基于径向神经网络的故障诊断分析研究

摘要：新能源汽车逐渐普及，使得汽车行业发生了翻天覆地的变化。但随着新能源汽车的使用，故障问题也逐渐增多，相比与传统的燃油汽车已经经过多年的研究和使用，其故障诊断方式也相当完善，而新能源汽车在设计与结构等方面与燃油车不同，其检测故障手段和理论研究不足，是目前亟待进行探讨的话题。为此，以比亚迪汉仪表盘故障提示为例，结合径向神经网络的故障诊断分析，研究新能源汽车故障根源和有效的故障处理办法，实现新能源汽车故障有效诊断和准确维护。

关键词：径向神经网络；故障诊断；新能源

中图分类号：U472 收稿日期：2023-06-18

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2023.09.038

1 故障车况说明

作为比亚迪旗下纯电动汽车领跑者，是线下市场占有率较多的新能源汽车之一，同时也是最受家庭使用的代步车之一。比亚迪汉的常规故障都会在汽车显示仪表中显示，如图1所示，针对电动汽车的每个故障，在电动汽车使用手册中也都有明确的说明，如图2所示。使用者在仪表盘中发现故障灯亮起，可通过使用手册的说明作出处理，常常使用的是多次启动的方式消除故障，但对不能通过上述方式进行消除故障的，仍需人为地对车辆进行检查和处理，此时就需要对故障进行诊断，这是对汽车维修人员的技术提出了较高要求。

2 故障现象

本文以图2中仪表盘中的“动力系统故障警告灯”亮起故障为例进行分析。当该故障灯亮起时，第一现象是比亚迪汉能够正常启动，但踩动加速踏板，汽车动力系统无法连接，重启比亚迪汉，故障灯是无法熄灭，即无法通过重启的方式进行故障修复。同时，第二故障现象是插入充电插头，仪表盘上无法显示充电标识，电量缺能正常增加，但汽车在待机状态下时，电量是正常消耗。

3 径向神经网络理论

神经网络是信息处理的数学模型，其结构类似于神经突触的连接。在大脑中，存在着数量众多的神经元细胞，这些神经元细胞之间互相联系，共同构成了一个神经网络。神经元是神经网络的最基本单元，它既有兴奋，也有抑制，大部分神经元都处于抑制状态。然而，当它受到刺激导致电位超过阈值时，神经元就会被激活，从而将信息传递给其他神经元。径向神经网络理论也有类似的工作原理，径向神经网络理论模仿这种网络结构进行汇总，以及得出故障概率原因的概率情况如图3所示。各种可能导致故障的原因[xi]以概率[wi]的概率作用在某一神经元（系统、组件），导致神经元（系统、组件）的故障。

径向神经网络的故障诊断分析适用于单一故障下的多特征电动汽车故障现象，因为在较多特征下，会根据特征对故障原因更为准确地进行判定，或者准确地说是当故障特征越多，其径向神经网络的数学模型的概率值越高，其故障原因越可能在该径向神经网络神经元上。

4 动力系统故障警告灯的相关故障分析

比亚迪汉的动力系统故障警告灯亮起，说明动力系统模块中存在着连接不通、短路以及相应的继电器在其原正常状态下并未实现闭合或者断开，因此，需要对比亚迪汉的动力系统电路进行剖析。图4为比亚迪汉充电电路以及电池管理系统的示意图，比亚迪汉能够正常启动，说明电池管理系统正常，而踩动加速踏板时，并未能实现加速，则指明在动力控制线路到电池管理系统之间存在故障，极大可能为IG3继电器未能听从控制模块的控制实现闭合而实现连接动力。而当插入充电插头时，电量却能正常增加，但仪表却无充电标志，说明高压电控总成与电池管理系统之间的连接是完好的，但无法感应到充电信号，说明高压电控总成与电池管理系统之间的信号传输存在故障。

5 基于径向神经网络的故障诊断分析

图5所示为充电信号传输故障检测电路，其中车载充电机的电池正负极与比亚迪汉的控制系统正常连接，但与之搭配的充电信号线并不连接到比亚迪汉的车辆控制系统，而是使用外部额外供电控制装置的信号线进行检查，外部电池的信号连接上比亚迪汉的车辆控制系统。

设置四个检测点对电压进行检测，同时监测充电电压在车辆控制装置输入点处的参数，对比亚迪汉充电电路开始进行充电，得出如图6所示红框中的电压参数数据，电压参数均为433 V，即外部额外供电控制装置可以实现正常的充电。

对监测点的数据进行读取，发现有一处监测点的电压数据出现异常，如图7所示，该监测点位置为监测点2，说明在监测点位置2到外部额外供电控制装置位置之间线路及其继电器存在着故障，重点应当对该线路进行检测。通过上述同样的方式对动力控制线路到电池管理系统之间存在的故障问题进行检测，也可得出故障存在的线路问题所在，确定出现故障的问题线路或者是问题构件，使用万用变进行细节的连同与否的检测，从而判断出故障问题所在。

6 检测与维修建议

6.1 科学存储

电池是纯电动车辆的唯一动力源，为了保证新能源车辆的安全行驶，技术人员必须经常对电池进行维护。在车辆处于闲置状态的时候，要对电池进行科学的存储，并且要对存储环境进行严格的控制，这样才能更好地延长电池的寿命。为了防止电池内部出现硫酸钠化现象，技术人员必须定期地对电池进行清洁和保养，确保电池有充足的时间进行正常的充电，以防止电池在下一次使用的时候出现亏电的现象。在长期使用电池后，如果电池出现续航能力下降，维修机构要根据电池的损耗情况，采取有针对性的维修管理措施，不能维修时，要及时更换新电池，并妥善处置旧电池，在更换过程中要保证电池型号一致，避免因疏忽大意引起不必要的问题。

6.2 检测电池温度

当电池工作时出现点数温度过远，或者在电池充电工作过程中出现超出正常阀位，维修人员应及时检查汽车的温度传感器，发现数据比对有错误，对温度数据予以校正[6]。此时，维修技术人员就必须找到导致温度变化的原因：检查线路接头有无松动，检查电池的散热风扇有无打开等。在实际的工作过程中，如果出现了火花，或者是局部的温度过高，那么维修人员就应该考虑到电动机的内部是否进水，或者检查电动机的运行状况[7]。在电动机出现故障后，维修部门主要从以下几个方面进行维修检测[8]：a.对电路熔丝质量进行检查（内部熔丝烧毁，及时更换新熔丝）；b.对供电切换状态进行检测（利用电表测量供电开关的输入和输出部件的阻值）；c.维修人员还必须对车辆的内部控制和部件间的连接进行检查，并对出现故障的部位进行认真的检测，如图8所示。

7 结语

新能源汽车具有广阔的发展前景，针对新能源汽车在应用过程中存在的问题，需要进行有效解决，同时避免因为操作不当而造成意外事故。维修人员需要结合新型的维修方法，对传统的维修技术进行创新，以便为新能源汽车行业的发展提供服务。

参考文献：

[1]易汉卿.新能源汽车的故障与维修关键技术分析[J].专用汽车，2023（1）：75-77.

[2]钱利东.电子辅助维修技术在新能源汽车修理中的应用策略[J].时代汽车，2022（23）：178-180.

[3]缪静梅.新能源汽车检测与维修现状及发展对策分析[J].新能源科技，2022（10）：22-24.

[4]濮春辉.新能源汽车维修关键技术分析[J].汽车与新动力，2022（5）：83-85.

[5]陈婷.新能源汽车发动机维修技术措施研究[J].汽车与新动力，2022（5）：102-104.

[6]李永伟.新能源汽车的故障问题与维修关键技术探讨[J].时代汽车，2022（19）：166-168.

[7］李婷婷.汽车故障自诊断系统及其在汽车维修中运用的分析与研究［J］.现代职业教育，2017（29）：81-83.

[8]党妮.新能源汽车故障维修方法与关键技术探讨[J].专用汽车，2022（8）：96-98.

作者简介：

石俊锋，男，1989年生，助理讲师，研究方向为汽车商务与维修。