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摘要：随着汽车产业的高速发展，电动汽车已成为当今社会绿色交通工具的主流。然而，随之而来的各个系统的故障问题也是层出不穷，本文选取北汽EV200为例，对其车辆加速无反应问题，进行故障分析和排除，本研究有助于电动汽车基础知识的普及应用。
关键词：电动车;整车控制器;故障诊断
中图分类号：U469.72+2 文献标识码：A 文章编号：1674-957X（2021）16-0137-02
1 电动汽车加速系统组成及工作原理
随着汽车产量逐年增加，我国自主研发的如北汽、比亚迪、江淮EV等新能源汽车已经逐步成熟。电动汽车的加速系统包括加速踏板位置传感器、整车控制器、电机控制器、驱动电动机四个部分。
1.1 速踏板位置传感器
当驾驶员需要加速时，踩下油门踏板，由油门加速踏板位置传感器检测信号，并将此信号传给整车控制器。
1.2 整车控制器（VCU）
整车控制器是电动汽车上最核心的一个控制器，跟其它的电脑进行CAN网络的通讯。整车控制器根据加速踏板位置传感器和电动机转速传感器传送过来的信号，进行数据分析并计算电动机需要输出多大的扭矩和功率，然后整车控制器给电机控制器MCU发送控制信号，最后由电机控制器控制驱动电机转动。对于固定传动比的变速器，整车控制器根据变速器换挡手柄传来的位置信号确定扭矩方向;对于两三个传动比的变速器，整车控制器根据变速器抵挡手柄传来的位置信号确定扭矩方向和大小。
1.3 电动机控制器（MCU）
电动机控制器就是控制主牵引电源与电机之间能量传输的装置，由DSP电动机控制板、IGBT驱动器电路析、IGBT（驱动）模块、控制电源、散热系统组成。电机控制器接受来自整车控制器VCU的信号，通过系统调节来实现对电动机的转速和方向的控制，而VCU的数据则来自驾驶员的操作意图。
1.4 驱动电动机（DM）
驱动电动机是电动汽车核心部件之一，是车辆行驶中的主要执行机构，直接影响车辆的动力性。北汽EV200采用永磁同步电机，在转子中嵌放永久性磁铁，将旋变器与电动机同轴进行安装，用以检测转子的旋转角度。当给定子绕组中通入三相交流电源时，将会产生旋转磁场，而这个旋转的磁场就会牵动转子中嵌放的永磁体，从而产生旋转扭矩，该旋转扭矩与旋转磁场同步。驱动电动机通过内置旋转变压器来检测电动机转子的位置，控制器经过解码后获取电动机转速信号，电流传感器检测绕组的电流，从而控制驱动电动机的扭矩输出。
当驾驶员在行驶中切换D挡并踩下加速踏板时，该挡位信息与加速信息首先传递给整车控制器，整车控制器再通过CAN网络把控制信号传递给驱动电机控制器，从而驱动电动机。随着加速踏板行程的进一步增大，电动机控制器控制的驱动导通频率上升，电动机的转矩随电流进一步增加。
2 故障现象与故障分析
2.1 故障現象
车主反映北汽EV200已驾驶8个月，车辆在行驶过程中，踩踏加速踏板时，突然出现车辆无反应，仪表显示整车故障。
2.2 故障分析
根据车主提供的故障现象推断故障位置在加速踏板传感器及其控制、驱动电路。整车控制器根据加速踏板传感器获取加减速信息，然后向电机控制器发出转矩需求，从而改变电机转矩，控制电动机转速，进而改变车速。
加速踏板位置传感器提供两组信号，让整车控制器进行对比，如图1所示为整车控制器与加速踏板位置传感器连接电路图。
3 故障诊断与排除
3.1 故障诊断
分别对驱动电机、电机控制器、加速踏板传感器进行检测。
3.1.1 对电动机进行故障诊断
首先检查蓄电池并确认蓄电池电压电压，然后按如下步骤进行逐步检测。①关闭点火开关，将点火开关置于OFF挡。②将故障诊断仪IMS-D60连接于车辆诊断接口上。③将点火开关置于ON挡。④用故障诊断仪读取和清除DTC。如果检测到故障代码，则对应表1所示电动机常见的故障代码含义，找出可能故障原因并排除。
经检测，电动机正常，线路导通，进行下一步检测。
3.1.2 对电动机控制器MCU进行故障诊断
①排除MCU逆变器故障：使用整车钥匙上电复位3次，如果不能清除该故障，则更换电机控制器总成。②排除直流母线过压故障：使用整车钥匙上电复位3次，如果不能清除该故障，则排查高压电池输出电压是否正常，如正常则更换电机控制器总成。③排除直流母线过流故障：使用整车钥匙上电复位3次，如果不能清除该故障，则断开电机控制器高压插接件看故障能否清除，如果不能清除故障，排查电机总成是否有短路情况，如有则更换电机，如无则更换电机控制器总成。④排除电机控制器供电电压故障：使用整车钥匙上电复位3次，如果不能清除该故障，则排查电机控制器低压信号插接件连接是否可靠，再检测该线束中的电源信号，如果排查后还不能清除故障，则更换电机控制器总成。
具体操作方法如下：①首先检查电动机控制器电源：拔下电动机控制器35针插接件，用万用表直流电压挡没量35针插接件1与针脚与24号针脚，正常情况为12V 蓄电池电压。若无电压，则检熔丝是否烧坏;若熔丝正常，则检查熔丝与插接件1号针脚线路是否导通，检查24号针脚与车身搭铁之间是否导通，如图2所示。 ②其次检查CAN线：拔下电动机控制器35针插接件，用万用表欧姆挡测量35针插接件31号针脚与整车控制器VCU插接件104号针脚之间是否导通，35针插接件32号针脚与VCU插接件111号之间是否导通。
经检测，电动机控制器引脚电压正常，线路导通，进行下一步检测。
3.1.3 对加速踏板位置传感器进行故障诊断
检测加速踏板传感器1信号;加速踏板从0-100%变化，用万用表直流电压档测量插件4号端子与搭铁（或3号端子）之间应有0.74-4.8V的电压;否则检查传感器电源和搭铁线，如果传感器输人电源和搭铁线正常，则为传感器内部故障。检测加速踏板传感器2信号：节气门开度从0-100%变化，用万用表直流电压档测量插件6号端子与搭铁（或5号端子）之间应有0.37-2.4V的电压;否则检查传感器电源和搭铁线，如果传感器电源和搭铁线正常，则为传感器内部故障。
①首先使用诊断仪读取数据流指令，选取加速踏板信号1和加速踏板信号2，读取二者数据流。
②检查加速踏板线束端子Pin1和Pin2的电压，正确电压应该是5V;检查线束端子Pin3和Pin5的电压，正确电压应该是0V。
③当先不踩加速踏板时，检验加速踏板线束端子Pin4和Pin6的搭铁电压，正确的电压是都接近0。
④当踩加速踏板在一定开度时，检验加速踏板线束端子Pin4和Pin6的电压，正确的端子Pin4的电压是端子Pin6电压的两倍。
⑤检查与加速踏板连接的线束有无短路、断路和退针现象，如线束有问题请更换线束。检查方法如下：1）加速踏板位置信號1搭铁线束测量，测量方法：用万用表通断档测量相应端子之间的线束是否断路。2）加速踏板位置信号1输出线束测量，逐一测量是否导通，如果不导通，确定问题后更换线束。测量方法：用万用表通断档测量相应端子之间的线事是否断路。3）加速踏板位置信号1电源线束测量，逐一测量是否导通，如果不导通，确定问题后更换线束。测量方法：用万用表通断档测量相应端子之间的线束是否断路。4）加速踏板位置信号2搭铁线束测量，测量方法：用万用表通断档测量相应端子之间的丝束是否断路。5）加速踏板位置信号2输出线束测量，逐一测量是否导通，如果不导通，确定问题后更换线束。测量方法：用万用表通断档测量相应端子之间的线束是否断路。6）加速踏板位置信号2电源线束测量，逐一测量是否导通，如果不导通，确定问题后更换线束。测量方法：用万用表通断档测量相应端子之间的线束是否断路。
⑥经检测，以上线束确定没问题后，更换加速踏板位置传感器。
3.2 故障排除
通过对整个加速系统的逐步检测，逐步排除，确定故障为加速踏板位置传感器。更换全新加速踏板位置传感器后，重新启动车辆并踩踏加速踏板进行加速测试，故障排除，加速性能恢复。
4 故障总结
针对行驶中出现的加速无反应故障，通过对加速踏板位置传感器，整车控制器、电机控制器、驱动电机四个部分的结构梳理，依次排除，从而确定了故障位置并将故障排除。
参考文献：
[1]张小兴.纯电动汽车故障诊断案例分析[J].时代汽车，2021（02）.
[2]陈跃.新能源汽车常见故障诊断及维修技术分析[J].时代汽车，2021（02）.
[3]郑润.纯电动汽车加速踏板信号处理机制研究[J].科技与创新，2020（09）.
[4]王旭龙.电动汽车驱动电机系统综合故障检测实训平台开发[J].自动化应用，2020（04）.
[5]陈跃.纯电动汽车常见故障诊断及其维修技术[J].广西农业机械化，2020（02）.
[6]刘彦达.纯电动汽车永磁同步电机故障诊断研究及实现[J].安徽工业大学，2018（12）.
关键词：电动车;整车控制器;故障诊断
中图分类号：U469.72+2 文献标识码：A 文章编号：1674-957X（2021）16-0137-02
1 电动汽车加速系统组成及工作原理
随着汽车产量逐年增加，我国自主研发的如北汽、比亚迪、江淮EV等新能源汽车已经逐步成熟。电动汽车的加速系统包括加速踏板位置传感器、整车控制器、电机控制器、驱动电动机四个部分。
1.1 速踏板位置传感器
当驾驶员需要加速时，踩下油门踏板，由油门加速踏板位置传感器检测信号，并将此信号传给整车控制器。
1.2 整车控制器（VCU）
整车控制器是电动汽车上最核心的一个控制器，跟其它的电脑进行CAN网络的通讯。整车控制器根据加速踏板位置传感器和电动机转速传感器传送过来的信号，进行数据分析并计算电动机需要输出多大的扭矩和功率，然后整车控制器给电机控制器MCU发送控制信号，最后由电机控制器控制驱动电机转动。对于固定传动比的变速器，整车控制器根据变速器换挡手柄传来的位置信号确定扭矩方向;对于两三个传动比的变速器，整车控制器根据变速器抵挡手柄传来的位置信号确定扭矩方向和大小。
1.3 电动机控制器（MCU）
电动机控制器就是控制主牵引电源与电机之间能量传输的装置，由DSP电动机控制板、IGBT驱动器电路析、IGBT（驱动）模块、控制电源、散热系统组成。电机控制器接受来自整车控制器VCU的信号，通过系统调节来实现对电动机的转速和方向的控制，而VCU的数据则来自驾驶员的操作意图。
1.4 驱动电动机（DM）
驱动电动机是电动汽车核心部件之一，是车辆行驶中的主要执行机构，直接影响车辆的动力性。北汽EV200采用永磁同步电机，在转子中嵌放永久性磁铁，将旋变器与电动机同轴进行安装，用以检测转子的旋转角度。当给定子绕组中通入三相交流电源时，将会产生旋转磁场，而这个旋转的磁场就会牵动转子中嵌放的永磁体，从而产生旋转扭矩，该旋转扭矩与旋转磁场同步。驱动电动机通过内置旋转变压器来检测电动机转子的位置，控制器经过解码后获取电动机转速信号，电流传感器检测绕组的电流，从而控制驱动电动机的扭矩输出。
当驾驶员在行驶中切换D挡并踩下加速踏板时，该挡位信息与加速信息首先传递给整车控制器，整车控制器再通过CAN网络把控制信号传递给驱动电机控制器，从而驱动电动机。随着加速踏板行程的进一步增大，电动机控制器控制的驱动导通频率上升，电动机的转矩随电流进一步增加。
2 故障现象与故障分析
2.1 故障現象
车主反映北汽EV200已驾驶8个月，车辆在行驶过程中，踩踏加速踏板时，突然出现车辆无反应，仪表显示整车故障。
2.2 故障分析
根据车主提供的故障现象推断故障位置在加速踏板传感器及其控制、驱动电路。整车控制器根据加速踏板传感器获取加减速信息，然后向电机控制器发出转矩需求，从而改变电机转矩，控制电动机转速，进而改变车速。
加速踏板位置传感器提供两组信号，让整车控制器进行对比，如图1所示为整车控制器与加速踏板位置传感器连接电路图。
3 故障诊断与排除
3.1 故障诊断
分别对驱动电机、电机控制器、加速踏板传感器进行检测。
3.1.1 对电动机进行故障诊断
首先检查蓄电池并确认蓄电池电压电压，然后按如下步骤进行逐步检测。①关闭点火开关，将点火开关置于OFF挡。②将故障诊断仪IMS-D60连接于车辆诊断接口上。③将点火开关置于ON挡。④用故障诊断仪读取和清除DTC。如果检测到故障代码，则对应表1所示电动机常见的故障代码含义，找出可能故障原因并排除。
经检测，电动机正常，线路导通，进行下一步检测。
3.1.2 对电动机控制器MCU进行故障诊断
①排除MCU逆变器故障：使用整车钥匙上电复位3次，如果不能清除该故障，则更换电机控制器总成。②排除直流母线过压故障：使用整车钥匙上电复位3次，如果不能清除该故障，则排查高压电池输出电压是否正常，如正常则更换电机控制器总成。③排除直流母线过流故障：使用整车钥匙上电复位3次，如果不能清除该故障，则断开电机控制器高压插接件看故障能否清除，如果不能清除故障，排查电机总成是否有短路情况，如有则更换电机，如无则更换电机控制器总成。④排除电机控制器供电电压故障：使用整车钥匙上电复位3次，如果不能清除该故障，则排查电机控制器低压信号插接件连接是否可靠，再检测该线束中的电源信号，如果排查后还不能清除故障，则更换电机控制器总成。
具体操作方法如下：①首先检查电动机控制器电源：拔下电动机控制器35针插接件，用万用表直流电压挡没量35针插接件1与针脚与24号针脚，正常情况为12V 蓄电池电压。若无电压，则检熔丝是否烧坏;若熔丝正常，则检查熔丝与插接件1号针脚线路是否导通，检查24号针脚与车身搭铁之间是否导通，如图2所示。 ②其次检查CAN线：拔下电动机控制器35针插接件，用万用表欧姆挡测量35针插接件31号针脚与整车控制器VCU插接件104号针脚之间是否导通，35针插接件32号针脚与VCU插接件111号之间是否导通。
经检测，电动机控制器引脚电压正常，线路导通，进行下一步检测。
3.1.3 对加速踏板位置传感器进行故障诊断
检测加速踏板传感器1信号;加速踏板从0-100%变化，用万用表直流电压档测量插件4号端子与搭铁（或3号端子）之间应有0.74-4.8V的电压;否则检查传感器电源和搭铁线，如果传感器输人电源和搭铁线正常，则为传感器内部故障。检测加速踏板传感器2信号：节气门开度从0-100%变化，用万用表直流电压档测量插件6号端子与搭铁（或5号端子）之间应有0.37-2.4V的电压;否则检查传感器电源和搭铁线，如果传感器电源和搭铁线正常，则为传感器内部故障。
①首先使用诊断仪读取数据流指令，选取加速踏板信号1和加速踏板信号2，读取二者数据流。
②检查加速踏板线束端子Pin1和Pin2的电压，正确电压应该是5V;检查线束端子Pin3和Pin5的电压，正确电压应该是0V。
③当先不踩加速踏板时，检验加速踏板线束端子Pin4和Pin6的搭铁电压，正确的电压是都接近0。
④当踩加速踏板在一定开度时，检验加速踏板线束端子Pin4和Pin6的电压，正确的端子Pin4的电压是端子Pin6电压的两倍。
⑤检查与加速踏板连接的线束有无短路、断路和退针现象，如线束有问题请更换线束。检查方法如下：1）加速踏板位置信號1搭铁线束测量，测量方法：用万用表通断档测量相应端子之间的线束是否断路。2）加速踏板位置信号1输出线束测量，逐一测量是否导通，如果不导通，确定问题后更换线束。测量方法：用万用表通断档测量相应端子之间的线事是否断路。3）加速踏板位置信号1电源线束测量，逐一测量是否导通，如果不导通，确定问题后更换线束。测量方法：用万用表通断档测量相应端子之间的线束是否断路。4）加速踏板位置信号2搭铁线束测量，测量方法：用万用表通断档测量相应端子之间的丝束是否断路。5）加速踏板位置信号2输出线束测量，逐一测量是否导通，如果不导通，确定问题后更换线束。测量方法：用万用表通断档测量相应端子之间的线束是否断路。6）加速踏板位置信号2电源线束测量，逐一测量是否导通，如果不导通，确定问题后更换线束。测量方法：用万用表通断档测量相应端子之间的线束是否断路。
⑥经检测，以上线束确定没问题后，更换加速踏板位置传感器。
3.2 故障排除
通过对整个加速系统的逐步检测，逐步排除，确定故障为加速踏板位置传感器。更换全新加速踏板位置传感器后，重新启动车辆并踩踏加速踏板进行加速测试，故障排除，加速性能恢复。
4 故障总结
针对行驶中出现的加速无反应故障，通过对加速踏板位置传感器，整车控制器、电机控制器、驱动电机四个部分的结构梳理，依次排除，从而确定了故障位置并将故障排除。
参考文献：
[1]张小兴.纯电动汽车故障诊断案例分析[J].时代汽车，2021（02）.
[2]陈跃.新能源汽车常见故障诊断及维修技术分析[J].时代汽车，2021（02）.
[3]郑润.纯电动汽车加速踏板信号处理机制研究[J].科技与创新，2020（09）.
[4]王旭龙.电动汽车驱动电机系统综合故障检测实训平台开发[J].自动化应用，2020（04）.
[5]陈跃.纯电动汽车常见故障诊断及其维修技术[J].广西农业机械化，2020（02）.
[6]刘彦达.纯电动汽车永磁同步电机故障诊断研究及实现[J].安徽工业大学，2018（12）.