純電動客車在線診斷系統設計及應用

陳順東，尹 劍

（安徽安凱汽車股份有限公司，合肥 230051）

隨著新能源的日益提倡和發展，電動客車的需求與日俱增。然而一直以來，純電動客車的生產過程繼承于傳統車的生產方式，在調試過程中，由于各個部件的控制信號比較多，所以必須要各個關鍵部件的技術人員同時參與，大家相互交流，彼此配合，協力完成純電動客車的安裝和調試。這種協作、合作的方式卻經常由于各個技術人員水平的參差不齊，或因彼此表達方式不同，導致電動客車的調試進程非常緩慢，10 個人平均每天能夠調試2～3 輛車，這種生產速度遠遠跟不上如今純電動客車的需求量，這種傳統的調試方式也成為了純電動客車批量生產的致命瓶頸。因此，必須研發一個調試系統，它必須有一定的調試規則，必須有一定的合格要求，更必須要解放技術人員且保證每輛電動客車的優質性能和極低故障率。本文闡述一種純電動客車在線診斷平臺，它不但具有純電動客車在線診斷功能，也具備系統參數的標定功能，本文詳述整車故障在線診斷功能的實現。

1 系統組成及設計

所研制的電動客車在線診斷系統網絡結構[1]見圖1。

1.1 系統的組成

該系統主要分為兩個部分：

1）信息采集系統。主要由圖1 中虛線以左的CAN網絡部件組成。該系統中的各個部件主要有兩方面的功能：一方面將自己當前的狀態信息根據整車通訊協議發送到整車CAN 網絡[2]；另一方面監測CAN 網絡上是否有與自己對話的CAN 信息，如果有，則接受處理[3-4]。

2）信息分析處理和診斷系統。其信息通訊來源主要是圖1 中的在線診斷接口。CAN 信息收發器通過CAN 診斷接口，一方面將整車CAN 網絡的信息轉換成USB 通訊信息發送給電腦平臺，在電腦上運用Labview對接受到的信息進行處理分析[5-6]；另一方面將電腦平臺上的控制信息發送到整車CAN 網絡，讓對應的CAN網絡部件進行分析處理。

由圖1 可知，電動客車上的各個關鍵部件之間的通訊主要是靠整車CAN 網絡，其特點在于，相同CAN 網絡中的任何CAN 節點均可以與該CAN 網絡中的任意一個其它節點通訊[7]。本文涉及的在線診斷系統就是作為一個整車CAN 網絡接入點對整車狀態信息進行監控和調試。

1.2 系統的設計

1）通訊協議設計。為保證設計的在線診斷系統能夠滿足于大部分電動客車，與整車CAN 網絡進行通訊的通訊協議采用的是國家標準CAN 協議——SAE J1939 CAN2.0 協議，CAN 信息幀的打包和解析均按照SAE J1939 標準的CAN 擴展幀規則來處理。

2）在線診斷平臺設計。采用Labview軟件進行分析處理，根據定義的CAN 通訊協議，將CAN 收發器接受到的CAN 信息按照協議規則分門別類，并且解釋出CAN 信息中的當前狀態信息，用按鈕、進度條、顯示燈等直觀的控件來顯示各部件的當前狀態信息[8]。同時把診斷平臺的控制按鈕信息翻譯成整車CAN 網絡各部件能夠識別的CAN 信息，實現廣播式的彼此通訊[4]。

2 設計成果及應用

所設計的在線診斷系統針對整車控制器、電機控制器、電池管理系統、絕緣監測設備等各個關鍵模塊都有相應的診斷系統平臺，可以直觀地看到相應模塊的當前信息及故障。由于篇幅原因，下面只介紹整車控制器診斷平臺。

如圖2 所示，診斷平臺包含有檔位、制動、油門等整車當前參數信息顯示。這些狀態顯示與實車參數的誤差為10～100 ms，完全滿足人類的反應需求[9]。

圖2 中另外加有風扇1 開關、風扇2 開關、水泵開關、打氣泵開關和充電繼電器開關，這幾個開關都是由整車控制器來控制開啟和關閉的。整車控制器診斷平臺可以通過這些按鈕直接命令整車控制器對這些部件進行強制開啟和關閉，以檢驗各個部件系統是否完好受控[7]。

圖2 中另有水位低、故障診斷信號、故障指示燈等指示燈。這些指示燈直接反應整車故障，故障更新周期為10-100 ms[10]，可以實時地反應整車的故障，方便故障診斷和維護。

該在線診斷系統平臺已經在我公司純電動客車生產上普及應用，純電動客車日生產速度由2～3 輛/天提升到13～14 輛/天，實現了生產效率的大幅度提升。由于系統的說明和指示都是通俗易懂的圖標和漢字，純電動客車調試人員調試過程簡單易懂，對純電動客車的系統原理理解更深、更透。該在線診斷系統平臺大大提升了我公司純電動客車的生產效率和質量。

3 結束語

本文介紹了一種可以實時監測整車信息的在線診斷平臺，通過診斷平臺，可以很直觀地了解模塊的詳細信息，并且可以使用診斷平臺上的控制按鈕進行模塊硬件檢測，解放了各模塊的技術人員，對電動客車的調試和診斷維護有很大的作用，為電動客車大批量生產提供了堅實的基礎。

[1]羅峰.汽車CAN 總線系統原理、設計與應用[M].北京：電子工業出版社，2010.1.

[2]蔡興旺.汽車構造與原理[M].北京：機械工業出版社，2010.1.

[3]張桐.精通Labview 程序設計[M].北京：電子工業出版社，2008.12.

[4]林靜.Labview 虛擬儀器設計從入門到精通[M].北京：人民郵電出版社，2010.7.

[5]白云.基于Labview的數據采集與處理技術[M].西安：西安電子科技大學出版社，2009.3.

[6]曲麗榮.Labview、Matlab 及其混合編程技術[M].北京：機械工業出版社，2011.4.

[7]宋陽見.汽車電器構造原理與維修[M].北京：北京大學出版社，2009.8.

[8]付家才.Labview 工程實踐技術[M].北京：化學工業出版社，2010.9.

[9]王福明.Labview 程序設計與虛擬儀器[M].西安：西安電子科技大學出版社，2009.6.

[10]陳樹學.Labview寶典[M].北京：電子工業出版社，2011.3.