基于無線通信的電動汽車故障診斷儀設計*

于蘭 李志平 辛明華 周能輝

（天津清源電動車輛有限責任公司）

目前，世界范圍內都在推動電動汽車技術的研究與使用，但在電動汽車的使用過程中，由于其控制系統部分比傳統汽車復雜，故障診斷需要綜合電池、電機及整車的參數來進行綜合判斷，目前還依賴于有經驗的工程師到現場進行診斷與維修，因此汽車故障診斷技術應用而生。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的標準進行設計，可以對某些參數進行標定。

1 故障診斷儀系統結構與功能

1.1 結構

圖1示出電動汽車用手持式故障診斷儀的系統架構圖。由圖1可以看出，該診斷儀的系統架構及工作方式為：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，現場維修人員可以選擇是否將該故障碼通過無線網絡發送給遠程故障診斷服務器。如果選擇不發送，現場人員則根據故障碼對現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，現場維修人員需等待遠程故障診斷服務器返回給現場維修人員的維修意見，從而指導現場人員的工作。

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絡遠程發送給遠程故障診斷服務器，用于指導其它遠程故障診斷，同時清除ECU單元中的故障碼。如果現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器，遠程故障診斷服務器將診斷數據庫中對應于該故障碼的診斷信息反饋給現場人員，現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，當現場維修人員對一些參數進行標定時，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場標定，如果對一些標定參數不能確定，可以請求遠程故障診斷服務器進行遠程標定協助。

2 硬件系統架構

圖2示出該故障診斷儀硬件系統架構圖。由圖2可以看出，該診斷儀的硬件電路設計，主要包括CPU控制與外圍電路設計、CAN網絡接口電路設計、可靠性保障電路設計及電源電路設計等。

手持式故障診斷儀通過電源電路給整車設備供電，并通過CAN網絡接口讀取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送給故障診斷服務器。

3 軟件系統架構

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架構，包括手持式故障診斷儀與遠程故障診斷服務器軟件架構兩部分。

圖3示出手持式故障診斷儀軟件架構圖。由圖3可以看出，該診斷儀軟件架構包括：讀取和清除故障碼、診斷數據庫和軟件升級等。其中軟件和診斷數據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場使用人員操作的一款診斷設備。

遠程故障診斷服務器的軟件系統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據庫升級、軟件升級以及自身的數據庫升級與更新。

軟件系統的總流程，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種模式是互斥的關系，現場人員需根據具體情況對功能進行選擇。

4 結論

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