的目的都是為了提高故障檢測(cè)率，降低誤報(bào)率和漏報(bào)率，推斷故障發(fā)生的準(zhǔn)確時(shí)間，并定位故障并估計(jì)故障大小。由于實(shí)際系統(tǒng)的復(fù)雜性，識(shí)別故障時(shí)間和識(shí)別故障位置非常困難。因此，故障分離問(wèn)題仍然是當(dāng)前的重要研究對(duì)象。1.3混合動(dòng)電動(dòng)汽車障診斷技在國(guó)外，現(xiàn)代汽車的診斷技術(shù)主要來(lái)自工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家。在20世紀(jì)年代末和70年代初，汽車診斷一般受到西方的重視，原因有三：）診斷的復(fù)雜性;2）缺乏維修人員;3）各國(guó)頒布新法律。強(qiáng)對(duì)車輛安全和污染的檢查。有兩種汽車故障診斷系統(tǒng)，一種安裝在車輛上并具有診斷功能，一種是專用車輛儀表板自診斷系統(tǒng)，另一種是需要在車外進(jìn)行測(cè)量的外部車輛儀器診斷系統(tǒng)。在世紀(jì)60年代和70年代，有一些特殊的檢測(cè)設(shè)備，如法國(guó)雷諾的診斷設(shè)備，德國(guó)的梅賽德斯奔馳診斷設(shè)備以及年通用汽車公司推出的M2SAR設(shè)備。診斷技術(shù)在六十年代占主導(dǎo)地位，七十年代。在二十世紀(jì)八十年代，車外診斷系統(tǒng)有了重大發(fā)展。年，通用汽車公司推CAMS系統(tǒng)，福特汽車公司推出SBDS診斷系統(tǒng)。在20世紀(jì)年代中期，隨著計(jì)算機(jī)的普及和人工智能技術(shù)的發(fā)展家們開(kāi)始討論汽車診斷的專家系統(tǒng)雷諾推出的系統(tǒng)，福特開(kāi)發(fā)的專家系統(tǒng)工具和加拿大太平洋鐵路公司。發(fā)展用于發(fā)動(dòng)機(jī)油分析的系統(tǒng)等。近年來(lái)助成熟的燃料型診斷技術(shù)動(dòng)汽車的汽車診斷技術(shù)得到了極大的發(fā)展。一方面是開(kāi)發(fā)一個(gè)功能齊全的車載診斷設(shè)備，另一方面是車外診斷系統(tǒng)，尤其是診斷專家系統(tǒng)特別關(guān)注[1.4本文主的研究?jī)?nèi)電動(dòng)車的研發(fā)對(duì)中國(guó)來(lái)說(shuō)意義更大。電動(dòng)汽車在國(guó)外已經(jīng)有很長(zhǎng)時(shí)間的研究。雖然電動(dòng)汽車在20世紀(jì)之前就已經(jīng)存在，但現(xiàn)代電動(dòng)汽車是全新的機(jī)器。它與傳統(tǒng)的電動(dòng)車完全不同。它不僅是一輛運(yùn)車輛而且是電動(dòng)車輛中的全新電氣設(shè)備系統(tǒng)概念，

設(shè)計(jì)技術(shù)，建模仿真，啟動(dòng)操作，動(dòng)力執(zhí)行器，動(dòng)力傳輸，動(dòng)力制動(dòng)，動(dòng)力控制以及這些動(dòng)力負(fù)載對(duì)配電系統(tǒng)，故障模式和汽車電子設(shè)備的適應(yīng)性。深入研究已經(jīng)進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行評(píng)估。本文從混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的電動(dòng)機(jī)，電池和電氣控制三個(gè)方面入手

：1.電池：對(duì)混合動(dòng)力汽車電池故障的研究主要來(lái)自電池故障，整體故障和電池管理系統(tǒng)故障分析。其具體的故障可能來(lái)自于電壓，溫度，絕緣，材料和網(wǎng)絡(luò)通訊故障等，并分別說(shuō)明故障現(xiàn)象，列出故障原因[2]。2.電機(jī)：就電機(jī)而言，本文以感應(yīng)電機(jī)為例，將故障分為致命性，嚴(yán)重性，一般性和次要四個(gè)故障級(jí)別根據(jù)故障級(jí)別列出了可能的故障位置析故障形式等后，根據(jù)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障的整體框圖，故障在電壓，電流和溫度方面進(jìn)行處理15]

。3.電子控制系統(tǒng)：本文主要參考幾種常規(guī)的電子控制系統(tǒng)故障診斷方法，對(duì)電子控制系統(tǒng)進(jìn)行診斷并說(shuō)明其相應(yīng)的故障現(xiàn)象和注意事項(xiàng)。4.豐田普銳斯驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的故障診斷從電池，電機(jī)和電子控制系統(tǒng)三方面進(jìn)行。2.電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組成與工作原理2.1電動(dòng)汽的定義根據(jù)國(guó)際機(jī)電委員會(huì)電動(dòng)汽車技術(shù)委員會(huì)的建議混合動(dòng)力電動(dòng)汽車由兩種或兩種以上的儲(chǔ)能裝置源或轉(zhuǎn)換器驅(qū)動(dòng)中至少一種能夠提供電能于混合電動(dòng)車輛。根據(jù)這個(gè)通用定義，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車有許多可能的形式，如汽油機(jī)和電池混合動(dòng)力，柴油機(jī)和電池混合動(dòng)力，電池和燃料電池混合動(dòng)力，電池和飛輪混合動(dòng)力，電池和超級(jí)電容混合動(dòng)力，電池和電池混合動(dòng)力等等。但是，這個(gè)定義令人困惑，很難讓人接受。目前，混合動(dòng)力燃料電池和電池通常被稱為燃料電池電動(dòng)車輛，混合動(dòng)力電池和電容器被用作超級(jí)電容器，輔助動(dòng)力電動(dòng)車輛等，并且混合動(dòng)力電動(dòng)車輛特別參考現(xiàn)有的內(nèi)燃機(jī)。機(jī)動(dòng)車輛。各種地面行駛輪式車輛必須克服滾動(dòng)阻力，空氣阻力，爬坡阻力和跑步時(shí)的加速阻力，以使車輛正常行駛。混合動(dòng)力汽車也不例外，但其動(dòng)力來(lái)源是多能源動(dòng)力總成[6]

。

2.2驅(qū)動(dòng)系結(jié)構(gòu)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是電動(dòng)車的核心他的任務(wù)是在駕駛員的控制下將電池的能量有效轉(zhuǎn)換為車輪的動(dòng)能，或者將車輪的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能并將其輸入電池。從功能角度來(lái)看，電動(dòng)汽車的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以分為兩大電氣和機(jī)械系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)部分屬于電氣系統(tǒng)。電氣系統(tǒng)由三個(gè)子系統(tǒng)組成：電動(dòng)機(jī)，電源轉(zhuǎn)換器和電子控制器。機(jī)械系統(tǒng)主要包括機(jī)械傳動(dòng)和車輪。電氣和機(jī)械系統(tǒng)的邊界形成電機(jī)的氣隙，并用于完成電機(jī)的能量轉(zhuǎn)換。電子控制器分為三個(gè)功能單元：傳感器，中間連接電路和處理器。傳感器將測(cè)量數(shù)據(jù)（如電流，電壓，溫度，速度，轉(zhuǎn)矩和電磁通量）轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，通過(guò)連接電路將電信號(hào)調(diào)整為適當(dāng)值，然后將其輸入處理器。處理器的輸入信號(hào)通常由中間電路放大以驅(qū)動(dòng)功率轉(zhuǎn)換器的半導(dǎo)體元件。在驅(qū)動(dòng)和能量再生期間，能量源和電機(jī)之間的能量流由電力轉(zhuǎn)換器調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)和車輪通過(guò)可選的機(jī)械傳動(dòng)裝置連接由于電機(jī)也可以直接安裝在車輪上，所以它直接由電動(dòng)車輪驅(qū)動(dòng)[1]

。2.3驅(qū)動(dòng)系工作原理驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)際上通過(guò)電力電子電路的反轉(zhuǎn)來(lái)調(diào)節(jié)電池的輸出電壓和電流來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)。同時(shí)，逆變器電路還必須確保電動(dòng)機(jī)在四個(gè)象限中運(yùn)行，以便在下坡充電和制動(dòng)時(shí)從電動(dòng)機(jī)回收能量以對(duì)電池充電。在過(guò)去的幾十年里，功率半導(dǎo)體器件技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。這些功率器件帶來(lái)了額定功率和性能的革命現(xiàn)有的功率器件中率二極管被用作自由開(kāi)關(guān)晶閘管，GTO，BJT，MOSFET等其他功率器件可從外部控制，高性能功率器件的研究仍在進(jìn)行中。電力轉(zhuǎn)換器技術(shù)通常隨著功率器件的發(fā)展而發(fā)展，以實(shí)現(xiàn)高功率密度，高效率，高可控性和高可靠性。電力轉(zhuǎn)換器可以是相同頻率AC-DC和AC-AC轉(zhuǎn)換器，不同頻率的AC-AC轉(zhuǎn)換器，DC-DC轉(zhuǎn)換器或DC-AC轉(zhuǎn)換器7]。逆變器通常分為電壓輸入類型和電流輸入類型由于模擬電流源需要大量電感元件，因此電流供電逆變器很少用于電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)器電壓輸入逆變器簡(jiǎn)單且能夠進(jìn)行雙向能量轉(zhuǎn)換，因此幾乎所有逆變器都用于電動(dòng)車輛。典型的三相全橋電壓輸入逆變器可以是方波，六步或脈寬調(diào)制波形，具體取決于他們的需要。例如，可以為永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)輸出方波，并且可以為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)輸出六步波形或脈寬調(diào)制波形。然而，六步波形由

于幅度不能直接控制，其諧波已被消除。脈寬調(diào)制波形的諧波是合適的，并且在速度控制期間其基本量和頻率平穩(wěn)地變化。2.4驅(qū)動(dòng)系故障診斷必要性如果電機(jī)是電動(dòng)汽車的“心臟”，那么電氣系統(tǒng)就是汽車的“血液”。隨著用于電動(dòng)車的電動(dòng)裝置數(shù)量的增加和電動(dòng)車的概念驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的可靠性除了電源的電源質(zhì)量之外?？删S護(hù)性和可測(cè)試性已成為人們關(guān)注的目標(biāo)。如果驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的任何故障無(wú)法及時(shí)檢測(cè)和糾正，故障可能會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大，導(dǎo)致上層系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生變化，導(dǎo)致功能故障，影響車輛的正常運(yùn)行，甚至危及安全[14]電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定運(yùn)行是車輛正常運(yùn)行的保證。因此，準(zhǔn)確，可靠并且快速校正驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是提高車輛運(yùn)行效率的有效方法。完整的測(cè)試可以減少未檢測(cè)到的故障的發(fā)生將故障診斷技術(shù)應(yīng)用于電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障檢測(cè)是維修措施改革的重要舉措。這是提高有效性和可靠性的重要條件。這是汽車的保證。操作安全，減輕維護(hù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高電動(dòng)汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力是重要因素12]。3.動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障診斷方法3.1電池的故障診斷3.1.1電動(dòng)車池系分動(dòng)力電池是電動(dòng)汽車的儲(chǔ)能裝置此對(duì)電動(dòng)汽車的整體性能影響很大。為了滿足純電動(dòng)車輛的整車性能，動(dòng)力電池需要具有高比能量，高比功率和高充放電。效率和更長(zhǎng)的壽命。酸鐵鋰電池具有壽命長(zhǎng)使用安全電流快速充放電耐高溫容量大，無(wú)記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，目前正在廣泛研究和應(yīng)用于純電動(dòng)乘用車和商用車動(dòng)力電池。電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池系統(tǒng)主要包括動(dòng)力電池本體，電池管理系統(tǒng)（）和諸如車載充電器和DC/DC轉(zhuǎn)換器之類的輔助模塊。電池管理系統(tǒng)（BMS）檢測(cè)電池組中每個(gè)單個(gè)電池的狀態(tài)。綜合計(jì)算后，判斷整個(gè)電池系統(tǒng)的充電狀態(tài)和健康狀態(tài)，并根據(jù)它們的狀態(tài)對(duì)動(dòng)力電池系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的控制調(diào)整和策略實(shí)施從而實(shí)現(xiàn)充放電管理動(dòng)力電池系統(tǒng)和每個(gè)單體。確保動(dòng)力電池系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。電池管理系統(tǒng)的基本功能可以分為四個(gè)方面：檢測(cè)，計(jì)算，管理和保護(hù)。具體包括數(shù)據(jù)采集，狀態(tài)監(jiān)測(cè)，平衡

控制，散熱管理，安全保護(hù)和信息管理等功能。動(dòng)力電池管理系統(tǒng)由硬件和軟件組成。硬件可以分為兩部分：主控模塊和從控制模塊。數(shù)據(jù)采集單元（采集模塊），中央處理單元（主控模塊），顯示單元和均衡單元檢測(cè)模塊（電流傳感器，電壓傳感器，溫度傳感器），泄漏檢測(cè)和控制組件（熔斷器件和繼電器）。中央處理單元由高壓控制回路和主控制板組成組成，數(shù)據(jù)采集單元由溫度采集模塊，電壓采集模塊等組成。一般采用CAN現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)實(shí)現(xiàn)互信息通信;軟件包括控制策略，實(shí)現(xiàn)控制策略的底層操作系統(tǒng)和實(shí)現(xiàn)檢測(cè)，操作和判斷的應(yīng)用程序[在電動(dòng)汽車啟動(dòng)，加速和爬坡的操作條件下，動(dòng)力電池通過(guò)放電對(duì)電池管理系統(tǒng)（BMS）接收的車輛控制單元VCU）的指令作出響應(yīng)，并為電力提供高電壓能量電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng);當(dāng)滿足動(dòng)態(tài)能量回饋條件時(shí)，動(dòng)力電池反向充電，為動(dòng)力電機(jī)制動(dòng)產(chǎn)生的反向高壓提供放電回路。當(dāng)車載低壓輔助電源不足時(shí)，動(dòng)力電池通過(guò)/模塊為車載低壓輔助電源充電。同時(shí)，當(dāng)電池電量不足時(shí)，電池管理系統(tǒng)（）通過(guò)總線與充電器控制器（ONC）進(jìn)行通信，以完成動(dòng)力電池的外部電源充電。3.1.2電池障析電池故障是指各種子系統(tǒng)（如電池組，高壓電路或熱管理，網(wǎng)絡(luò)故障以及各種控制器硬件和軟件）中的傳感器故障和執(zhí)行器故障（例如接觸器，風(fēng)扇，泵，加熱器等）故障。電池本身故障是指過(guò)電壓（過(guò)充電），欠壓（過(guò)放電），過(guò)電流，超高溫，內(nèi)部短路故障，連接器松動(dòng)，電解液泄漏以及絕緣降低。本文主要以磷酸鐵鋰電池為例，為了便于電池管理和車輛控制池故障一般分為兩級(jí)級(jí)故障和二級(jí)故障下表所示：故障等級(jí)Ⅰ級(jí)故障Ⅱ級(jí)故障

故障影響不影響整車運(yùn)行，但可能導(dǎo)致其他故障發(fā)生，影響電池壽命影響整車運(yùn)行，可能出現(xiàn)安全問(wèn)題電池故障等級(jí)（1）電池單體故障根據(jù)磷酸鐵鋰電池的充放電特性電動(dòng)汽車實(shí)際驅(qū)動(dòng)充電過(guò)程中的動(dòng)力電池單元一般具有單體電壓溫或低溫以及過(guò)充電和放電電流具體的故障現(xiàn)象如下表所示顯示：

故障名稱

故障現(xiàn)象

故障原因

磷酸單體電壓過(guò)高單體電壓過(guò)低單體溫度過(guò)高

單體電壓超出極限值單體電壓低于規(guī)定值單體溫度超出極限值

電池過(guò)沖，或保護(hù)板過(guò)壓檢測(cè)模塊失效電池過(guò)訪，或保護(hù)板欠壓檢測(cè)模塊失效電池過(guò)沖，散熱不良，或保護(hù)板過(guò)溫檢測(cè)模塊失效

鐵鋰電池單體故障單體溫度過(guò)低充電電流過(guò)大

單體溫度低于規(guī)定值充電電流超出極限值

環(huán)境溫度低電池虧電嚴(yán)重或充電電流與電池不匹配動(dòng)放電電流過(guò)大

放電電流超出極限值

爬坡

力電池單體故障判定條件和恢復(fù)條件一般設(shè)計(jì)為具有一定的差值，是為了防止電壓、溫度和電流波動(dòng)導(dǎo)致的故障誤清除，確保了故障診斷的魯棒性；也提高了動(dòng)力電池的安全性。（2）電池整體故障同樣的，電池模塊整體的故障如下表所示：故障名稱單體溫度差異大單體電壓差異大

故障現(xiàn)象電池模塊內(nèi)單體最高溫度和最低溫度差值超過(guò)規(guī)定值電池模塊內(nèi)單體最高電

故障原因某個(gè)或幾個(gè)單體失效，或溫度均衡模塊失效某個(gè)或幾個(gè)單體失效，或

電池總壓高電池總壓低絕緣過(guò)低

壓和最低溫度差值超過(guò)規(guī)定值動(dòng)力電池電壓電壓超過(guò)極限電壓動(dòng)力電池電壓低于規(guī)定值絕緣電阻低于規(guī)定值

電壓均衡模塊失效動(dòng)力電池過(guò)充或車下長(zhǎng)坡動(dòng)力電池過(guò)放，虧電線纜受潮，或老化破損電池電量低

動(dòng)力電池SOC低于規(guī)定值電池模塊整體故障

動(dòng)力電池過(guò)放，虧電如果單體溫（或電壓長(zhǎng)時(shí)間過(guò)大則電池模塊中單個(gè)電池的壽命將會(huì)相對(duì)較長(zhǎng)，并且當(dāng)壽命最短的電池單元發(fā)生故障時(shí)，整個(gè)電池模塊將不得不被替換，這是極易浪費(fèi)的。電池模塊電壓和溫度差都是I類故障。池管理系統(tǒng)向車輛控制器發(fā)送警報(bào)信號(hào)。高電池總電壓和低絕緣電阻是II類故障。（3）高壓電回路故障圖表故障名稱

故障現(xiàn)象預(yù)充電失敗高壓互鎖異常碰撞開(kāi)關(guān)異常

預(yù)充電1s后電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)輸入側(cè)電壓仍然達(dá)不到動(dòng)力電池總電壓的高壓互鎖異常信號(hào)使能硬線數(shù)據(jù)和CAN總線數(shù)據(jù)不一致

主接觸器粘連故障（4）電池管理系統(tǒng)故障

主接觸器反饋信號(hào)異常電池管理系統(tǒng)[障為CAN網(wǎng)絡(luò)通信故障和其它故障管理系統(tǒng)故障分類如下圖：其它故障主要指電池管理系統(tǒng)主板故障：如芯片最小系統(tǒng)晶振不起振，主板電源電壓紋波大、欠\過(guò)壓，傳感器信號(hào)線搭鐵等等。該類故障為單片機(jī)主板通用故障，不是動(dòng)力電池特有的故障。電池管理系統(tǒng)故障診斷主要有以下幾種方法：①.觀察法當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生通訊中斷或控制異常時(shí)觀察系統(tǒng)各個(gè)模塊是否有報(bào)警顯示屏上是否有報(bào)警圖標(biāo),再針對(duì)得出的現(xiàn)象一一排查。②.故障復(fù)現(xiàn)法車輛在不同的條件下出現(xiàn)的故障是不同的在條件允許的情況下,盡可能在相同條件下讓故障復(fù)現(xiàn),進(jìn)行確認(rèn)。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生類似干擾現(xiàn)象時(shí)應(yīng)逐個(gè)去除系統(tǒng)中的各個(gè)部件來(lái)判斷是哪個(gè)部分對(duì)系統(tǒng)造成影響。③.替換法

當(dāng)某個(gè)模塊出現(xiàn)溫度、電壓、控制等異常時(shí)調(diào)換相同串?dāng)?shù)的模塊位置,來(lái)診斷是模塊問(wèn)題還是線束問(wèn)題。④.數(shù)據(jù)分析法當(dāng)電池管理系統(tǒng)發(fā)生控制或相關(guān)故障時(shí)可對(duì)電池管理系統(tǒng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對(duì)CAN總線中的報(bào)文內(nèi)容進(jìn)行分析。電池管理系統(tǒng)常見(jiàn)故障分析：①系統(tǒng)供電后整個(gè)系統(tǒng)不工作：供電異常、線束短路或是斷路、無(wú)電壓輸出。故障診斷：檢查管理系統(tǒng)供電是否正常是否能達(dá)到管理系統(tǒng)要求的最低工作電壓看外部電源是否有限流設(shè)置,導(dǎo)致給管理系統(tǒng)的供電功率不足;檢查管理系統(tǒng)的線束是否有短路或是斷路,對(duì)線束進(jìn)行修改,使其工作正常外部供電和線束都正常,則查看管理系統(tǒng)中給整個(gè)系統(tǒng)供電的DCDC是否有電壓輸出如有異常可更換壞的模塊。②電池管理系統(tǒng)不能和通信：主控模塊未工作，CAN信號(hào)斷線。故障診斷查主控模塊的電源是否正常;檢查CAN信號(hào)傳輸線是否退針或插頭未插;監(jiān)聽(tīng)CAN端口數(shù)據(jù),是否能夠收到電池管理系統(tǒng)或者ECU數(shù)據(jù)信息。③電池管理系統(tǒng)和通信部穩(wěn)定：外部CAN總線匹配不良、總線分支過(guò)長(zhǎng)。故障診斷：檢測(cè)總線匹配電阻是否正確匹配位置是否正確,分支是否過(guò)長(zhǎng)。④電池管理系統(tǒng)內(nèi)部通信不穩(wěn)定：通信線插頭松動(dòng)、走線不規(guī)范。故障診斷測(cè)接線是否松動(dòng);檢測(cè)總線匹配電阻是否正確,匹配位置是否正確,分支是否過(guò)長(zhǎng)。⑤絕緣檢測(cè)報(bào)警：電池或驅(qū)動(dòng)器漏電、絕緣模塊檢測(cè)線接錯(cuò)。故障診斷：使用顯示模塊查看絕緣檢測(cè)數(shù)據(jù),查看電池母線電壓負(fù)母線對(duì)地電壓是否正常;使用絕緣搖表分別測(cè)量母線和驅(qū)動(dòng)器對(duì)地絕緣電阻。⑥電池電流數(shù)據(jù)錯(cuò)誤：霍爾信號(hào)線插頭松動(dòng)、霍爾傳感器損壞、采集模塊損壞。

故障診斷：重新拔插電流霍爾傳感器信號(hào)線檢查霍爾傳感器電源是否正常,信號(hào)輸出是否正常;更換采集模塊。⑦電池溫度過(guò)高或過(guò)低：散熱風(fēng)扇插頭松動(dòng)散熱風(fēng)扇故障,溫度探頭損壞。故障診斷新拔插風(fēng)扇插頭線給風(fēng)扇單獨(dú)供電,檢查風(fēng)扇是否正常檢查電池實(shí)際溫度是否過(guò)高或過(guò)低;測(cè)量溫度探頭內(nèi)阻。⑧不能使用充電機(jī)充電：充電機(jī)與電池管理系統(tǒng)通信不正常。故障診斷：更換一臺(tái)充電機(jī)或電池管理系統(tǒng)，以確認(rèn)是電池管理系統(tǒng)故障還是充電機(jī)故障;檢查電池管理系統(tǒng)充電端口的匹配電阻是否正常16]

。3.2電機(jī)的故障診斷3.2.1混合力動(dòng)車動(dòng)機(jī)析目前，混合動(dòng)力汽車電機(jī)要分為直流電機(jī)和交流電機(jī)。（1）直流電機(jī)目前，汽車用直流電機(jī)主要包括串勵(lì)直流電機(jī)和自激直流電機(jī)：串激液壓電機(jī)在低速時(shí)轉(zhuǎn)矩較高，高速轉(zhuǎn)矩特性為恒功率。激勵(lì)的直流電機(jī)可以單獨(dú)提供激勵(lì)。根據(jù)不同的行駛條件，電子控制器可以用來(lái)控制勵(lì)磁，從而提供大范圍的轉(zhuǎn)矩特性，以利于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制要求。優(yōu)點(diǎn)：直流電機(jī)可單獨(dú)控制勵(lì)磁和電樞，擴(kuò)大轉(zhuǎn)速范圍，便于實(shí)現(xiàn)再生制動(dòng)，控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單，調(diào)速方便，無(wú)需變頻裝置，因此廣泛應(yīng)用于早期電動(dòng)汽車今天使用。在一些電動(dòng)車中。缺點(diǎn)：直流電機(jī)效率低，體積和質(zhì)量都比較大。由于電刷和換向器的存在，電機(jī)的過(guò)載能力和性能進(jìn)一步受到限制。（1）交流感應(yīng)電機(jī)交流電機(jī)主要分為同步電機(jī)和異步電機(jī)兩種類型的電機(jī)共有的是定子鐵芯繞組。不同之處在于轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和繞組。交流電機(jī)比直流電機(jī)具有更高的效率和功率密度，相同的電力質(zhì)量還不到直流電機(jī)的一半。

（2）永磁同步電機(jī)永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與定子的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)完全同步，而且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕便，能量損耗小，效率高等特點(diǎn)。與直流電機(jī)相比，它沒(méi)有直流電機(jī)的換向器和電刷。同樣得與異步電動(dòng)機(jī)相比，它不需要?jiǎng)?lì)磁電流，沒(méi)有滑動(dòng)損耗，而且效率高，功率因數(shù)高，轉(zhuǎn)矩慣量比大。還有就是降低了定子電流和定子電阻的損失，并且轉(zhuǎn)子參數(shù)可測(cè)量和可控。但與異步電動(dòng)機(jī)相比，它具有成本高，啟動(dòng)困難等缺點(diǎn)。與傳統(tǒng)的同步電機(jī)相比，轉(zhuǎn)子不需要外部勵(lì)磁電源，省去了勵(lì)磁裝置，消除了勵(lì)磁損耗，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，提高了效率。由于汽車有限的安裝空間，永磁同步電機(jī)由于具有功率密度高，效率高等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車。3.2.2混合力動(dòng)車動(dòng)機(jī)障斷究以感應(yīng)電機(jī)為例，電機(jī)故障分為以下幾類：（1）致命故障①電機(jī)定子繞組發(fā)生故障，也就是短路，這種故障可能會(huì)導(dǎo)致電機(jī)繞組燒毀矩發(fā)生波動(dòng)以用定子電流負(fù)序分量法來(lái)進(jìn)行診斷定子鐵芯發(fā)生故障，具體故障現(xiàn)象為空載電流增大，震動(dòng)噪聲大，繞組絕緣層燒壞，甚至定子鐵芯硅鋼片被融化，這類故障可以用頻譜法的震動(dòng)特點(diǎn)來(lái)診斷；③故障發(fā)生在轉(zhuǎn)子本體，由于轉(zhuǎn)子偏心產(chǎn)生的磁場(chǎng)拉力不平衡，造成電機(jī)震動(dòng)，最終導(dǎo)致電機(jī)嚴(yán)重?fù)p壞，這種故障可以用電流頻譜來(lái)進(jìn)行診斷；④軸承發(fā)生故障，一般會(huì)導(dǎo)致震動(dòng)超標(biāo)，可以用震動(dòng)特性來(lái)進(jìn)行診斷。致命故障可以更換發(fā)生故障的元件來(lái)解決。嚴(yán)重故障

嚴(yán)重故障可以從電機(jī)各個(gè)部分來(lái)看，①電機(jī)變頻器：故障發(fā)生在電源模塊，導(dǎo)致電機(jī)過(guò)熱，絕緣發(fā)生老化，甚至導(dǎo)致電機(jī)燒壞;電機(jī)體：電磁氣隙發(fā)生偏心，由于轉(zhuǎn)子偏心，導(dǎo)致磁力不平衡，轉(zhuǎn)子和定子摩擦，造成震動(dòng)，最后損壞電機(jī)。③位置傳感器故障位置傳感器故障很容易導(dǎo)致電機(jī)系統(tǒng)失控④電機(jī)運(yùn)行在控開(kāi)狀態(tài)下，這種故障和電源模塊故障一樣。⑤電機(jī)保護(hù)系統(tǒng)故障：故障形式主要有主回路欠壓，即實(shí)際電壓太低，造成電機(jī)輸出功率下降，電流變大；還有一種類型就是總線過(guò)壓，顧名思義就是實(shí)際電壓太高，導(dǎo)致母線電容或IGBT被擊穿；最后一種故障就是過(guò)流現(xiàn)象，容易造成IGBT燒毀。IGBT（絕緣柵雙極型晶體管芯片）是電機(jī)驅(qū)動(dòng)中最重要的組件。（）總體故障

電機(jī)變頻器故障形式：①主繼電器損;②預(yù)充電繼電器發(fā)生故;③預(yù)充電電阻器故;④電壓傳感器損壞和總線電流故;⑤直流濾波電容器發(fā)生短路。

主繼電器和預(yù)充電繼電器故障檢測(cè)方法是增加其閉合信號(hào)并測(cè)量其電壓電機(jī)控制器故障形式：①驅(qū)動(dòng)電路故障;②相電流采集單元損壞③采集單元發(fā)生故障;④CAN總線通信異常;⑤變頻器過(guò)熱。這里前個(gè)故障可由示波器檢測(cè)，由其輸出信號(hào)確定。（4輕故障①電機(jī)體電機(jī)體故障主要是軸承故障;②電機(jī)控制器故障連接器發(fā)生故障，瞬間停電等。汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電機(jī)故障一般可分為軟故障和硬故障電機(jī)硬故障主要發(fā)生在電機(jī)本體上，例如定子繞組發(fā)生短路，定子繞組開(kāi)路，軸承磨損，絕緣老化及轉(zhuǎn)子發(fā)生偏心，這些故障有的不可修復(fù)，只能更換部件；軟故障一般可以通過(guò)軟件調(diào)試來(lái)清除，軟故障一般發(fā)生電機(jī)的控制器上，具體形式有壓力過(guò)高，溫度過(guò)高，電流過(guò)高等。電機(jī)故障的信息采集和診斷一般用于硬故障的診斷而軟故障為了防止故障繼續(xù)加深從而發(fā)生更大的故障，所以故障容錯(cuò)是非常必要的[。下圖是通過(guò)電壓，電流和溫度對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的故障進(jìn)行診斷的框圖信息，可以被用于確定系統(tǒng)故障發(fā)生的原因，然后針對(duì)故障原因采取適當(dāng)?shù)目刂拼胧弘姍C(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)診斷總體框圖而故障診斷容錯(cuò)模塊框圖如下圖所示：

系統(tǒng)故障診斷容錯(cuò)模塊3.3控的故障診斷3.3.1混合力動(dòng)車控統(tǒng)析電動(dòng)車電子控制系統(tǒng)是電子技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，控制技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，信息論和系統(tǒng)論的綜合體系混合動(dòng)力電動(dòng)車輛電子控制系統(tǒng)是指混合動(dòng)力電動(dòng)車輛電子控制裝置。汽車電子控制系統(tǒng)基本上由傳感器和開(kāi)關(guān)信號(hào)和執(zhí)行器組成。在電子控制系統(tǒng)中，能量組裝控制系統(tǒng)，電子節(jié)氣門(mén)控制系統(tǒng)，電池管理系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴射控制系統(tǒng)，電子控制點(diǎn)火系統(tǒng)，動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，自動(dòng)變速箱系統(tǒng)，防抱死制動(dòng)系統(tǒng)，ASR加速防滑統(tǒng)，電子排氣系統(tǒng)，電子點(diǎn)火系統(tǒng)，故障診斷系統(tǒng)等都會(huì)影響汽車傳動(dòng)系統(tǒng)，主要是為了提高汽車動(dòng)力，安全性[3.3.2混合力動(dòng)車控統(tǒng)故診研診斷電動(dòng)汽車電控系統(tǒng)故障的方法有以下幾種方法：（1）電路元件直觀法遇到故障時(shí)，應(yīng)該先檢查系統(tǒng)中各傳感器和各個(gè)執(zhí)行器的供電線路，一般來(lái)說(shuō)，都是線路接觸不良或短路所導(dǎo)致了各種故障。在檢查線路狀況時(shí)，要從容易被磨損的地方開(kāi)始檢查。

（2）線路抽查法即故障察覺(jué)不出來(lái)時(shí)，需要一個(gè)一個(gè)把線路抽出檢查，當(dāng)然這種辦法太繁雜，所以不太推薦。（3）元件共振法大多數(shù)車輛在行走和振動(dòng)時(shí)只有問(wèn)題。這是基于毒物攻擊的原理和方法。連接器，接線，傳感器，執(zhí)行器等地方最容易受震動(dòng)影響。對(duì)連接器來(lái)說(shuō)，連接器可以垂直水平小幅度地振動(dòng);用于布線時(shí)，布線連接器的連接器，支架和穿過(guò)開(kāi)口的連接器的主體可以在垂直或水平方向上平緩擺動(dòng)。應(yīng)該仔細(xì)檢;對(duì)于傳感器，您可以點(diǎn)擊各種傳感器來(lái)查找故障。（4）感溫元件加熱方法有些故障只有在汽車很熱時(shí)才會(huì)發(fā)生可能是由相關(guān)部件或傳感器的熱量引起的在這種情況下，使用吹風(fēng)機(jī)等加熱工具，對(duì)可能導(dǎo)致故障的部件或傳感器進(jìn)行加熱，檢查是否有故障，但值得一提的是：某些傳感器的加熱溫度有特定的允許值，也不能直接對(duì)計(jì)算機(jī)的部件進(jìn)行加熱。（5）組件泄漏檢測(cè)方法有些故障只發(fā)生在多雨或低溫環(huán)境中。灑水可以用來(lái)檢修，水可以噴灑在車上以檢查故障。但是，小心不要將水直接噴灑在發(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制部件上，在其前面噴灑散熱器以間接改變溫度和濕度，或者直接在電子設(shè)備上噴灑水[4田銳斯驅(qū)系統(tǒng)故診斷1997年本豐田汽車公司推出的豐田普銳斯混合動(dòng)力汽車是世界上第一款大規(guī)模生產(chǎn)的混合動(dòng)力汽車。在接下來(lái)的四五年里，普銳斯的銷售區(qū)域覆蓋全球多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。目前，普銳斯仍然是世界上最成熟的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車之一。年，新一代普銳斯THS-II系統(tǒng)的逆變器實(shí)現(xiàn)了將電池提升至DC500V的功能。通過(guò)提

高電力系統(tǒng)的電壓電動(dòng)發(fā)電機(jī)的功率比原來(lái)增加了50％從而使得發(fā)動(dòng)機(jī)的兩個(gè)主要?jiǎng)恿碗妱?dòng)機(jī)的協(xié)同作用達(dá)到了最高水平。4.1銳斯結(jié)構(gòu)組成豐田普銳斯采用混合動(dòng)力系統(tǒng)，這是一個(gè)混合動(dòng)力系統(tǒng)。車輛的驅(qū)動(dòng)力部分來(lái)自汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，另一部分來(lái)自驅(qū)動(dòng)電機(jī)。它結(jié)合了并聯(lián)混合動(dòng)力系統(tǒng)和串聯(lián)混合動(dòng)力。系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是有機(jī)結(jié)合，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也更加復(fù)雜。該圖顯示了汽車系統(tǒng)的組成，主要由電池，變頻器，發(fā)動(dòng)機(jī)，MG1，MG2和配電系統(tǒng)組成THS-II系統(tǒng)組成4.2銳斯電池故障分析豐田普銳斯配備了與純電動(dòng)車相似的動(dòng)力電池和動(dòng)力管理系統(tǒng)。主要區(qū)別在于動(dòng)力電池只能存儲(chǔ)少量的電力。它只用作車輛啟動(dòng)，短距離純電動(dòng)低速巡航和加速。輔助電源。該車的電源系統(tǒng)包括：電池模塊，電池智能單元，電源控制，冷卻風(fēng)扇和管路，電源總線等。4.2.1電池容下故診在駕駛車輛的過(guò)程中，巡航范圍較短并且電池容量不足。在分析這種故障問(wèn)題的原因時(shí)，首先檢查充電模式是否正確以及充電能力是否充足。由低充電率引起的放電量的減少需要充電鏈路來(lái)調(diào)查故障的原因，其次是放電環(huán)境。如果環(huán)境溫度相對(duì)較低，則檢查溫度并降低放電容量。同樣，如果電池在充滿電后長(zhǎng)時(shí)間充滿電，應(yīng)在根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)維護(hù)程序再次使用之前對(duì)其進(jìn)行處理。在使用電池組時(shí)，會(huì)檢查電池組的電流，電壓，環(huán)境溫度等，并統(tǒng)計(jì)出來(lái)，最后結(jié)合當(dāng)時(shí)顯示的參數(shù)確定放電終止的具體原因。另

外期使用超出電池組的正常應(yīng)用還會(huì)導(dǎo)致電池性能急劇下降體現(xiàn)為放電電壓小，內(nèi)阻。4.2.2電池充異故診當(dāng)電力系統(tǒng)充電時(shí)，充電電壓顯著增加，充電時(shí)間短，或根本無(wú)法將電池充電到電池組中。這種故障問(wèn)題的原因可能與環(huán)境溫度，電池壽命，電池容量，充電設(shè)備故障等諸多方面有關(guān)。當(dāng)具體的故障排除導(dǎo)致電力系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，應(yīng)從環(huán)境溫度和充電設(shè)備等外部因素入手，然后針對(duì)電力系統(tǒng)自身進(jìn)行故障排除，針對(duì)性能電池組，連接的組件和個(gè)人電池狀態(tài)逐個(gè)檢查，直到找出問(wèn)題的原因20]

。4.2.3電池放電低障斷電池輸出功能大大降低，正常電流放電電壓大大降低，車輛在低功耗條件下無(wú)法正常啟動(dòng)對(duì)這種故障的原因的詳細(xì)分析很可能是由于電池的內(nèi)部電阻水平部短路，連接松動(dòng)，環(huán)境溫度低或電池組中的溫度顯著增加，以及存時(shí)間長(zhǎng)。激活等。故障排除方法與電池組的異常充電基本相同。主要差異如下：電池短路;2電源系統(tǒng)本身泄漏。4.2.4電源統(tǒng)部溫障斷在車輛運(yùn)行過(guò)程中電力系統(tǒng)局部溫度異常升高超過(guò)5°C經(jīng)過(guò)多次觀測(cè)后發(fā)生在同一地點(diǎn)。這類故障的原因包括：部分連接片的松動(dòng)導(dǎo)致電阻增加;供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)缺陷，內(nèi)部高溫不能及時(shí)放電，冷卻通道堵塞或冷卻風(fēng)扇失效。4.3銳斯電機(jī)故障分析豐田普銳斯動(dòng)力系統(tǒng)由發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)組成。從增壓裝置來(lái)分，它被分成兩個(gè)主發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)以發(fā)動(dòng)機(jī)為主的形式中動(dòng)機(jī)作為主要?jiǎng)恿υ磿r(shí)，電動(dòng)機(jī)作為輔助動(dòng)力源，電動(dòng)機(jī)是主要?jiǎng)恿υ磿r(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)作為輔助動(dòng)力源。普銳斯電機(jī)的故障[22]

分為以下幾類：（1）燃料耗盡

如果燃油耗盡，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法啟動(dòng)多次時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)將不再起動(dòng)。起動(dòng)機(jī)MG1）故障

起動(dòng)器是500V交流同步電機(jī)，也可用作發(fā)電機(jī)。IT-II的主動(dòng)測(cè)試功能可以用來(lái)強(qiáng)制它運(yùn)行。

如果起動(dòng)器電路發(fā)生故障

故障發(fā)生的可能性非常小。由于變頻器距離在發(fā)動(dòng)機(jī)比較近，因此接線相對(duì)來(lái)說(shuō)很短，而且其具有多重保護(hù)功能，不容易損壞。從外觀上檢查也很難發(fā)現(xiàn)明顯的損壞跡象。發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生故障

例如發(fā)動(dòng)機(jī)維修不當(dāng)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸或凸輪軸鎖死，活塞或連桿損壞導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)等情況，如果不是以上故障，用扳手轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸，如果不發(fā)生卡死，就可以排除是發(fā)動(dòng)機(jī)本身的故障。（5）變頻器故障

變頻器是起動(dòng)器的電源。HV電池的VDC電源在被變頻器升壓后用作500VAC啟動(dòng)器。該設(shè)備的檢查需要特殊的儀器和設(shè)備。（6）高壓電池故障當(dāng)高壓電池發(fā)生故障時(shí)，變頻器會(huì)失去的電源，從而導(dǎo)致動(dòng)機(jī)無(wú)法正常工作。發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的故障存儲(chǔ)任何故障代碼的方式。

發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)故障可以采用檢查發(fā)動(dòng)機(jī)電子部件是否（8）通信線路有故障

如果CAN-BUS線路有故障，會(huì)無(wú)法通訊，導(dǎo)致車輛無(wú)法啟動(dòng)。但是，通信線路故障可以通過(guò)專用儀器來(lái)檢查。。（9）汽車系統(tǒng)模式被設(shè)在EV模式。4.4銳斯電控故障分析普銳斯的電控系統(tǒng)故障分析和常規(guī)汽車差不多：（1）分析波形圖

從普銳斯電控系統(tǒng)情況來(lái)看，在正常運(yùn)行中，可以通過(guò)傳感器描繪出其正常波形圖，在其發(fā)生故障時(shí)，有故障的波形圖同樣可以被描繪出來(lái)，因此，觀察對(duì)比波形圖就可以知道普銳斯電控系統(tǒng)的故障發(fā)生在哪里普銳斯的電控系統(tǒng)中的每個(gè)控制線路和元件都有獨(dú)特的波形圖，所以這種對(duì)比波形圖的方法可以很好的利用。（2）分析故障編碼

因?yàn)槊總€(gè)車輛的型號(hào)不同，其ECU故障編碼也是具有一定的區(qū)別。就算是同一類型的故障，對(duì)于不同車型的汽車來(lái)說(shuō)，在設(shè)置其故障編碼的時(shí)候也會(huì)有不同的選擇，一般表現(xiàn)為故障燈亮。）分析尾氣

通常狀態(tài)下，如果汽車所排放出來(lái)的尾氣檢測(cè)中，顯示碳?xì)浠衔锱c一氧化碳的含量高于常規(guī)值則說(shuō)明混合比例比較濃從而導(dǎo)致燃燒并不完全如果是

氧氣的含量高于常規(guī)值則表示混合出來(lái)的比例較低如果是氮氧化合物的含量比較高則表示汽車的EGR系統(tǒng)或者通風(fēng)系統(tǒng)中存在著故障。（4）動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)流分析

普銳斯在行駛過(guò)程中，它的電子控制系統(tǒng)也在運(yùn)行，電子控制系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，執(zhí)行器和反應(yīng)傳感器會(huì)產(chǎn)生一系列數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)組成的數(shù)據(jù)塊就是動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)流。因此普瑞斯在發(fā)生故障時(shí)，行駛產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和正常時(shí)候產(chǎn)生的數(shù)據(jù)不同，所以只要把兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，就能分析出普瑞斯的故障。（5）電路圖分析

普銳斯在制造過(guò)程中，安裝各種電氣元件，傳感器，開(kāi)關(guān)，控制器