纯电动客车在线诊断系统设计及应用

陈顺东，尹 剑

（安徽安凯汽车股份有限公司，合肥 230051）

随着新能源的日益提倡和发展，电动客车的需求与日俱增。然而一直以来，纯电动客车的生产过程继承于传统车的生产方式，在调试过程中，由于各个部件的控制信号比较多，所以必须要各个关键部件的技术人员同时参与，大家相互交流，彼此配合，协力完成纯电动客车的安装和调试。这种协作、合作的方式却经常由于各个技术人员水平的参差不齐，或因彼此表达方式不同，导致电动客车的调试进程非常缓慢，10 个人平均每天能够调试2～3 辆车，这种生产速度远远跟不上如今纯电动客车的需求量，这种传统的调试方式也成为了纯电动客车批量生产的致命瓶颈。因此，必须研发一个调试系统，它必须有一定的调试规则，必须有一定的合格要求，更必须要解放技术人员且保证每辆电动客车的优质性能和极低故障率。本文阐述一种纯电动客车在线诊断平台，它不但具有纯电动客车在线诊断功能，也具备系统参数的标定功能，本文详述整车故障在线诊断功能的实现。

1 系统组成及设计

所研制的电动客车在线诊断系统网络结构[1]见图1。

1.1 系统的组成

该系统主要分为两个部分：

1）信息采集系统。主要由图1 中虚线以左的CAN网络部件组成。该系统中的各个部件主要有两方面的功能：一方面将自己当前的状态信息根据整车通讯协议发送到整车CAN 网络[2]；另一方面监测CAN 网络上是否有与自己对话的CAN 信息，如果有，则接受处理[3-4]。

2）信息分析处理和诊断系统。其信息通讯来源主要是图1 中的在线诊断接口。CAN 信息收发器通过CAN 诊断接口，一方面将整车CAN 网络的信息转换成USB 通讯信息发送给电脑平台，在电脑上运用Labview对接受到的信息进行处理分析[5-6]；另一方面将电脑平台上的控制信息发送到整车CAN 网络，让对应的CAN网络部件进行分析处理。

由图1 可知，电动客车上的各个关键部件之间的通讯主要是靠整车CAN 网络，其特点在于，相同CAN 网络中的任何CAN 节点均可以与该CAN 网络中的任意一个其它节点通讯[7]。本文涉及的在线诊断系统就是作为一个整车CAN 网络接入点对整车状态信息进行监控和调试。

1.2 系统的设计

1）通讯协议设计。为保证设计的在线诊断系统能够满足于大部分电动客车，与整车CAN 网络进行通讯的通讯协议采用的是国家标准CAN 协议——SAE J1939 CAN2.0 协议，CAN 信息帧的打包和解析均按照SAE J1939 标准的CAN 扩展帧规则来处理。

2）在线诊断平台设计。采用Labview软件进行分析处理，根据定义的CAN 通讯协议，将CAN 收发器接受到的CAN 信息按照协议规则分门别类，并且解释出CAN 信息中的当前状态信息，用按钮、进度条、显示灯等直观的控件来显示各部件的当前状态信息[8]。同时把诊断平台的控制按钮信息翻译成整车CAN 网络各部件能够识别的CAN 信息，实现广播式的彼此通讯[4]。

2 设计成果及应用

所设计的在线诊断系统针对整车控制器、电机控制器、电池管理系统、绝缘监测设备等各个关键模块都有相应的诊断系统平台，可以直观地看到相应模块的当前信息及故障。由于篇幅原因，下面只介绍整车控制器诊断平台。

如图2 所示，诊断平台包含有档位、制动、油门等整车当前参数信息显示。这些状态显示与实车参数的误差为10～100 ms，完全满足人类的反应需求[9]。

图2 中另外加有风扇1 开关、风扇2 开关、水泵开关、打气泵开关和充电继电器开关，这几个开关都是由整车控制器来控制开启和关闭的。整车控制器诊断平台可以通过这些按钮直接命令整车控制器对这些部件进行强制开启和关闭，以检验各个部件系统是否完好受控[7]。

图2 中另有水位低、故障诊断信号、故障指示灯等指示灯。这些指示灯直接反应整车故障，故障更新周期为10-100 ms[10]，可以实时地反应整车的故障，方便故障诊断和维护。

该在线诊断系统平台已经在我公司纯电动客车生产上普及应用，纯电动客车日生产速度由2～3 辆/天提升到13～14 辆/天，实现了生产效率的大幅度提升。由于系统的说明和指示都是通俗易懂的图标和汉字，纯电动客车调试人员调试过程简单易懂，对纯电动客车的系统原理理解更深、更透。该在线诊断系统平台大大提升了我公司纯电动客车的生产效率和质量。

3 结束语

本文介绍了一种可以实时监测整车信息的在线诊断平台，通过诊断平台，可以很直观地了解模块的详细信息，并且可以使用诊断平台上的控制按钮进行模块硬件检测，解放了各模块的技术人员，对电动客车的调试和诊断维护有很大的作用，为电动客车大批量生产提供了坚实的基础。

[1]罗峰.汽车CAN 总线系统原理、设计与应用[M].北京：电子工业出版社，2010.1.

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[9]王福明.Labview 程序设计与虚拟仪器[M].西安：西安电子科技大学出版社，2009.6.

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