電子診斷技術在新能源車輛限扭故障分析的運用

【摘" 要】結合售后現場反饋車輛限制扭矩品質問題及其故障發生的基本情況，通過已開發的電子診斷技術（診斷儀、國家監控平臺法規數據及其云診斷），分析發生故障的零件，深挖根本原因，最終提出解決方案。電子診斷技術為現場服務工程師解決故障提供有力的數據支撐。

【關鍵詞】電子診斷技術；故障檢測；國家監控平臺

中圖分類號：U463.633"""" 文獻標識碼：A""" 文章編號：1003-8639（2025）01-0043-03

Application of Electronic Diagnostic Technology in New Energy Limit Torque Fault Analysis

CHEN Yanmei

（Nanjing Iveco Automobile Co.，Ltd.，Nanjing 211806，China）

【Abstract】Combined with the after-sales field feedback of the vehicle limit torque quality problems and the basic situation of failure，through the developed electronic diagnosis technology：diagnosis instrument，national monitoring platform regulatory data and cloud diagnosis，analyze the faulty parts and explore the root cause，and finally propose a solution. Electronic diagnostic technology provides field service engineers with powerful data support for troubleshooting.

【Key words】electronic diagnosis；fault detection；national monitoring platform

0" 前言

隨著中國經濟的持續發展，汽車成為了人們日常生活中不可或缺的交通工具，汽車的普及率在最近十幾年里得到大幅提升。伴隨著電子信息技術的發展，如今汽車上應用了越來越多的新技術，特別是汽車電子信息類技術占到了新技術的70%以上，使得新環境下汽車維修技術發生了很大變化。為了適應新環境下汽車技術發展，電子診斷技術顯得尤為重要[1]。

1" 電子診斷技術概論

電子診斷指的是在汽車維修中利用現代化的電子診斷設備，特殊情況下不拆機也能對汽車進行故障排查，根據電子設備的故障檢測數據做出科學故障維修方案的過程。由于汽車結構變得越來越復雜，車身上的智能化單元日益增加，導致汽車維修所需要的技術含量也越來越高，維修設備也需要越來越先進。電子診斷因具有精確、使用方便和檢測數據穩定可靠等優點而受到維修師的青睞。診斷過程中，能夠通過預先設定好的代碼將汽車的故障點反饋出來。通過代碼查詢，從而確定汽車各個部位的故障[2]。

2" 電子診斷技術的運用

2.1" 售后問題描述

2024年5月23日19時50分，客戶反映新能源車輛在高速路上以時速大約100km/h的自動巡航行駛。車輛正常行駛過程中，感覺車輛突然被拖拽，同時儀表上動力受限故障指示燈以及動力系統故障指示燈點亮，自動巡航退出，時速逐步降到60km/h左右。

使用電子診斷技術診斷儀（元征X431）對車輛檢查。車輛能正常上高壓，儀表動力系統故障燈以及動力受限故障指示燈點亮，在電池管理系統內讀取當前故障碼U100C96——CAN霍爾故障。整車控制系統內讀取當前故障碼P1CB500——電池2級故障。檢查電池包外觀完好，電池包低壓線束插件緊固，高壓線束無松動。用檢測儀清除故障碼，U100C96故障碼無法清除，斷開12V電池大約15min后，再上電檢查，故障指示燈仍然點亮，再次讀取電池管理系統，仍顯示當前故障碼U100C96。經過上述檢查，初步判斷為電池內部故障。

2.2" 電池內部故障分析

對不良件電池高壓切斷單元內部電流傳感器進行原因分析，分別從外觀結構、性能測試方面進行分析。

1）外觀結構。如圖1所示，經過檢查，零部件的正反面、側面均無異常。結構的上蓋卡扣及底座螺絲孔完好無損。螺栓、螺母劃線完整無錯誤，無拆卸痕跡。低壓插件、線束連接正確，完好無損。電流傳感器、繼電器、電阻完好無損，無拆卸痕跡。

2）性能測試。對不良件電池高壓切斷單元內部電流傳感器進行導通測試（圖2）、耐壓測試和精度測試。導通測試結果（表1）為：線束100%導通，各回路100%導通，預充回路電阻60Ω+3Ω。

采用圖2定義的測試點（表2），耐壓測試要求2500V AC，時間60s，漏電流＜1mA；絕緣測試要求1000V DC，時間60s，阻值≥550MΩ。

對內部2個型號的電流傳感器進行進度測試。其中一個型號的電流傳感器OA電流采樣驗證FALL，要求0+0.01A，實測值＞10000A，該型號傳感器異常。故障電流傳感器更換后，OA電流采樣驗證、100A、220A正反向加載測試結果OK。更換電流傳感器后BDU導通、絕緣耐壓和繼電器吸合等電性能綜合測試結果OK。用P-CAN設備測試該電流傳感器，報錯：ff ff ff ff 85 ca b5 16，內部故障碼0X42，表明磁通門不振蕩。拆解故障件電流傳感器，測量D1二極管、T3 Mos管、T10 Mos，發現阻值有異常。故障傳感器內部電路如圖3所示。

故障件電流傳感器應用魚骨圖進行原因分析[3]，所有可能導致診斷儀失效故障的原因分析如圖4所示。經過分析和查驗可追溯記錄，原因可能是元件本身異常或使用環境出現異常。又因該元件已經投產7年之久，品質一直穩定，所以故障件傳感器的D1和T10燒蝕損壞、T3受熱表面熔損是車輛行駛過程中產生大電流所導致，需分析故障發生時的整車工況是否有異常導致電流傳感器失效。

2.3" 電子診斷技術運用

通過診斷儀的分析并未找到車輛故障的真正原因。車輛運行中，現場不具備錄報文的條件，要查找具體的原因就得借助先進的電子診斷技術。該車型為新能源車型，國家法規要求數據需要上傳，國家監控平臺數據如圖5所示。由圖5可知，故障發生時間報了兩個故障，十進制轉化為十六進制，分別為1CB5 002F、1CC6 002E。經查詢，該車具有電池二級故障和電機三級故障。

通過云診斷平臺下載當日數據（圖6），發現VCU云診斷觸發了N次，5個故障代碼，其中報有電池二級故障和電機三級故障。ESC云診斷觸發了N次，1個故障代碼。FVCM云診斷觸發了16次，2個故障代碼。FICM云診斷觸發了8次，1個故障代碼。EPMCU云診斷觸發了8次，4個故障代碼。根據故障代碼分析，初步分析為電機三級故障容易產生異常電流。

如圖7所示，結合云診斷的CAN報文進行分析，車輛在進行高速行駛時（n=4480r/min，T=47N·m），控制器外發的所有報文周期發生異常（報文周期為120ms左右），報文周期異常后ErrorCode上報故障碼為3（上橋臂IGBT故障）和60（時間監控故障），報文周期異常持續900ms后系統發生復位。由于DTC碼上報的周期為1s，系統900ms后發生復位，所以總線上報的只有上橋臂的故障碼。異常點：①報文周期異常持續900ms；②MCU報IGBT上橋臂故障；③MCU報時間監控故障；④復位；⑤UDS中未有故障信息。

依據復位故障分析圖（圖8）對復位故障原因進行分析。復位時間和報文中時間一致；PGA411、GD3100、SBC35584等的SPI通信中斷無法執行，導致SPI通信超時，觸發時間監控故障，同時報文周期被拉長；core0主循環卡滯，UDS無法執行，所以故障信息無法存儲。因而復位原因是core0卡死，core0看門狗復位。

依據Core0卡滯故障分析圖（圖9）對core0卡滯原因進行分析。core0、core1、core2中均有調用Delay函數任務，假設該位置時TIM0.U=0XFFFFFFFF，CAP.U=0；其他內核由于SPI總線仲裁，再次讀取TIM0.U，由于TIM0.U還在累加，讀取的TIM0.U會變為0，并且更新CAP，讀取的TIM0鎖定CAP的機制失效，因為高32位被中斷插入導致讀取錯誤，錯誤的結果導致STM計數器比期望值大232，錯誤加長的時間為：232/（100×106）≈42.95s，最終導致軟件卡滯在該位置（42.95s）。

故障注入總線情況如圖10所示。模擬中斷函數Task_Int_PwM_CPU0（Void）中Delay_us（2）卡滯進行測試。電流變化斜率為12.3A/us。通過總線報文可以發現，PWM卡滯，相當于施加直流電壓給交流電機，電機在運行過程中反電動勢和直流電壓疊加時，電壓增大，電流增大，觸發IGBT過流。故障現象一致，且第7次注入故障時電流傳感器損壞。

因為高32位被中斷插入導致讀取錯誤，導致讀取TIM0值錯誤，即時間多了42.95s。所以，修改函數，取消高32位的讀取。通過測試驗證，該修改措施確實有效。

3" 結論

基于現代科學技術，依托于互聯網，電子診斷技術在汽車檢測維修中起到了至關重要的作用，深受維修人員以及駕駛人員的喜歡。電子診斷技術通過判斷汽車檢測的信號數據可以精準判斷出故障點，減少了檢測判斷的時間，提高了維修效率。通過案例描述也可以看出電子診斷技術在新能源車型的運用非常重要，能夠幫助技術人員找到真正的原因，以免故障擴大出現更嚴重的后果，并制定出正確的措施。

參考文獻

[1] 王旭東.基于新環境下汽車維修發展淺談[J].汽車實用技術，2020（23）：255-256.

[2] 黃烈然，田青云. 電子診斷技術在汽車售后服務中的運用[J].內燃機與配件，2022（1）：178-180.

[3] 王邵龍，姜帆. 某車型售后診斷儀失效故障問題排查[J].汽車電器，2019（10）：76-77.

（編輯" 楊凱麟）