基于無線通信的電動汽車故障診斷儀設(shè)計*

于蘭 李志平 辛明華 周能輝

（天津清源電動車輛有限責(zé)任公司）

目前，世界范圍內(nèi)都在推動電動汽車技術(shù)的研究與使用，但在電動汽車的使用過程中，由于其控制系統(tǒng)部分比傳統(tǒng)汽車復(fù)雜，故障診斷需要綜合電池、電機及整車的參數(shù)來進行綜合判斷，目前還依賴于有經(jīng)驗的工程師到現(xiàn)場進行診斷與維修，因此汽車故障診斷技術(shù)應(yīng)用而生。文章詳細闡述了一種集本地和遠程診斷于一體的手持式故障診斷儀，該診斷儀參考了ISO和SAE的標準進行設(shè)計，可以對某些參數(shù)進行標定。

1 故障診斷儀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能

1.1 結(jié)構(gòu)

圖1示出電動汽車用手持式故障診斷儀的系統(tǒng)架構(gòu)圖。由圖1可以看出，該診斷儀的系統(tǒng)架構(gòu)及工作方式為：手持式故障診斷儀通過CAN總線讀取電動汽車ECU單元中的故障碼，現(xiàn)場維修人員可以選擇是否將該故障碼通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給遠程故障診斷服務(wù)器。如果選擇不發(fā)送，現(xiàn)場人員則根據(jù)故障碼對現(xiàn)場的故障進行診斷排查，故障排除后清除ECU單元中的故障碼，如果選擇遠程故障診斷，現(xiàn)場維修人員需等待遠程故障診斷服務(wù)器返回給現(xiàn)場維修人員的維修意見，從而指導(dǎo)現(xiàn)場人員的工作。

1.2 功能

1.2.1 本地和遠程診斷功能

該診斷儀讀取電動汽車ECU單元中的故障碼，現(xiàn)場維修人員通過故障診斷儀的顯示屏幕讀取故障碼，通過該故障碼確定故障的部位或故障級別，對故障進行檢查排除。同時將該故障碼及故障處理方式通過無線網(wǎng)絡(luò)遠程發(fā)送給遠程故障診斷服務(wù)器，用于指導(dǎo)其它遠程故障診斷，同時清除ECU單元中的故障碼。如果現(xiàn)場維修人員讀取的故障碼不能進行故障排除，可將該故障碼上傳至遠程故障診斷服務(wù)器，遠程故障診斷服務(wù)器將診斷數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)于該故障碼的診斷信息反饋給現(xiàn)場人員，現(xiàn)場人員通過該信息進行故障診斷。

1.2.2 本地和遠程標定功能

本地和遠程標定功能類似于本地和遠程故障診斷功能，當現(xiàn)場維修人員對一些參數(shù)進行標定時，可以通過手持式故障診斷儀的標定功能對電動汽車進行現(xiàn)場標定，如果對一些標定參數(shù)不能確定，可以請求遠程故障診斷服務(wù)器進行遠程標定協(xié)助。

2 硬件系統(tǒng)架構(gòu)

圖2示出該故障診斷儀硬件系統(tǒng)架構(gòu)圖。由圖2可以看出，該診斷儀的硬件電路設(shè)計，主要包括CPU控制與外圍電路設(shè)計、CAN網(wǎng)絡(luò)接口電路設(shè)計、可靠性保障電路設(shè)計及電源電路設(shè)計等。

手持式故障診斷儀通過電源電路給整車設(shè)備供電，并通過CAN網(wǎng)絡(luò)接口讀取ECU單元的故障碼，該故障碼可以通過USB接口進行存儲，也可以通過無線通信模塊發(fā)送給故障診斷服務(wù)器。

3 軟件系統(tǒng)架構(gòu)

基于無線通信的電動汽車用手持式故障診斷儀的軟件系統(tǒng)架構(gòu)，包括手持式故障診斷儀與遠程故障診斷服務(wù)器軟件架構(gòu)兩部分。

圖3示出手持式故障診斷儀軟件架構(gòu)圖。由圖3可以看出，該診斷儀軟件架構(gòu)包括：讀取和清除故障碼、診斷數(shù)據(jù)庫和軟件升級等。其中軟件和診斷數(shù)據(jù)庫升級以及請求遠程標定功能均需在無線通信功能使用的情況下才可以使用，否則該手持式故障診斷儀僅僅是由現(xiàn)場使用人員操作的一款診斷設(shè)備。

遠程故障診斷服務(wù)器的軟件系統(tǒng)為了配合手持式故障診斷儀的使用，主要包括：遠程故障診斷、遠程標定、手持式故障診斷儀診斷數(shù)據(jù)庫升級、軟件升級以及自身的數(shù)據(jù)庫升級與更新。

軟件系統(tǒng)的總流程，如圖4所示。通過圖4可以看出，該軟件有診斷、升級及標定模式3種。這3種模式是互斥的關(guān)系，現(xiàn)場人員需根據(jù)具體情況對功能進行選擇。

4 結(jié)論

文章基于無線通信的電動汽車用手持式故障診斷儀的設(shè)計，實現(xiàn)了高效率的診斷和排除故障。該設(shè)計在提高工作效率的同時，大大縮短了維修人員的培訓(xùn)周期，由于其設(shè)計的先進性及功能的多樣性，有利于節(jié)省電動汽車保養(yǎng)及維修方面的人力、物力及時間。