纯电动汽车故障诊断与控制研究
发布时间：2022-02-12 22:57
随着各个国家将汽车电气化上升为国家战略,电动汽车在我们的生活中会越来越普及,因此电动汽车的安全也受到了越来越广泛的关注,为了使电动汽车的整车安全系数尽可能的提高,就需要对车辆的安全设计机制进行多方面的考虑。整车控制器作为电动汽车三大核心控制器之一,需要根据整车安全设计要求进行相关故障诊断与安全控制,从而使电动汽车具有更高的安全等级和驾驶舒适性。本文基于整车控制器在车辆开发设计中承担的角色,使用故障诊断相关理论和容错性故障控制机制,从四个角度进行了电动汽车的故障诊断与控制率重构设计,具体内容如下:1.基于目标样车的整车电源工作机制,进行了电压失效模式分析,进一步提出诊断策略;根据加速踏板传感器信号采集方式,对信号失效模式分析,并进行故障诊断和控制率重构;对采用双路互锁信号的制动踏板和带真空助力的制动系统,从车辆对制动的要求出发,进行了制动故障识别与控制;从CAN信号传输的机制,对整车CAN通信中出现的失效进行逐层分析,并提出诊断和控制策略。2.基于Matlab/Simulink软件和故障诊断与控制策略,搭建了整车控制策略中的子故障诊断模型,并结合已有的故障诊断模块构建了整车故障拓扑结构模...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１故障诊断方法分类??Ｆｉｇ?１．１?Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｆａｕｌｔ?ｄｉａｇｎｏｓｉｓ?ｍｅｔｈｏｄｓ??基于解析数学模型是利用比较法从而求出偏差的思想进行诊断的，该方法??３??
??．｜ＥＸ业大学专业硕士研究生学位论文???制动意愿，若制动过程中出现制动踏板失效就会导致了车辆失控，所以需要增??力［Ｉ措施尽可能避免出现上述现象。为了在汽车设计中将功能安全进行标准化，??国际标准化姐织（ＩＳＯ）制定了功能安全歸：际标准ＩＳＯ?２６２６２?［３９］，该标准中主要强??调汽车安全生命周期和汽车安全完整性等级（ＡＳＩＬ）［４气如今，我属在汽车电??子电气系统设计时也ｊｆ始接轨ＩＳＯ?２６２６２，将车辆设计中可能存在的风险尽郇??能降低，从而给驾乘人员的生命和财产提供保障＊??安全设计的第一步是情景分析和危险识别，即通过相关的情况分析将车辆??设计可能存在的风险识别出来。这些需要将可能引发危险的操作环境以及操作??的方式囊括其中，并且需要考虑在合理操作时以及可预见的错误操作时的情??况＾完成风险识别后，就需要对风险按照一定安全机制进行合理分级，这样才??可以设定安全目标，并按照不词的风险等级采取对应的应对措施来规避。具体??的分析流程如图１．２所录￥??（根据风险参数进行危害分类）??（尽可能降低危险系数）??图１．?２系统安全设计流程??Ｆｉｇ?１．２?Ｓｙｓｔｅｍ?ｓｅｃｕｒｉｔｙ?ｄｅｓｉｇｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ??１．３．２电动汽车诊断与拴制现状??近些年来隨着电动汽车的普及，为了使电动汽车具有更高的安全性，相关??的故障诊断与控制研究也在与日俱增，其中，生要分布在电池系统、电机系统、??整车控制系统以及整车ＣＡＮ通信方面。??华南理Ｉ：大学的徐艳民对电动汽车动力电池失效模式和效果进行分析，提??出了退役电池梯次利甩在线和离线诊断技术，并搭建电池故障诊断硬件系统进??６??
?第二章整车控制器的工作与诊断机制???第二章整车控制器的工作与诊断机制??２．１整车控制器工作机制??整车控制器作为纯电动汽车的三大核心控制器（电机控制器及电池管理系??统）之一，其通过硬线或ＣＡＮ总线同整车其他控制单元进行．息交并对??接收的信息做安全处理，进而判断各个子控制单元和整车系统的状态。整车控??制器综合当前车辆状态做出合理的指令给其他控制单元，从而控制各子控制单??元按照驾驶员指令安全有序的作。??整车控制器工作原理架构图如图２．１所示，主要有儀号采集模块、电源模??块、功能逻辑处理模块以及信号输出模块，其中电源模块是微控制器的动力来??源，功能逻辑处理模块是处理器执行整车控制程序的核心模块。??电源模块??ｍ?ＣＡ?——??加速踏板传感器——：光?Ｎ?当前车速??制动踏板传感器?ｆ??＾电总＿仪续航里程??温度传感器?Ｈ?Ｉ?隔线圓表电池电量??……?Ｓ?／ｒ／?离?接?……??号?微?《?ｕ??控??制??器?％?ｉ??§５５？?Ｊ?ｆ?－了??ＳＩ?：二養一一雪；７二，能??……＝叫霉?｜?Ｓ??光电隔离??高速ＣＡＮ总线接口??Ｉ?Ｉ?Ｉ??电机电池?充电?监控?，??ＥＣＵ?ＥＣＵ?ＥＣＵ?ＥＣＵ??图２．?１整车控制器架构图??Ｆｉｇ?２．１?Ｖｅｈｉｃｌｅ?ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ?ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ??２．１．１硬线信号??硬线倩号采集分为模拟倩号采集和开关纛信号采集，模拟信号输入ｄ般有加??９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]电动汽车电池安全事故分析与研究现状[J]. 陈泽宇,熊瑞,孙逢春. 机械工程学报. 2019(24)
[2]纯电动汽车电子加速踏板失效诊断和安全机制的研究[J]. 孙振耀,孙仁云,王瀚,张杨,杨文浩. 湖北汽车工业学院学报. 2019(01)
[3]纯电动汽车电子加速踏板可靠性控制研究[J]. 邓元望,吴浩,陈宇,郑潮雄. 湖南大学学报(自然科学版). 2016(08)
[4]基于小波分析的故障检测技术研究[J]. 张德保,沈鹏. 舰船电子对抗. 2012(02)
[5]电动汽车在碰撞试验中的电气安全[J]. 王凯,李向荣,白鹏. 汽车安全与节能学报. 2012(01)
[6]小波分析在发电机转子绕组匝间短路故障诊断中的应用[J]. 褚岩. 沈阳工程学院学报(自然科学版). 2011(04)
[7]汽车电子电气系统的功能安全标准ISO26262[J]. 刘佳熙,郭辉,李君. 上海汽车. 2011(10)
[8]针对传感器故障的容错控制方法研究[J]. 李一强,王雪梅. 石油化工自动化. 2010(06)
[9]频域分析及其在离心式压缩机故障诊断中的应用[J]. 何燕慧,程香平. 甘肃科技. 2009(05)
[10]基于定性模型的故障诊断方法[J]. 高伟,邢琰,王南华. 空间控制技术与应用. 2009(01)
博士论文
[1]电动汽车退役锂离子动力电池故障诊断及梯次利用关键技术研究[D]. 徐艳民.华南理工大学 2018
[2]车用锂离子动力电池热失控诱发与扩展机理、建模与防控[D]. 冯旭宁.清华大学 2016
[3]船舶动力定位容错控制方法研究[D]. 宁继鹏.哈尔滨工程大学 2013
[4]几类线性系统的容错控制器设计方法研究[D]. 龚新平.哈尔滨工程大学 2012
硕士论文
[1]基于注入法的电动汽车永磁同步电机故障诊断技术研究[D]. 黄金金.哈尔滨工业大学 2019
[2]基于MC9S12XEP100的某型纯电动汽车故障诊断系统设计[D]. 刘绪洪.吉林大学 2018
[3]基于UDS协议的纯电动汽车整车控制器故障诊断研究[D]. 沈凯.湖北汽车工业学院 2017
[4]纯电动客车整车控制系统故障诊断与容错控制策略研究[D]. 张振兆.吉林大学 2017
[5]电动汽车碰撞后电气安全研究[D]. 朱永扬.河北工业大学 2017
[6]轻型载货汽车制动系统问题分析与优化设计[D]. 张伟.山东大学 2017
[7]新能源汽车电控系统通信协议与故障管理的实现[D]. 何红芬.华南理工大学 2016
[8]电动汽车VCU故障诊断系统开发与测试[D]. 杜德清.吉林大学 2016
[9]基于冗余技术的CAN总线可靠性研究[D]. 黄龙.武汉理工大学 2014
[10]混合动力汽车故障诊断及容错策略的研究[D]. 董威.吉林大学 2007
本文编号：3622536
【文章来源】：合肥工业大学安徽省211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１故障诊断方法分类??Ｆｉｇ?１．１?Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｆａｕｌｔ?ｄｉａｇｎｏｓｉｓ?ｍｅｔｈｏｄｓ??基于解析数学模型是利用比较法从而求出偏差的思想进行诊断的，该方法??３??
??．｜ＥＸ业大学专业硕士研究生学位论文???制动意愿，若制动过程中出现制动踏板失效就会导致了车辆失控，所以需要增??力［Ｉ措施尽可能避免出现上述现象。为了在汽车设计中将功能安全进行标准化，??国际标准化姐织（ＩＳＯ）制定了功能安全歸：际标准ＩＳＯ?２６２６２?［３９］，该标准中主要强??调汽车安全生命周期和汽车安全完整性等级（ＡＳＩＬ）［４气如今，我属在汽车电??子电气系统设计时也ｊｆ始接轨ＩＳＯ?２６２６２，将车辆设计中可能存在的风险尽郇??能降低，从而给驾乘人员的生命和财产提供保障＊??安全设计的第一步是情景分析和危险识别，即通过相关的情况分析将车辆??设计可能存在的风险识别出来。这些需要将可能引发危险的操作环境以及操作??的方式囊括其中，并且需要考虑在合理操作时以及可预见的错误操作时的情??况＾完成风险识别后，就需要对风险按照一定安全机制进行合理分级，这样才??可以设定安全目标，并按照不词的风险等级采取对应的应对措施来规避。具体??的分析流程如图１．２所录￥??（根据风险参数进行危害分类）??（尽可能降低危险系数）??图１．?２系统安全设计流程??Ｆｉｇ?１．２?Ｓｙｓｔｅｍ?ｓｅｃｕｒｉｔｙ?ｄｅｓｉｇｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ??１．３．２电动汽车诊断与拴制现状??近些年来隨着电动汽车的普及，为了使电动汽车具有更高的安全性，相关??的故障诊断与控制研究也在与日俱增，其中，生要分布在电池系统、电机系统、??整车控制系统以及整车ＣＡＮ通信方面。??华南理Ｉ：大学的徐艳民对电动汽车动力电池失效模式和效果进行分析，提??出了退役电池梯次利甩在线和离线诊断技术，并搭建电池故障诊断硬件系统进??６??
?第二章整车控制器的工作与诊断机制???第二章整车控制器的工作与诊断机制??２．１整车控制器工作机制??整车控制器作为纯电动汽车的三大核心控制器（电机控制器及电池管理系??统）之一，其通过硬线或ＣＡＮ总线同整车其他控制单元进行．息交并对??接收的信息做安全处理，进而判断各个子控制单元和整车系统的状态。整车控??制器综合当前车辆状态做出合理的指令给其他控制单元，从而控制各子控制单??元按照驾驶员指令安全有序的作。??整车控制器工作原理架构图如图２．１所示，主要有儀号采集模块、电源模??块、功能逻辑处理模块以及信号输出模块，其中电源模块是微控制器的动力来??源，功能逻辑处理模块是处理器执行整车控制程序的核心模块。??电源模块??ｍ?ＣＡ?——??加速踏板传感器——：光?Ｎ?当前车速??制动踏板传感器?ｆ??＾电总＿仪续航里程??温度传感器?Ｈ?Ｉ?隔线圓表电池电量??……?Ｓ?／ｒ／?离?接?……??号?微?《?ｕ??控??制??器?％?ｉ??§５５？?Ｊ?ｆ?－了??ＳＩ?：二養一一雪；７二，能??……＝叫霉?｜?Ｓ??光电隔离??高速ＣＡＮ总线接口??Ｉ?Ｉ?Ｉ??电机电池?充电?监控?，??ＥＣＵ?ＥＣＵ?ＥＣＵ?ＥＣＵ??图２．?１整车控制器架构图??Ｆｉｇ?２．１?Ｖｅｈｉｃｌｅ?ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ?ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ??２．１．１硬线信号??硬线倩号采集分为模拟倩号采集和开关纛信号采集，模拟信号输入ｄ般有加??９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]电动汽车电池安全事故分析与研究现状[J]. 陈泽宇,熊瑞,孙逢春. 机械工程学报. 2019(24)
[2]纯电动汽车电子加速踏板失效诊断和安全机制的研究[J]. 孙振耀,孙仁云,王瀚,张杨,杨文浩. 湖北汽车工业学院学报. 2019(01)
[3]纯电动汽车电子加速踏板可靠性控制研究[J]. 邓元望,吴浩,陈宇,郑潮雄. 湖南大学学报(自然科学版). 2016(08)
[4]基于小波分析的故障检测技术研究[J]. 张德保,沈鹏. 舰船电子对抗. 2012(02)
[5]电动汽车在碰撞试验中的电气安全[J]. 王凯,李向荣,白鹏. 汽车安全与节能学报. 2012(01)
[6]小波分析在发电机转子绕组匝间短路故障诊断中的应用[J]. 褚岩. 沈阳工程学院学报(自然科学版). 2011(04)
[7]汽车电子电气系统的功能安全标准ISO26262[J]. 刘佳熙,郭辉,李君. 上海汽车. 2011(10)
[8]针对传感器故障的容错控制方法研究[J]. 李一强,王雪梅. 石油化工自动化. 2010(06)
[9]频域分析及其在离心式压缩机故障诊断中的应用[J]. 何燕慧,程香平. 甘肃科技. 2009(05)
[10]基于定性模型的故障诊断方法[J]. 高伟,邢琰,王南华. 空间控制技术与应用. 2009(01)
博士论文
[1]电动汽车退役锂离子动力电池故障诊断及梯次利用关键技术研究[D]. 徐艳民.华南理工大学 2018
[2]车用锂离子动力电池热失控诱发与扩展机理、建模与防控[D]. 冯旭宁.清华大学 2016
[3]船舶动力定位容错控制方法研究[D]. 宁继鹏.哈尔滨工程大学 2013
[4]几类线性系统的容错控制器设计方法研究[D]. 龚新平.哈尔滨工程大学 2012
硕士论文
[1]基于注入法的电动汽车永磁同步电机故障诊断技术研究[D]. 黄金金.哈尔滨工业大学 2019
[2]基于MC9S12XEP100的某型纯电动汽车故障诊断系统设计[D]. 刘绪洪.吉林大学 2018
[3]基于UDS协议的纯电动汽车整车控制器故障诊断研究[D]. 沈凯.湖北汽车工业学院 2017
[4]纯电动客车整车控制系统故障诊断与容错控制策略研究[D]. 张振兆.吉林大学 2017
[5]电动汽车碰撞后电气安全研究[D]. 朱永扬.河北工业大学 2017
[6]轻型载货汽车制动系统问题分析与优化设计[D]. 张伟.山东大学 2017
[7]新能源汽车电控系统通信协议与故障管理的实现[D]. 何红芬.华南理工大学 2016
[8]电动汽车VCU故障诊断系统开发与测试[D]. 杜德清.吉林大学 2016
[9]基于冗余技术的CAN总线可靠性研究[D]. 黄龙.武汉理工大学 2014
[10]混合动力汽车故障诊断及容错策略的研究[D]. 董威.吉林大学 2007
本文编号：3622536
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