基于遠程監(jiān)控的純電動汽車故障分析技術(shù)

譚嘉祺

惠州城市職業(yè)學(xué)院 廣東省惠州市 516000

目前，我國純電動汽車的發(fā)展技術(shù)在日趨成熟，并取得了一定的成績。為了切實提高純電動汽車的安全性能，相應(yīng)地減少運行風(fēng)險，技術(shù)人員可以在車輛上加設(shè)遠程監(jiān)控系統(tǒng)裝置設(shè)備，實時監(jiān)控其整個行車過程及狀態(tài)，及時地發(fā)現(xiàn)并反饋可能發(fā)生的故障或存在的安全隱患問題，為后續(xù)的維修工作帶來了極大的便利。通過完善純電動汽車的基本功能和發(fā)展技術(shù)，帶動純電動汽車的發(fā)展規(guī)模，從而進一步推動我國汽車行業(yè)的全面發(fā)展。

1 純電動汽車簡述

純電動汽車，主要是指利用蓄電池來供應(yīng)電力以驅(qū)動其整體運動的電動汽車。時至今日，純電動汽車已然有一百多年的發(fā)展歷史了，但是，其一直服務(wù)于某些特殊環(huán)境，受眾面較窄。而導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因主要在于蓄電池本身，市面上流行的蓄電池類型眾多，大多成本較高、工作時長有限、充電時間久，有的還存在體積過大的情況。

2 遠程監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成

目前，為了進一步健全純電動汽車的故障分析技術(shù)，技術(shù)人員在車輛上面加設(shè)了一項遠程監(jiān)控系統(tǒng)，以便實時監(jiān)控車輛的運行情況。該遠程監(jiān)控系統(tǒng)主要由兩部分構(gòu)成——遠程監(jiān)控終端和監(jiān)控平臺。遠程監(jiān)控終端，其主要職能在于收集純電動汽車的GPS信息、車輛行駛時的整體狀態(tài)、車輛的各項數(shù)據(jù)信息，以及出現(xiàn)的某些故障問題，都會及時地通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸至監(jiān)控平臺。工作人員在監(jiān)控平臺處接收所有的數(shù)據(jù)信息，及時地分析、處理這些數(shù)據(jù)。一旦發(fā)現(xiàn)問題，便會立即反饋給車主。

該系統(tǒng)主要由車輛終端、服務(wù)平臺、數(shù)據(jù)的分析處理軟件，以及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器等幾個部分組成。技術(shù)人員利用遠程監(jiān)控平臺可以清晰地觀測到車輛的運行情況、運行軌跡和位置信息，包括電池使用情況的相關(guān)技術(shù)參數(shù)。圖1則展示了遠程監(jiān)控平臺的具體情況。

一旦遠程監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)生純電動汽車存在重大故障問題，就會及時地反饋至監(jiān)控平臺，方便技術(shù)人員制定科學(xué)合理的解決方案。圖2則具體地展示出了車輛的故障報警信息。

3 純電動汽車的故障分析技術(shù)

3.1 純電動汽車絕緣故障分析

純電動汽車主要依靠電池來提供行駛動力。研究表明：純電動汽車其動力電池的輸出電壓一般要保證維持在DC/72V到DC/600V的范圍內(nèi)，有的甚至超出了這一范圍。然而，在一般的環(huán)境條件下，人類可長時間碰觸的安全電壓不會超過DC/36V，這已經(jīng)是最高的限度了。由此，可以判斷出：純電動汽車的動力電池所發(fā)出的電壓強度明顯極大地超過了該安全電壓的范圍閾限。因而，技術(shù)人員必須要加強對純電動汽車絕緣故障的分析診斷工作。

圖1 遠程監(jiān)控平臺

圖2 車輛故障報警信息

純電動汽車發(fā)生絕緣故障的可能性比較高，技術(shù)人員要格外地注意。純電動汽車需要安裝適宜的絕緣故障警報設(shè)備，通常將警報絕緣電阻額度的最小值設(shè)定為500千歐左右。技術(shù)人員再通過遠程監(jiān)控系統(tǒng)，實時監(jiān)控并檢查該項設(shè)備的基本功能。一旦檢測出絕緣電阻額度低于最小值時，遠程監(jiān)控系統(tǒng)會將相關(guān)的絕緣問題代碼傳輸至監(jiān)控平臺，經(jīng)過技術(shù)人員的分析處理，再將解決方案反饋至車輛和車主。通過及時地檢測故障、排查問題，解決問題，能夠有效地保障車主的人身安全和車輛的安全行駛。此外，在制定相關(guān)的解決方案時，技術(shù)人員要仔細地考慮到車輛的實際情況，比如：車輛的運行速度、車輛的實際荷載量，以及車輛所在的地理位置等，然后在進行合理的方案設(shè)計。同時，遠程監(jiān)控系統(tǒng)還能夠?qū)崟r檢測高壓部分構(gòu)件的情況，以確保該系統(tǒng)的運行線路的正常連接狀態(tài)。而要格外注意的是，要時刻保障遠程監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通訊信號的正常，監(jiān)控平臺的電阻數(shù)值一般為60歐，如果低于該數(shù)值，則表明通訊信號被隔斷。

3.2 純電動汽車高壓電故障分析

純電動汽車，主要是利用動力蓄電池和車輛電動機來充當(dāng)驅(qū)動裝備，以此來提供車輛行駛的動力，因而，其發(fā)出的電壓強度能夠達到數(shù)百伏。一旦車輛的高壓電路出現(xiàn)故障，不僅會損壞車輛荷載物品，而且，勢必會直接危害到車輛載乘人員的生命安全。所以，強化純電動汽車的高壓電故障分析技術(shù)，刻不容緩。該項技術(shù)的研發(fā)已然成為純電動汽車設(shè)計人員首要解決的任務(wù)。

一旦純電動汽車高壓電設(shè)備的線路出現(xiàn)短路、漏電等情況，都會給車輛和乘坐人員帶來不可估量的傷害。通過優(yōu)化純電動汽車高壓電設(shè)備的結(jié)構(gòu)配置，有利于減少一部分故障的出現(xiàn)。而純電動汽車在高壓電設(shè)備部位出現(xiàn)的故障也是多種多樣的，例如：蓄電池動力系統(tǒng)故障問題、線路短路故障問題，高壓環(huán)路故障問題等，每一項都對純電動汽車的安全運行造成了極大的威脅。為了使純電動汽車的故障問題得以妥善解決，確保純電動汽車的安全用電和穩(wěn)定行駛，相關(guān)部門對純電動汽車的車載能源儲存設(shè)備的性能與技術(shù)參數(shù)，以及車輛的行駛規(guī)范都制定了嚴格的要求和標準。對于純電動汽車的高壓電路設(shè)計與開發(fā)環(huán)節(jié)，相關(guān)部門也制定了科學(xué)合理的測試要求和技術(shù)參數(shù)，以確保車輛的整體性安全。誠然，上述情況均是從高壓電設(shè)備的研發(fā)生產(chǎn)層面出發(fā)的安全手段。而純電動汽車的運行環(huán)境具有極大的隨機性，對于實際出現(xiàn)的故障，還需要技術(shù)人員通過遠程監(jiān)控系統(tǒng)來實時監(jiān)控，及時排查，以有效避免某些不良事故的發(fā)生。

3.3 純電動汽車電驅(qū)動故障分析

在過去的車輛監(jiān)控系統(tǒng)中，往往是通過整體的車輛管理控制局域網(wǎng)來一一完成對車輛故障的分析與診斷工作的。通常而言，該局域網(wǎng)絡(luò)會下分為若干項控制單元，難免會造成系統(tǒng)總線路的荷載過大，在做出判斷反應(yīng)時的運行速度過慢，難以快速地獲得故障分析的數(shù)據(jù)結(jié)果。

如今，經(jīng)過技術(shù)人員的多方努力，現(xiàn)階段的純電動汽車的遠程監(jiān)控系統(tǒng)已整體性地更新，能夠同時地監(jiān)控車輛的各層面部位的實際情況與運行狀態(tài)，以便及時地檢測各項故障問題。比如：車輛電機扭矩的最大值為1000Nm，一旦檢測到真實扭矩大于1000Nm，則能夠明顯判斷出是電機本身出了故障。再如：技術(shù)人員能夠及時地檢測出純電動汽車的電驅(qū)動故障問題，并將車輛所有線路的熱度、電壓，電流等情況進行統(tǒng)一的整合處理，再將這些數(shù)據(jù)信息編輯為代碼的行駛傳輸至監(jiān)控平臺。技術(shù)人員再根據(jù)這些代碼，分析車輛的實際情況，以及時地指導(dǎo)車主進行故障解決工作。值得一提的是，純電動汽車的電驅(qū)動故障分析技術(shù)一般分為兩種基本類型。一為自體測試技術(shù)，二為在線分析診斷技術(shù)。在自測環(huán)節(jié)中，直流母線程序線路中的電容一般存在于非靜態(tài)輸出的構(gòu)件中，并在自測環(huán)節(jié)結(jié)束后對母線電容進行充電處理，又由于在充電狀態(tài)中的電容其接入的電流和電壓均為非靜態(tài)的技術(shù)參數(shù)，充分利用這一特征則能夠有效地完成電容故障的檢查工作。而在線分析診斷技術(shù)往往適用于IGBT模塊的開路故障問題、電機繞組匝間的短路故障問題，以及車輛位置傳感器發(fā)生偏轉(zhuǎn)誤差等環(huán)節(jié)，通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)在線分析、診斷，節(jié)約了人力、物力的投入，且具備實用性較高，分析診斷速度較快的優(yōu)勢，值得大力地推廣開來。

4 結(jié)語

隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，純電動汽車的運用也愈發(fā)廣泛，為人們的日常出行帶來了極大的便利。在享受科技帶來的福利時，也要時刻注意其可能存在的問題與弊端。技術(shù)人員要逐步完善純電動汽車的遠程監(jiān)控系統(tǒng)，創(chuàng)新研發(fā)純電動汽車的故障分析技術(shù)，以便于及時地排查車輛在運行過程中存在的問題，并通過制定科學(xué)合理的解決方案，增強車輛和乘坐人員的安全性能，逐步提高純電動汽車的發(fā)展水平，從而為我國的汽車行業(yè)增添光彩。