基于虛擬儀器技術的新能源汽車檢測裝置設計①

吳浩瑋 張旋 孫鑫 張涔 王科舉 馬仕麟 趙紅順

［關 ? ?鍵 ? 詞］ ?硬件；軟件；新能源汽車

［中圖分類號］ ?U469.7 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ［文獻標志碼］ ?A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?［文章編號］ ?2096-0603（2019）23-0104-02

當前新能源汽車之一的電動汽車逐步興起并漸漸占據越來越多的市場份額，對其故障檢測與診斷設備的需求也隨之產生。本文為設計一種能滿足大部分電動汽車的基礎電氣項目的檢測需要的設備。通過電壓、電流采集電路測量CAN總線以及傳感器信號，使用LabView軟件進行記錄和處理。本系統(tǒng)可對車輛傳感器、各類開關信號、總線網絡信號、執(zhí)行器波形進行測量。針對一些故障、元件需要使用激勵測量響應從而才能判斷、檢測的特點，系統(tǒng)還設計具備信號發(fā)生功能。可以根據不同電動汽車電路編寫故障分析程序，使用子VI的方式調用，增強系統(tǒng)的普遍適用性

一、硬件設計

本系統(tǒng)對車輛信息、故障的判斷依據為CAN總線信號以及對各個開關、傳感器及負載的電流、電壓信號的檢測。硬件系統(tǒng)整體結構和各測量接線方法如圖1中A系統(tǒng)硬件結構示意圖所示，其中電動汽車的電流、電壓或總線信號通過電流電壓轉換，引入數據采集電路。

（一）CAN總線信號的測量

因車輛CAN總線的定義與使用方式因品牌各異，所以一般的故障判斷步驟為CAN總線的電阻測量—終端電阻測量—電壓測量與示波器形式的測量。對CAN總線的終端電阻進行測量時應先斷開電瓶并經過規(guī)定時間的放電后再測量。測量必須在CAN總線的末端各連接一個120Ω的電阻（具體數值取決于各個不同車型）后進行測量，電路如圖1中B所示。總線電壓波形的測量如圖1中C所示，可以分別測量兩線的波形，電路如圖1中C所示。根據測量的結果可以初步判斷故障原因。

（二）電瓶電壓測量

使用表筆或AD4和GND端對電瓶電壓進行測量，測量電壓最高可達400V。如直接測量數值，則不需打開程序，從面板讀取數據。如需測量結果采集入程序，需打開程序按提示進行，電路如圖1中D電壓測量所示。

（三）傳感器檢測

傳感器的檢測主要為返回波形的檢測。根據傳感器種類的不同，連接時需要注意電流方法。電源使用輸出口的5Vout（可在程序后面板設置為12V輸出）與GND端，輸入接入AD3端。

（四）開關元件檢測

開關元件的檢測使用的是IN1~IN6與OUT1到OUT6，連接方法如圖1所示。在程序中打開輸出，下方LED顯示點亮則該開關的狀態(tài)正常，否則需要更換。

二、LabView測量軟件設置

（一）板卡驅動安裝

PC端的測量環(huán)境需要進行設定。首先需要安裝驅動，因采集電路為自制故無通用驅動，需要安裝自編的驅動程序，在系統(tǒng)的設備管理器中找到設備，如圖2中A所示。

（二）加載庫文件調用硬件

在VB中編寫制作dll文件，如圖2所示。在使用時建議將dll文件放到程序源文件目錄中。在LabView中即能正確調用dll中編寫的函數，如圖3所示。

（三）軟件界面及程序

軟件界面與程序框圖如圖3所示，軟件界面分為使用說明、步驟123以及I/O測試部分。使用說明是讓用戶了解測試過程，需要點擊確定方可繼續(xù)測量。步驟1、2、3分別測量電瓶電壓、CAN總線及傳感器電壓。I/O測試部分為開關測試界面。

（四）測量結果顯示

在系統(tǒng)制作完成后，對總線及開關裝置進行了測試，測試結果如圖3所示，結果證明系統(tǒng)對電壓、總系信號以及傳感器測量都是有效的。

三、結語

隨著新能源汽車的不斷發(fā)展，車輛維修的需求也在增長。基于LabView制作的這種通用的檢測工具，精度較高，使用電腦即可實現(xiàn)多種信號，多個信號的測量，必然可以得到學校、維修行業(yè)的廣泛使用。根據不同車型可進行深度開發(fā)，將會有很好的應用前景。

參考文獻：

［1］陳楊，劉曙生，龍志強.基于CAN總線的數據通信系統(tǒng)研究［J］.測控技術，2000（10）：53-55.

［2］王建群，南金瑞，孫逢春，等.基于LabVIEW的數據采集系統(tǒng)的實現(xiàn)［J］.計算機工程與應用，2003（21）：122-125.

［3］宋亮.基于FPGA的多通道同步數據采集系統(tǒng)設計［D］.鞍山：遼寧科技大學，2016.

［4］穆慧敏，李惠玲，王鵬偉，等.基于DAQ及LabVIEW的數據采集平臺研發(fā)［J］.山西地震，2017（4）：28-30.

編輯 武生智