混合动力电动汽车驱动系统的故障诊断研究

摘

要汽车已成为人们日常生活和生产的不可分割的工具在许多传统汽车排放导致空气质量恶化，所需石油资源日益稀缺的情况下，各种新能源汽车出现了，混合动力汽车就是其中之一。混合动力汽车驱动系统稳定可靠的工作是混合动力车辆正常行驶的关键。因此，当混合动力车辆驱动系统存在问题时，如何准确可靠地对电动机驱动系统进行故障排除是为了确保混合动力车辆的正常运行。主要技术。在混合动力汽车驱动系统故障诊断研究的应用中，电动机、电池和电子控制系统三方面的故障是本文的主要研究重点。在电池故障诊断方法中，分析故障模式和电池故障原因电机故障诊断方法中电机结构诊断电机故障在电子控制系统故障诊断中，描述了一些消除电子控制故障的方法结果足以说明混合动力汽车驱动系统的故障诊断可以从电机，电池和电子控制三个方面进行诊断。关键词：混合动力电动汽车

驱动系统

故障诊断

AbstractAutomobilehasbecomeaninalienabletoolfordailylifeandHybridareoneofvehicleshavecomeintointheofthequalitytheofoilreliablesystemofhybridelectricistooperationofhybridTherefore,whenareproblemsinthedriveofhybridvehicles,reliablytroubleshootthedriveistoensureofthehybridtechnology.Inapplicationoffaultofhybridelectricdrivethemainofthispaperistheofthreeofmotor,Inmethod,thefailuremodecauseofbatteryfailureanalyzed.Inthemethodofmotorfaultdiagnosis,thefaultdiagnosedbymotorInfaultofthecontrolsometheelectroniccontrolfaultdescribed.thatfaultofhybriddrivesystemcanfromthreeaspects:motor,electroniccontrol.Keywords:HybridElectricSystemFaultDiagnosis

目

录摘

要...................................................................IAbstract................................................................目

录...................................................................31.论...................................................................61.1题的背及意....................................................1.2障诊断概述......................................................61.2.1故障诊断的含义和任务............................................1.2.2故障诊断技术的主要方法..........................................1.2.3故障诊断技术的发展..............................................1.3合动力动汽故障诊技术........................................81.4本文主要的研究内容................................................2.动汽车驱系统组与工作原理........................................2.2动系统构.......................................................2.3动系统作原...................................................102.4动系统障诊的必要...........................................113.动汽车驱系统故诊断方法..........................................113.1电池的障诊断....................................................113.1.1电动汽车电池的系统分析.........................................3.1.2电池故障分析...................................................3.2电机的障诊断....................................................173.2.1混合动力电动汽车驱动电机分析...................................3.2.2混合动力电动汽车驱动电机故障诊断研究...........................183.3控的故诊断.....................................................3.3.1混合动力电动汽车电控系统分析...................................3.3.2混合动力电动汽车电控系统故障诊断研究...........................204田普锐斯动系统障诊断...........................................20

4.1锐斯结组成.....................................................4.2锐斯电故障析.................................................224.2.1电池组容量下降故障诊断.........................................4.2.2电池组充电异常故障诊断.........................................4.2.3电池组放电电压低故障诊断.......................................4.2.4电源系统局部高温故障诊断.......................................4.3锐斯电故障析.................................................224.4锐斯电故障析.................................................235结..................................................................致

谢..................................................................参考文................................................................

1.绪论1.1选题的景及意义由于石油危机和人们对环境污染的危害性的关注电动汽车的发展已成为一种趋势。目前，由于车载电池各种性能的制约，电动马达与内燃机相结合的混合动力汽车已成为当前的宠儿。对于小排量发动机，发动机通常可以在高效率，低排放的区域运行，以提高能量转换率。熙熙攘攘的城市地区可以关闭内燃机，并仅靠电动机驱动，主要是为了减少燃料消耗并实现零排放。混合动力电动汽车[1]

的关键是其汽车驱动系统，各种故障中，由于变频器的原因，可能会导致整个系统出现问题。对于依赖驱动系统来行驶的混合动力汽车来说，如果没有监控驱动系统的状态，那么它的故障不仅会损坏自身，还会影响整个汽车系统的正常运行而威胁到驾驶员个人的安全和财产此时诊断故障并进行诊断非常重要。本文重点研究混合动力电动汽车驱动系统的不同故障，重点研究其故障模式，诊断故障，补偿和修复故障，确保车辆驱动系统的正常运行，保持车辆的可靠性。1.2故障诊的概述1.2.1故障断含和务我们都知道，故障的诊断有两种含义。一个是某些特殊仪器的旋转机械设备。“旋转机械振动监测仪”可用于检测此类机械设备的正常运行情;另一个是通过电脑。系统的监测分析分析和判断系统正常运行，故障原因和故障程度等问题，最后得出结论。设备故障诊断方法的研究是设备检测与诊断技术的核心设备故障诊断技术根据不同的信号类型可分为振动声音诊断，温度诊断，油液分析，频谱分析等。随着近年来人工智能技术的研究，使故障诊断渐渐向自动化和智能化发展。专家系统可以通过人机对话准确诊断各种常见故障，人工神经网络具有强大的并行计算能力，自学习功能和关联功能适用于故障分类和模式识别。在某种意义上，神经网络是基于比例的数值计算。他们有能力学习，但他们没有解释的能力。专家系统是一个基于符号的推理系统。知识获取的困难存在缺点，但具有解释功能的神经网络和专家系统具有相辅相成的优势。在故障诊断方面，两者的结合具有很好的前景[4]

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[”和1.2.2故障断术主方随着当今故障诊断技术的发展，故障诊断专家提出了大量的诊断方法。根据国际故障诊断专家的理论，故障诊断的所有方法可以分为三种类型，即分析模型，信号处理和基于知识的方法。从国内外有关资料的角度来看，线性系统故障诊断技术的研究已经比较成熟。线性系统故障诊断主要由分析冗余指导。近年来，各国专家们不断研究线性系统故障诊断技术，而且获得了很多理论成果。但与其他较成熟的理论成果相比，其应用研究需要紧迫的改进。目前，非线性系统故障诊断技术的研究不断加强，特别是控制理论，信号处理，人工智能等方法的发展，为非线性系统故障诊断的发展提供了丰富的理论依据。故障诊断和检测技术起步较晚。20纪60年代，虽然有少量的检测设备从国外进口用于研究但由于各种原因技术发展缓慢近年来随着国民经济的发展，国内汽车数量迅速增加，极大地促进了汽车诊断和检测技术的发展，成为国家“六五”重点推进项目计划“期间[基于解析模型的故障诊断方法的研究成果主要集中在线性系统深入研究非线性系统的故障诊断技术具有重要意义。强大的故障诊断也是研究的重点。尽管基于信号处理的故障诊断方法的发展比较完善，但对非线性系统的故障诊断的应用仍然有限。小波变换技术是该方法中的热门话题。基于知识的方法不需要系统的定量数学模型，因此对于复杂工业过程的研究具有实际应用价值。其中，近年来基于定性模型的方法得到了很大的发展。另外，随着人工智能的发展，基于专家系统和神经网络的故障诊断方法的研究也在不断深入。在故障诊断的理论研究和应用技术中，对特定系统中特定故障的检测，判断和预测的研究已经比较成熟。它主要分为以下两个方面。该对象的结构和参数是已知的。判断和预测所采用的方法基本上是基于序列概率法效空间法义似然法大似然法，状态观测器和滤波法的控制理论。后两者一般用于非线性故障。在这种情况下，基于知

识的推理技术结合残差分析技术的最先进的基于神经网络的状态估计和模式识别的技术是最常被用的。一旦系统故障被发现，下一步的诊断就是定位故障。这通常是诊断和检查之间的区别之一。目前，故障定位主要基于基于知识推理的专家系统技术，基于控制理论的模式识别技术和模糊识别技术故障诊断系统与通用自动测试系统和故障检测装置的区别在于可以实现故障机理分析和故障评估。目前大多数专家系统使用基于知识的推理障定位的研究还有许多成熟的技术和成功的应用基于控制理论的方法，模糊模式识别技术和人工神经网络技术等。基于知识的推理技术在诊断技术领域最为活跃，特别是人工神经网络技术的应用。它可以进一步描述物体的结构，参数和特性，特别是对于不确定物体和非线性物体。因此，神经网络系统也广泛用于各种智能应用。观测技术，小波变换技术等已经越来越成熟。当可以建立更准确的诊断对象的数学模型时，基于分析模型的方法是优选的方法。已经证明基于观测器的状态估计方法等价于等价空间方法非线性系统故障诊断的难点在于系统的数学模型难以建立。相比之下，参数估计方法比状态估计方法更适合于非线性系统，因为非线性系统的状态观测器的设计有很大困难。目前只研究一些特殊的非线性系统，常用的等效空间方法只适用于线性系统1.2.3故障断术发我们都知道由分析冗余度主导的故障诊断技术最早是在世纪年代在美国发展起来的。麻省理工学院的胡子博士论文首先提出使用分析冗余而不是硬冗余，并组织系统本身以使系统闭环稳定。通过比较观察者的输出以获得系统故障信息，标志着新技术的诞生。。中国于1980年开始这项研究了很大的成就。过数十年的专家学者的努力，国际权威专家批准了许多成果。本章前一节介绍了故障诊断的内容，分类和方法，它们一般可以反映故障诊断技术的发展。随着现代控制理论，人工智能模式识别和计算机科学的发展，相关系统故障检测与诊断技术也在发展之中。故障诊断领域的一个热门理论问题仍然是鲁棒诊断问题。特别是对于非线性系统，研究比线性系统少。深入研究非线性系统的故障诊断技术具有重要意义。

由于在故障诊断中，低阶模型一般用于描述高阶非线性对象，所以存在所谓的“非建模动态差问题误会导致操作变量出现突变可能会对系统造成较大的干扰。可能会在故障诊断系统中造成误报。目前，如何降低运行变量对故障诊断系统的影响也是一个需要解决的重要问题。任何故障诊断方法的目的都是为了提高故障检测率，降低误报率和漏报率，推断故障发生的准确时间，并定位故障并估计故障大小。由于实际系统的复杂性，识别故障时间和识别故障位置非常困难。因此，故障分离问题仍然是当前的重要研究对象。1.3混合动电动汽车障诊断技在国外，现代汽车的诊断技术主要来自工业发达国家。在20世纪年代末和70年代初，汽车诊断一般受到西方的重视，原因有三：）诊断的复杂性;2）缺乏维修人员;3）各国颁布新法律。强对车辆安全和污染的检查。有两种汽车故障诊断系统，一种安装在车辆上并具有诊断功能，一种是专用车辆仪表板自诊断系统，另一种是需要在车外进行测量的外部车辆仪器诊断系统。在世纪60年代和70年代，有一些特殊的检测设备，如法国雷诺的诊断设备，德国的梅赛德斯奔驰诊断设备以及年通用汽车公司推出的M2SAR设备。诊断技术在六十年代占主导地位，七十年代。在二十世纪八十年代，车外诊断系统有了重大发展。年，通用汽车公司推CAMS系统，福特汽车公司推出SBDS诊断系统。在20世纪年代中期，随着计算机的普及和人工智能技术的发展家们开始讨论汽车诊断的专家系统雷诺推出的系统，福特开发的专家系统工具和加拿大太平洋铁路公司。发展用于发动机油分析的系统等。近年来助成熟的燃料型诊断技术动汽车的汽车诊断技术得到了极大的发展。一方面是开发一个功能齐全的车载诊断设备，另一方面是车外诊断系统，尤其是诊断专家系统特别关注[1.4本文主的研究内电动车的研发对中国来说意义更大。电动汽车在国外已经有很长时间的研究。虽然电动汽车在20世纪之前就已经存在，但现代电动汽车是全新的机器。它与传统的电动车完全不同。它不仅是一辆运车辆而且是电动车辆中的全新电气设备系统概念，

设计技术，建模仿真，启动操作，动力执行器，动力传输，动力制动，动力控制以及这些动力负载对配电系统，故障模式和汽车电子设备的适应性。深入研究已经进行了长时间的运行评估。本文从混合动力电动汽车的电动机，电池和电气控制三个方面入手

：1.电池：对混合动力汽车电池故障的研究主要来自电池故障，整体故障和电池管理系统故障分析。其具体的故障可能来自于电压，温度，绝缘，材料和网络通讯故障等，并分别说明故障现象，列出故障原因[2]。2.电机：就电机而言，本文以感应电机为例，将故障分为致命性，严重性，一般性和次要四个故障级别根据故障级别列出了可能的故障位置析故障形式等后，根据电机驱动系统故障的整体框图，故障在电压，电流和温度方面进行处理15]

。3.电子控制系统：本文主要参考几种常规的电子控制系统故障诊断方法，对电子控制系统进行诊断并说明其相应的故障现象和注意事项。4.丰田普锐斯驱动系统的故障诊断从电池，电机和电子控制系统三方面进行。2.电动汽车驱动系统组成与工作原理2.1电动汽的定义根据国际机电委员会电动汽车技术委员会的建议混合动力电动汽车由两种或两种以上的储能装置源或转换器驱动中至少一种能够提供电能于混合电动车辆。根据这个通用定义，混合动力电动汽车有许多可能的形式，如汽油机和电池混合动力，柴油机和电池混合动力，电池和燃料电池混合动力，电池和飞轮混合动力，电池和超级电容混合动力，电池和电池混合动力等等。但是，这个定义令人困惑，很难让人接受。目前，混合动力燃料电池和电池通常被称为燃料电池电动车辆，混合动力电池和电容器被用作超级电容器，辅助动力电动车辆等，并且混合动力电动车辆特别参考现有的内燃机。机动车辆。各种地面行驶轮式车辆必须克服滚动阻力，空气阻力，爬坡阻力和跑步时的加速阻力，以使车辆正常行驶。混合动力汽车也不例外，但其动力来源是多能源动力总成[6]

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2.2驱动系结构电动机驱动系统是电动车的核心他的任务是在驾驶员的控制下将电池的能量有效转换为车轮的动能，或者将车轮的动能转化为电能并将其输入电池。从功能角度来看，电动汽车的电动机驱动系统可以分为两大电气和机械系统，驱动部分属于电气系统。电气系统由三个子系统组成：电动机，电源转换器和电子控制器。机械系统主要包括机械传动和车轮。电气和机械系统的边界形成电机的气隙，并用于完成电机的能量转换。电子控制器分为三个功能单元：传感器，中间连接电路和处理器。传感器将测量数据（如电流，电压，温度，速度，转矩和电磁通量）转换为电信号，通过连接电路将电信号调整为适当值，然后将其输入处理器。处理器的输入信号通常由中间电路放大以驱动功率转换器的半导体元件。在驱动和能量再生期间，能量源和电机之间的能量流由电力转换器调节电动机和车轮通过可选的机械传动装置连接由于电机也可以直接安装在车轮上，所以它直接由电动车轮驱动[1]

。2.3驱动系工作原理驱动系统实际上通过电力电子电路的反转来调节电池的输出电压和电流来调节电机的旋转。同时，逆变器电路还必须确保电动机在四个象限中运行，以便在下坡充电和制动时从电动机回收能量以对电池充电。在过去的几十年里，功率半导体器件技术取得了长足的进步。这些功率器件带来了额定功率和性能的革命现有的功率器件中率二极管被用作自由开关晶闸管，GTO，BJT，MOSFET等其他功率器件可从外部控制，高性能功率器件的研究仍在进行中。电力转换器技术通常随着功率器件的发展而发展，以实现高功率密度，高效率，高可控性和高可靠性。电力转换器可以是相同频率AC-DC和AC-AC转换器，不同频率的AC-AC转换器，DC-DC转换器或DC-AC转换器7]。逆变器通常分为电压输入类型和电流输入类型由于模拟电流源需要大量电感元件，因此电流供电逆变器很少用于电动车驱动器电压输入逆变器简单且能够进行双向能量转换，因此几乎所有逆变器都用于电动车辆。典型的三相全桥电压输入逆变器可以是方波，六步或脉宽调制波形，具体取决于他们的需要。例如，可以为永磁无刷直流电动机输出方波，并且可以为感应电动机输出六步波形或脉宽调制波形。然而，六步波形由

于幅度不能直接控制，其谐波已被消除。脉宽调制波形的谐波是合适的，并且在速度控制期间其基本量和频率平稳地变化。2.4驱动系故障诊断必要性如果电机是电动汽车的“心脏”，那么电气系统就是汽车的“血液”。随着用于电动车的电动装置数量的增加和电动车的概念驱动系统的可靠性除了电源的电源质量之外。可维护性和可测试性已成为人们关注的目标。如果驱动系统中的任何故障无法及时检测和纠正，故障可能会进一步扩大，导致上层系统状态发生变化，导致功能故障，影响车辆的正常运行，甚至危及安全[14]电动车驱动系统的可靠稳定运行是车辆正常运行的保证。因此，准确，可靠并且快速校正驱动系统是提高车辆运行效率的有效方法。完整的测试可以减少未检测到的故障的发生将故障诊断技术应用于电动车驱动系统故障检测是维修措施改革的重要举措。这是提高有效性和可靠性的重要条件。这是汽车的保证。操作安全，减轻维护人员的劳动强度，提高电动汽车市场竞争力是重要因素12]。3.动汽车驱动系统故障诊断方法3.1电池的故障诊断3.1.1电动车池系分动力电池是电动汽车的储能装置此对电动汽车的整体性能影响很大。为了满足纯电动车辆的整车性能，动力电池需要具有高比能量，高比功率和高充放电。效率和更长的寿命。酸铁锂电池具有寿命长使用安全电流快速充放电耐高温容量大，无记忆效应等优点，目前正在广泛研究和应用于纯电动乘用车和商用车动力电池。电动汽车的动力电池系统主要包括动力电池本体，电池管理系统（）和诸如车载充电器和DC/DC转换器之类的辅助模块。电池管理系统（BMS）检测电池组中每个单个电池的状态。综合计算后，判断整个电池系统的充电状态和健康状态，并根据它们的状态对动力电池系统进行相应的控制调整和策略实施从而实现充放电管理动力电池系统和每个单体。确保动力电池系统的安全稳定运行。电池管理系统的基本功能可以分为四个方面：检测，计算，管理和保护。具体包括数据采集，状态监测，平衡

控制，散热管理，安全保护和信息管理等功能。动力电池管理系统由硬件和软件组成。硬件可以分为两部分：主控模块和从控制模块。数据采集单元（采集模块），中央处理单元（主控模块），显示单元和均衡单元检测模块（电流传感器，电压传感器，温度传感器），泄漏检测和控制组件（熔断器件和继电器）。中央处理单元由高压控制回路和主控制板组成组成，数据采集单元由温度采集模块，电压采集模块等组成。一般采用CAN现场总线技术实现互信息通信;软件包括控制策略，实现控制策略的底层操作系统和实现检测，操作和判断的应用程序[在电动汽车启动，加速和爬坡的操作条件下，动力电池通过放电对电池管理系统（BMS）接收的车辆控制单元VCU）的指令作出响应，并为电力提供高电压能量电机驱动系统;当满足动态能量回馈条件时，动力电池反向充电，为动力电机制动产生的反向高压提供放电回路。当车载低压辅助电源不足时，动力电池通过/模块为车载低压辅助电源充电。同时，当电池电量不足时，电池管理系统（）通过总线与充电器控制器（ONC）进行通信，以完成动力电池的外部电源充电。3.1.2电池障析电池故障是指各种子系统（如电池组，高压电路或热管理，网络故障以及各种控制器硬件和软件）中的传感器故障和执行器故障（例如接触器，风扇，泵，加热器等）故障。电池本身故障是指过电压（过充电），欠压（过放电），过电流，超高温，内部短路故障，连接器松动，电解液泄漏以及绝缘降低。本文主要以磷酸铁锂电池为例，为了便于电池管理和车辆控制池故障一般分为两级级故障和二级故障下表所示：故障等级Ⅰ级故障Ⅱ级故障

故障影响不影响整车运行，但可能导致其他故障发生，影响电池寿命影响整车运行，可能出现安全问题电池故障等级（1）电池单体故障根据磷酸铁锂电池的充放电特性电动汽车实际驱动充电过程中的动力电池单元一般具有单体电压温或低温以及过充电和放电电流具体的故障现象如下表所示显示：

故障名称

故障现象

故障原因

磷酸单体电压过高单体电压过低单体温度过高

单体电压超出极限值单体电压低于规定值单体温度超出极限值

电池过冲，或保护板过压检测模块失效电池过访，或保护板欠压检测模块失效电池过冲，散热不良，或保护板过温检测模块失效

铁锂电池单体故障单体温度过低充电电流过大

单体温度低于规定值充电电流超出极限值

环境温度低电池亏电严重或充电电流与电池不匹配动放电电流过大

放电电流超出极限值

爬坡

力电池单体故障判定条件和恢复条件一般设计为具有一定的差值，是为了防止电压、温度和电流波动导致的故障误清除，确保了故障诊断的鲁棒性；也提高了动力电池的安全性。（2）电池整体故障同样的，电池模块整体的故障如下表所示：故障名称单体温度差异大单体电压差异大

故障现象电池模块内单体最高温度和最低温度差值超过规定值电池模块内单体最高电

故障原因某个或几个单体失效，或温度均衡模块失效某个或几个单体失效，或

电池总压高电池总压低绝缘过低

压和最低温度差值超过规定值动力电池电压电压超过极限电压动力电池电压低于规定值绝缘电阻低于规定值

电压均衡模块失效动力电池过充或车下长坡动力电池过放，亏电线缆受潮，或老化破损电池电量低

动力电池SOC低于规定值电池模块整体故障

动力电池过放，亏电如果单体温（或电压长时间过大则电池模块中单个电池的寿命将会相对较长，并且当寿命最短的电池单元发生故障时，整个电池模块将不得不被替换，这是极易浪费的。电池模块电压和温度差都是I类故障。池管理系统向车辆控制器发送警报信号。高电池总电压和低绝缘电阻是II类故障。（3）高压电回路故障图表故障名称

故障现象预充电失败高压互锁异常碰撞开关异常

预充电1s后电机驱动系统输入侧电压仍然达不到动力电池总电压的高压互锁异常信号使能硬线数据和CAN总线数据不一致

主接触器粘连故障（4）电池管理系统故障

主接触器反馈信号异常电池管理系统[障为CAN网络通信故障和其它故障管理系统故障分类如下图：其它故障主要指电池管理系统主板故障：如芯片最小系统晶振不起振，主板电源电压纹波大、欠\过压，传感器信号线搭铁等等。该类故障为单片机主板通用故障，不是动力电池特有的故障。电池管理系统故障诊断主要有以下几种方法：①.观察法当系统发生通讯中断或控制异常时观察系统各个模块是否有报警显示屏上是否有报警图标,再针对得出的现象一一排查。②.故障复现法车辆在不同的条件下出现的故障是不同的在条件允许的情况下,尽可能在相同条件下让故障复现,进行确认。当系统发生类似干扰现象时应逐个去除系统中的各个部件来判断是哪个部分对系统造成影响。③.替换法

当某个模块出现温度、电压、控制等异常时调换相同串数的模块位置,来诊断是模块问题还是线束问题。④.数据分析法当电池管理系统发生控制或相关故障时可对电池管理系统存储数据进行分析对CAN总线中的报文内容进行分析。电池管理系统常见故障分析：①系统供电后整个系统不工作：供电异常、线束短路或是断路、无电压输出。故障诊断：检查管理系统供电是否正常是否能达到管理系统要求的最低工作电压看外部电源是否有限流设置,导致给管理系统的供电功率不足;检查管理系统的线束是否有短路或是断路,对线束进行修改,使其工作正常外部供电和线束都正常,则查看管理系统中给整个系统供电的DCDC是否有电压输出如有异常可更换坏的模块。②电池管理系统不能和通信：主控模块未工作，CAN信号断线。故障诊断查主控模块的电源是否正常;检查CAN信号传输线是否退针或插头未插;监听CAN端口数据,是否能够收到电池管理系统或者ECU数据信息。③电池管理系统和通信部稳定：外部CAN总线匹配不良、总线分支过长。故障诊断：检测总线匹配电阻是否正确匹配位置是否正确,分支是否过长。④电池管理系统内部通信不稳定：通信线插头松动、走线不规范。故障诊断测接线是否松动;检测总线匹配电阻是否正确,匹配位置是否正确,分支是否过长。⑤绝缘检测报警：电池或驱动器漏电、绝缘模块检测线接错。故障诊断：使用显示模块查看绝缘检测数据,查看电池母线电压负母线对地电压是否正常;使用绝缘摇表分别测量母线和驱动器对地绝缘电阻。⑥电池电流数据错误：霍尔信号线插头松动、霍尔传感器损坏、采集模块损坏。

故障诊断：重新拔插电流霍尔传感器信号线检查霍尔传感器电源是否正常,信号输出是否正常;更换采集模块。⑦电池温度过高或过低：散热风扇插头松动散热风扇故障,温度探头损坏。故障诊断新拔插风扇插头线给风扇单独供电,检查风扇是否正常检查电池实际温度是否过高或过低;测量温度探头内阻。⑧不能使用充电机充电：充电机与电池管理系统通信不正常。故障诊断：更换一台充电机或电池管理系统，以确认是电池管理系统故障还是充电机故障;检查电池管理系统充电端口的匹配电阻是否正常16]

。3.2电机的故障诊断3.2.1混合力动车动机析目前，混合动力汽车电机要分为直流电机和交流电机。（1）直流电机目前，汽车用直流电机主要包括串励直流电机和自激直流电机：串激液压电机在低速时转矩较高，高速转矩特性为恒功率。激励的直流电机可以单独提供激励。根据不同的行驶条件，电子控制器可以用来控制励磁，从而提供大范围的转矩特性，以利于实现复杂的控制要求。优点：直流电机可单独控制励磁和电枢，扩大转速范围，便于实现再生制动，控制系统简单，调速方便，无需变频装置，因此广泛应用于早期电动汽车今天使用。在一些电动车中。缺点：直流电机效率低，体积和质量都比较大。由于电刷和换向器的存在，电机的过载能力和性能进一步受到限制。（1）交流感应电机交流电机主要分为同步电机和异步电机两种类型的电机共有的是定子铁芯绕组。不同之处在于转子结构和绕组。交流电机比直流电机具有更高的效率和功率密度，相同的电力质量还不到直流电机的一半。

（2）永磁同步电机永磁同步电机的转子转速与定子的旋转磁场完全同步，而且具有结构简单，体积小，重量轻便，能量损耗小，效率高等特点。与直流电机相比，它没有直流电机的换向器和电刷。同样得与异步电动机相比，它不需要励磁电流，没有滑动损耗，而且效率高，功率因数高，转矩惯量比大。还有就是降低了定子电流和定子电阻的损失，并且转子参数可测量和可控。但与异步电动机相比，它具有成本高，启动困难等缺点。与传统的同步电机相比，转子不需要外部励磁电源，省去了励磁装置，消除了励磁损耗，简化了结构，提高了效率。由于汽车有限的安装空间，永磁同步电机由于具有功率密度高，效率高等优点而被广泛应用于混合动力汽车。3.2.2混合力动车动机障断究以感应电机为例，电机故障分为以下几类：（1）致命故障①电机定子绕组发生故障，也就是短路，这种故障可能会导致电机绕组烧毁矩发生波动以用定子电流负序分量法来进行诊断定子铁芯发生故障，具体故障现象为空载电流增大，震动噪声大，绕组绝缘层烧坏，甚至定子铁芯硅钢片被融化，这类故障可以用频谱法的震动特点来诊断；③故障发生在转子本体，由于转子偏心产生的磁场拉力不平衡，造成电机震动，最终导致电机严重损坏，这种故障可以用电流频谱来进行诊断；④轴承发生故障，一般会导致震动超标，可以用震动特性来进行诊断。致命故障可以更换发生故障的元件来解决。严重故障

严重故障可以从电机各个部分来看，①电机变频器：故障发生在电源模块，导致电机过热，绝缘发生老化，甚至导致电机烧坏;电机体：电磁气隙发生偏心，由于转子偏心，导致磁力不平衡，转子和定子摩擦，造成震动，最后损坏电机。③位置传感器故障位置传感器故障很容易导致电机系统失控④电机运行在控开状态下，这种故障和电源模块故障一样。⑤电机保护系统故障：故障形式主要有主回路欠压，即实际电压太低，造成电机输出功率下降，电流变大；还有一种类型就是总线过压，顾名思义就是实际电压太高，导致母线电容或IGBT被击穿；最后一种故障就是过流现象，容易造成IGBT烧毁。IGBT（绝缘栅双极型晶体管芯片）是电机驱动中最重要的组件。（）总体故障

电机变频器故障形式：①主继电器损;②预充电继电器发生故;③预充电电阻器故;④电压传感器损坏和总线电流故;⑤直流滤波电容器发生短路。

主继电器和预充电继电器故障检测方法是增加其闭合信号并测量其电压电机控制器故障形式：①驱动电路故障;②相电流采集单元损坏③采集单元发生故障;④CAN总线通信异常;⑤变频器过热。这里前个故障可由示波器检测，由其输出信号确定。（4轻故障①电机体电机体故障主要是轴承故障;②电机控制器故障连接器发生故障，瞬间停电等。汽车驱动系统电机故障一般可分为软故障和硬故障电机硬故障主要发生在电机本体上，例如定子绕组发生短路，定子绕组开路，轴承磨损，绝缘老化及转子发生偏心，这些故障有的不可修复，只能更换部件；软故障一般可以通过软件调试来清除，软故障一般发生电机的控制器上，具体形式有压力过高，温度过高，电流过高等。电机故障的信息采集和诊断一般用于硬故障的诊断而软故障为了防止故障继续加深从而发生更大的故障，所以故障容错是非常必要的[。下图是通过电压，电流和温度对电机驱动系统的故障进行诊断的框图信息，可以被用于确定系统故障发生的原因，然后针对故障原因采取适当的控制措施：电机驱动系统诊断总体框图而故障诊断容错模块框图如下图所示：

系统故障诊断容错模块3.3控的故障诊断3.3.1混合力动车控统析电动车电子控制系统是电子技术，计算机技术，控制技术，网络技术，信息论和系统论的综合体系混合动力电动车辆电子控制系统是指混合动力电动车辆电子控制装置。汽车电子控制系统基本上由传感器和开关信号和执行器组成。在电子控制系统中，能量组装控制系统，电子节气门控制系统，电池管理系统，驱动电机控制系统，发动机燃油喷射控制系统，电子控制点火系统，动力转向控制系统，自动变速箱系统，防抱死制动系统，ASR加速防滑统，电子排气系统，电子点火系统，故障诊断系统等都会影响汽车传动系统，主要是为了提高汽车动力，安全性[3.3.2混合力动车控统故诊研诊断电动汽车电控系统故障的方法有以下几种方法：（1）电路元件直观法遇到故障时，应该先检查系统中各传感器和各个执行器的供电线路，一般来说，都是线路接触不良或短路所导致了各种故障。在检查线路状况时，要从容易被磨损的地方开始检查。

（2）线路抽查法即故障察觉不出来时，需要一个一个把线路抽出检查，当然这种办法太繁杂，所以不太推荐。（3）元件共振法大多数车辆在行走和振动时只有问题。这是基于毒物攻击的原理和方法。连接器，接线，传感器，执行器等地方最容易受震动影响。对连接器来说，连接器可以垂直水平小幅度地振动;用于布线时，布线连接器的连接器，支架和穿过开口的连接器的主体可以在垂直或水平方向上平缓摆动。应该仔细检;对于传感器，您可以点击各种传感器来查找故障。（4）感温元件加热方法有些故障只有在汽车很热时才会发生可能是由相关部件或传感器的热量引起的在这种情况下，使用吹风机等加热工具，对可能导致故障的部件或传感器进行加热，检查是否有故障，但值得一提的是：某些传感器的加热温度有特定的允许值，也不能直接对计算机的部件进行加热。（5）组件泄漏检测方法有些故障只发生在多雨或低温环境中。洒水可以用来检修，水可以喷洒在车上以检查故障。但是，小心不要将水直接喷洒在发动机的电子控制部件上，在其前面喷洒散热器以间接改变温度和湿度，或者直接在电子设备上喷洒水[4田锐斯驱系统故诊断1997年本丰田汽车公司推出的丰田普锐斯混合动力汽车是世界上第一款大规模生产的混合动力汽车。在接下来的四五年里，普锐斯的销售区域覆盖全球多个国家和地区。目前，普锐斯仍然是世界上最成熟的混合动力电动汽车之一。年，新一代普锐斯THS-II系统的逆变器实现了将电池提升至DC500V的功能。通过提

高电力系统的电压电动发电机的功率比原来增加了50％从而使得发动机的两个主要动力和电动机的协同作用达到了最高水平。4.1锐斯结构组成丰田普锐斯采用混合动力系统，这是一个混合动力系统。车辆的驱动力部分来自汽油发动机，另一部分来自驱动电机。它结合了并联混合动力系统和串联混合动力。系统的优点是有机结合，系统结构也更加复杂。该图显示了汽车系统的组成，主要由电池，变频器，发动机，MG1，MG2和配电系统组成THS-II系统组成4.2锐斯电池故障分析丰田普锐斯配备了与纯电动车相似的动力电池和动力管理系统。主要区别在于动力电池只能存储少量的电力。它只用作车辆启动，短距离纯电动低速巡航和加速。辅助电源。该车的电源系统包括：电池模块，电池智能单元，电源控制，冷却风扇和管路，电源总线等。4.2.1电池容下故诊在驾驶车辆的过程中，巡航范围较短并且电池容量不足。在分析这种故障问题的原因时，首先检查充电模式是否正确以及充电能力是否充足。由低充电率引起的放电量的减少需要充电链路来调查故障的原因，其次是放电环境。如果环境温度相对较低，则检查温度并降低放电容量。同样，如果电池在充满电后长时间充满电，应在根据相关标准维护程序再次使用之前对其进行处理。在使用电池组时，会检查电池组的电流，电压，环境温度等，并统计出来，最后结合当时显示的参数确定放电终止的具体原因。另

外期使用超出电池组的正常应用还会导致电池性能急剧下降体现为放电电压小，内阻。4.2.2电池充异故诊当电力系统充电时，充电电压显着增加，充电时间短，或根本无法将电池充电到电池组中。这种故障问题的原因可能与环境温度，电池寿命，电池容量，充电设备故障等诸多方面有关。当具体的故障排除导致电力系统出现问题时，应从环境温度和充电设备等外部因素入手，然后针对电力系统自身进行故障排除，针对性能电池组，连接的组件和个人电池状态逐个检查，直到找出问题的原因20]

。4.2.3电池放电低障断电池输出功能大大降低，正常电流放电电压大大降低，车辆在低功耗条件下无法正常启动对这种故障的原因的详细分析很可能是由于电池的内部电阻水平部短路，连接松动，环境温度低或电池组中的温度显着增加，以及存时间长。激活等。故障排除方法与电池组的异常充电基本相同。主要差异如下：电池短路;2电源系统本身泄漏。4.2.4电源统部温障断在车辆运行过程中电力系统局部温度异常升高超过5°C经过多次观测后发生在同一地点。这类故障的原因包括：部分连接片的松动导致电阻增加;供电系统设计缺陷，内部高温不能及时放电，冷却通道堵塞或冷却风扇失效。4.3锐斯电机故障分析丰田普锐斯动力系统由发动机，发电机和电动机组成。从增压装置来分，它被分成两个主发动机动机和电动机以发动机为主的形式中动机作为主要动力源时，电动机作为辅助动力源，电动机是主要动力源时，发动机作为辅助动力源。普锐斯电机的故障[22]

分为以下几类：（1）燃料耗尽

如果燃油耗尽，当发动机无法启动多次时，发动机将不再起动。起动机MG1）故障

起动器是500V交流同步电机，也可用作发电机。IT-II的主动测试功能可以用来强制它运行。

如果起动器电路发生故障

故障发生的可能性非常小。由于变频器距离在发动机比较近，因此接线相对来说很短，而且其具有多重保护功能，不容易损坏。从外观上检查也很难发现明显的损坏迹象。发动机发生故障

例如发动机维修不当导致发动机曲轴或凸轮轴锁死，活塞或连杆损坏导致发动机运转不稳等情况，如果不是以上故障，用扳手转动曲轴，如果不发生卡死，就可以排除是发动机本身的故障。（5）变频器故障

变频器是起动器的电源。HV电池的VDC电源在被变频器升压后用作500VAC启动器。该设备的检查需要特殊的仪器和设备。（6）高压电池故障当高压电池发生故障时，变频器会失去的电源，从而导致动机无法正常工作。发动机控制系统的故障存储任何故障代码的方式。

发动机控制系统故障可以采用检查发动机电子部件是否（8）通信线路有故障

如果CAN-BUS线路有故障，会无法通讯，导致车辆无法启动。但是，通信线路故障可以通过专用仪器来检查。。（9）汽车系统模式被设在EV模式。4.4锐斯电控故障分析普锐斯的电控系统故障分析和常规汽车差不多：（1）分析波形图

从普锐斯电控系统情况来看，在正常运行中，可以通过传感器描绘出其正常波形图，在其发生故障时，有故障的波形图同样可以被描绘出来，因此，观察对比波形图就可以知道普锐斯电控系统的故障发生在哪里普锐斯的电控系统中的每个控制线路和元件都有独特的波形图，所以这种对比波形图的方法可以很好的利用。（2）分析故障编码

因为每个车辆的型号不同，其ECU故障编码也是具有一定的区别。就算是同一类型的故障，对于不同车型的汽车来说，在设置其故障编码的时候也会有不同的选择，一般表现为故障灯亮。）分析尾气

通常状态下，如果汽车所排放出来的尾气检测中，显示碳氢化合物与一氧化碳的含量高于常规值则说明混合比例比较浓从而导致燃烧并不完全如果是

氧气的含量高于常规值则表示混合出来的比例较低如果是氮氧化合物的含量比较高则表示汽车的EGR系统或者通风系统中存在着故障。（4）动态数据流分析

普锐斯在行驶过程中，它的电子控制系统也在运行，电子控制系统运行时，执行器和反应传感器会产生一系列数据，这些数据组成的数据块就是动态数据流。因此普瑞斯在发生故障时，行驶产生的数据和正常时候产生的数据不同，所以只要把两组数据进行对比，就能分析出普瑞斯的故障。（5）电路图分析

普锐斯在制造过程中，安装各种电气元件，传感器，开关，控制器