基于MC9S12XEP100的某型纯电动汽车故障诊断系统设计

发布时间：2020-06-23 10:26

【摘要】：传统汽车带来的环境污染和能源消耗问题亟待解决,这几年来我国大力支持发展新能源汽车,纯电动汽车具有无废气排出、低噪音、能量转换率相比传统汽车高、可回收制动和下坡能量等特点,使得纯电动汽车更被人们接受。但是目前纯电动汽车大部分只是在试运行阶段,故障率比较高;纯电动汽车的自动化程度及电气化程度很高,而能掌握纯电动汽车高新技术的维修专家也很急缺;纯电动汽车制造厂的相关诊断标准各不相同,因此导致维修厂诊断不同品牌的纯电动汽车维修成本高的问题。同时,纯电动汽车在行驶过程中高压器件等的损坏都会引起致命事故,因此开发纯电动汽车车载故障诊断系统尤为必要。设计一款更智能化、更人性化、更安全化的纯电动汽车故障诊断系统需要更为智能化的“大脑”控制,而作为“大脑”的整车控制器是整车的核心部件,其控制着整车系统的上下电、运行状态等功能,并加入基于CAN总线的故障诊断功能,一旦出现汽车故障,整车控制器读取相关故障数据帧,实时监测各子系统部件的技术状况,并进行相应故障判断及策略处理,以提高纯电动汽车使用可靠性和安全性,给纯电动汽车的维修工作提供可靠、精确的判断依据。论文分析了纯电动汽车故障诊断系统的背景与意义,介绍了国内外研究现状。对ISO 15765故障诊断协议的结构体系进行了深入分析,并制定了基于ISO 15765的故障诊断通信协议:对应用层诊断服务、数据链路层CAN扩展帧进行了设计;依据各个子系统的需求,设计了CAN报文协议;在对网络层向应用层提供服务的内容以及网络层协议单元进行分析的基础上,对数据流的控制管理方法进行了设计,并对某型纯电动汽车的诊断通信协议进行了开发。论文设计了基于整车控制器的故障诊断总体方案,构建了纯电动汽车的各动力系统故障诊断架构,制定了纯电动汽车的故障诊断代码和故障诊断机制,对故障级别进行了划分,完成了对各动力系统故障诊断设计。开发了纯电动汽车故障诊断平台,基于MC9S12XEP100芯片完成了整车控制器故障诊断硬件设计;并对整车控制器软件,包括控制器主程序、模拟量采集、故障诊断等进行了程序设计;完成了诊断上位机,包括读取故障码程序、清除故障码程序和读取数据流等软件界面的设计。为验证论文所开发的纯电动汽车故障诊断系统的可用性及可行性,搭建了基于dSPACE的纯电动汽车硬件在环系统测试平台,并注入相关故障进行模拟测试,测试结果证明纯电动汽车故障诊断系统满足功能需求。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U472
【图文】：

电压传感器,电流传感器,电子控制器,上位机

图 4.1 故障诊断系统平台中，上位机通过 CAN 网络向电子控制器提出服务馈服务响应，与上位机建立通信连接，完成诊断的整车控制器电池控制器动力电池电压传感器电流传感器温度传感器电压传感器电流传感器温度传感器电机控制器驱动电机电压传感器电流传感器温度传感器电压传感器电流传感器温度传感器转速传感器空调变频器电压传感器电流传感器温度传感器仪表板电压传感器电流传感器PC上位机电压传感器电流传感器温度传感器

供电电路,电压调节模块,引脚

称标准电压功能描述DDX3/VDDX4 5.0V为 I/O 驱动端口外部供电、SSX3/VSSX4 0R 5.0V外部供电、接地引脚，为部电压调节模块供电 1.8V为 MCU 供电2/VSS3 0F 2.8V 为 MCU NVM 供电1 5.0V 外部供电引脚，为芯片内部 A1 0为电压调节模块供电 5.0V为 AD 转换模块提供参考电 0LL 1.8V为锁相回路供电和接地，内使能引脚L 0入电容和电感可有效降低控制器波动供电电压的产生，还可提高控制器的电磁兼容性。供电电路如图 4.3

【参考文献】