电动汽车电控系统故障诊断探析.pdf
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1、汽车测试报告88汽车安全技术电动汽车电控系统故障诊断探析吴晓金(重庆电子工程职业学院 重庆 401331)摘要:电动汽车作为一种环保、高效的交通工具,已经成为汽车行业的重要发展方向。而随着电动汽车的快速发展,电控系统也在不断发展,其对于电动汽车的性能、安全性和可靠性具有关键作用。然而,由于电动汽车电控系统具有复杂性和多样性,所以其故障变得更加复杂,增加了故障诊断的难度。该文阐述电动汽车电控系统的工作原理,分析电动汽车电控系统主要部件的故障,并对相关诊断方法展开论述,以促进电动汽车电控系统故障诊断技术的进一步发展,提高电动汽车的可靠性和安全性,助力新能源汽车行业的发展。关键词:电动汽车;电控系统
2、;故障诊断作者简介:吴晓金,重庆电子工程职业学院高级工程师,研究方向为汽车结构设计与仿真、汽车智能控制。1 电动汽车电控系统概述电控系统是电动汽车的核心部件之一,负责控制电池、电机、充电器和辅助电子设备等关键部件的运行和协调。然而,随着电动汽车使用时间的延长,电控系统故障的发生概率也随之增加,成为制约电动汽车发展和使用的重要因素之一1。对电动汽车电控系统故障进行诊断可以确保电动汽车的性能和安全性。然而,由于电控系统的复杂性和多样性,故障的诊断变得更加困难。因为电动汽车具有独特的电池管理系统、电机控制系统和充电系统等,传统的汽车故障诊断方法难以被直接应用于电动汽车。因此,针对电动汽车电控系统的故
3、障诊断需要研发出专门的诊断方法和技术。2 电动汽车电控系统工作原理电动汽车电控系统由电池管理系统、电机控制器、车载充电器、各类传感器等组成。电池管理系统负责监测电池组状态、平衡电池电压和电流,电机控制器负责根据驾驶需求控制电机的转速和转矩,车载充电器负责进行电能转换和充电管理,各类传感器则负责反馈车辆运行参数2。在启动过程中,电池管理系统准备就绪,向电机控制器和其他用电设备供电。电机控制器接收到启动信号,驱动电机运转,通过变速箱提供动力。在加速过程中,根据油门踏板,电机控制器可精确控制电流大小、方向,实时调节电机速度,再通过差速器等传递动力。在制动时,电机变为发电机,进行能量回收并充电。车载充
4、电器与外部电源连接进行充电管理。电池管理系统则对电池状态进行监测与保护。3 电动汽车电控系统主要部件故障3.1电机控制器故障电机控制器是电动汽车电控系统中的关键部件之一,负责控制电动机的运行和转速调节。电机控制器故障是电动汽车电控系统中的常见故障之一,会导致电动机性能下降或无法正常工作。电机控制器是控制电动机转动的核心部件,具有进行转速调节、电流控制和保护等功能,一旦发生故障,会导致电动机无法启动或无法提供足够的转矩。例如,电机控制器的电路板损坏或电子元件失效可能导致电机无法正常运行,从而影响车辆的行驶。电机控制器故障还会使电动机的转速调节不稳定或失控。电机控制器通过对电动机的电流和电压进行控
5、制,可实现对转速和扭矩的调节,一旦发生故障,会导致电动机的转速调节失去稳定性,甚至出现失控的情况,对车辆的操控性和安全性产生严重影响。3.2电池管理系统故障电池管理系统故障会导致无法正确监测电池状态,使电池容量损失并带来安全风险,因此电池管理系统的可靠性对整车至关重要。第一,电压检测故障。电池管理系统需要实时检测每个电池芯的电压,以判断电池的充放电状态、计算剩余续航里程等。如果电压检测电路出现故障,将无法正确采集每个电池芯的电压信号,导致产生89汽车安全技术2023.7误差。这会使系统无法准确判断电池组的剩余容量,影响继续供电或充电的决策,导致电池发生损坏或里程预测错误。第二,均衡管理故障。电
6、池管理系统需要对电池组内各电池芯的电压进行均衡管理,避免个别电池过充或过放。均衡电路如果出现故障,会导致电池组内单体电压不一致,电池老化不均衡,降低电池容量,严重时可能引起单体过充或过放,造成安全隐患。此外,温度检测电路故障也会导致无法及时阻止电池过热现象的产生。3.3车载充电器故障车载充电器是电动汽车电控系统的主要部件之一,负责将外部电源的电能转换为适合电动汽车电池充电的电能。车载充电器故障是电控系统中的一个重要问题。其一,车载充电器故障可能导致电动汽车无法正常充电。车载充电器通过将外部电源的交流电转换为电动汽车电池所需的直流电,实现对电池的充电。当车载充电器发生故障,电动汽车会无法进行充电
7、,使得电池无法及时补充电能,最终影响车辆的续航能力和使用时间。车载充电器故障还可能引发安全隐患。由于车载充电器涉及高压电和大电流的转换,如果充电器设计或制造存在问题,可能导致电路短路、过载或过热等故障,进而引发相关安全事故。3.4电子电器故障在电动汽车的电控系统中,电子电器故障涉及电控系统中的各种电子元件和电器设备,可能会使整个系统的性能下降甚至无法正常工作3。其一,电子电器故障可能导致电动汽车的功能受限或失效。电动汽车的电控系统依赖于多个电子元件和电器设备的协同工作,包括传感器、控制器、开关、继电器等,其中任何一个元件发生故障,都会导致相关功能受限或无法正常工作。例如,传感器故障会导致无法准
8、确获取车辆状态信息,控制器故障会导致无法对电动机进行精确控制,开关或继电器故障可能导致电路断开或短路,这些故障会直接影响电动汽车的性能和驾驶体验。其二,电子电器故障可能会造成电动汽车的安全隐患。电动汽车的电控系统涉及高压电路、大电流传输和高功率设备,因此如果发生电子电器故障,可能导致电路短路、过载及电器设备过热等问题,进而会引发火灾、电击或其他安全事故,特别是在电池管理系统中,电子电器故障可能导致电池过放、过充、过热等问题。4 电动汽车电控系统故障诊断方法及优化4.1模型建立诊断法分析及优化对电动汽车电控系统故障进行诊断是确保电动汽车性能和安全性的关键环节之一。在故障诊断过程中,模型建立诊断法
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