比亚迪秦EV CAN总线故障诊断.pdf

使用维修/OperationMaintenance98AutoelectricpartsNo.10,2023比亚迪秦EVCAN总线故障诊断*校金龙（河南工业贸易职业学院汽车工程学院，河南郑州【摘要】文章介绍比亚迪秦EV的CAN总线结构、CAN总线在高低压上电过程中的作用，通过试验验证并总结比亚迪秦EV各部分CAN总线故障的故障现象，同时提出相应的故障诊断方法，为新能源汽车维修从业人员、职业院校师生等提供参考，有助于提升新能源汽车后市场从业人员技能水平，推动新能源汽车产业发展。【关键词】比亚迪；新能源汽车；CAN总线；故障诊断中图分类号：U469.72(Department of Vehicle Engineering,Henan Industry and Trade Vocational College,Zhengzhou 451191,China)Abstract)This paper introduces the structure of CAN bus in BYD QIN EV and the function of CAN bus inhigh and low voltage power supply,the corresponding fault diagnosis method is put forward,which provides areference for the new energy vehicle maintenance workers,teachers and students in vocational colleges,and helps toimprove the skill level of the new energy vehicle post-market workers,we will promote the development of the new-energy automobile industry.Key words BYD;new energy vehicle;CAN Bus;fault diagnosis作者简介校金龙（1990 一），男，助教，硕士，研究方向为新能源汽车技术。2022年新能源汽车销量达到535万辆，占汽车销量的2 3.0 5%，相比于上年增长了8 1.48%，而比亚迪新能源汽车销量为18 5.7 万辆，占据新能源汽车销量的34.71%。可见新能源汽车发展势头迅猛，正在快速地占据汽车市场，而比亚迪新能源汽车是新能源汽车中的主力军，同时在高职院校实训设备中应用较多，因此有必要对比亚迪新能源汽车的故障诊断进行深人研究。CAN总线相较于普通线束结构特殊，故障诊断困难，维修有特殊要求，本文基于2 0 19 款比亚迪秦EV开展CAN总线故障诊断探究!。1比亚迪秦EVCAN网络总线如图1所示，2 0 19款比亚迪秦EV的CAN网络包含4个大网络和3个小网络，其中BIC子网在电池包收稿日期：2 0 2 3-0 7-0 3*基金项目：2 0 2 3年度河南省高等学校重点科研项目（2 3B460022);2022年河南省职业教育教学改革研究与实践项目（豫教 2 0 2 3J03002)。451191)文献标识码：B文章编号：10 0 3-8 6 39（2 0 2 3）10-0 0 98-0 3BYD QIN EV CAN Bus Fault Diagnosis*XIAO Jinlong内部。1）动力网。动力CAN网络数据传输速度为50 0 kb/s，采用总线型方式连接，入网的主要模块包含诊断口、挡位传感器、整车控制器、电机控制器、电池管理器、充配电总成等。该网络中并联有2 个12 0 Q的终端电阻 3，分别在网关和电机控组合仪电加热充配电诊断口BCM动力网500kb/s4G模块舒适网1125kb/s诊断口舒适网2125kb/s诊断口8寸PAD制器弹簧ESC网500kb/s诊断口VCU挡位传感器驻车辅组合开SRS助关空调控时钟收放机主机M14G模块ESP图1比亚迪秦EVCAN网络结构主机M1制器表电池子网通信转电池管理器换模块左前车门组BCMECU合开关中控台 电动压PTC加开关缩机热器CESPEPB器BIC子网启动子网I-KEY胎压检主机M1测模块总成信息采集器99OperationMaintenance/使用维修汽车电器2 0 2 3年第10 期电池管理器中。该网络主要传输动力系统相关数据，在上电过程中参与动力系统防盗认证。该网络下的电池子网和BIC子网用于向电池管理器传输采集到的电池包的温度、电压等数据信息，同时可以将均衡命令发送到电池包的执行器对电芯电量进行均衡。电池子网的终端电阻分别在动力电池管理器和通信转换模块中。2）舒适CAN网络1。舒适CAN网络1数据传输速度为125kb/s，主要包含组合开关、左前车门组合开关、BCM、SRSECU等模块。该网络中的2 个终端电阻分别在网关和CAN总线中。该网络下的启动子网主要用于传输遥控钥匙认证信息，从而进行车辆上锁或解锁，启动子网的终端电阻分别并联在BCM和I-KEY（智能钥匙控制单元）中。值得注意的是BCM集成在仪表板配电盒中。3）舒适CAN网络2。舒适CAN网络2 数据传输速度为125kb/s，主要包含空调控制器、8 寸PAD、收放机、PTC加热器、电动压缩机等模块，该网络的2 个终端电阻分别并联在网关和线束中。该网络是娱乐、舒适网络，主要传输车载娱乐设备及驾驶舱热管理相关信息。4）ESC 网。ESC网络数据传输速度为50 0 kb/s，主要包含ESP、CEPS、EPB、胎压监测等模块，该网络的2 个终端电阻分别并联在网关和线束中，主要传输转向系统、制动系统相关信息。2比亚迪秦EV进入及启动策略2.1无钥匙进入策略图2 为比亚迪秦EV无钥匙进人及高低压上电控制结构图。经试验验证，当驾驶员按压微动开关并拉动门把手时，微动开关将开门信号传输给I-KEY模块，I-KEY模块通过天制动信号信号1信号2起动按钮信号1车身控制模块BCM(IG1、I G 2、IG3、I G 4)信号2制动开关信号VCU整车控制器图2 比亚迪秦EV无钥匙进入及高低压上电控制结构图线广播低频信号寻找钥匙，钥匙接收信号后广播高频信号，I-KEY模块通过内置的接收模块接收高频信号并解析防盗代码，防盗信息确认后I-KEY通过启动CAN网络发送车门解锁信息至BCM，控制解锁车门4。2.2高低压上电策略踩下制动踏板，同时按下一键启动开关时，BCM会通过启动子网询问智能钥匙控制器合法钥匙是否在车上，这时智能钥匙控制器会再次寻找钥匙，并进行防盗代码验证，验证通过后将结果通过启动子网反馈给BCM，此时BCM控制IG1、I G 2、I G 3、I G 4继电器闭合，唤醒动力CAN网络各模块。动力CAN网络各模块唤醒后进行自检，自检包含BMS对电池包电压、温度等信息的检查，以及对高压互锁检查和各控制模块自身状况检查等。各控制单元自检无异常后，BMS先控制负极接触器闭合，再控制预充接触器闭合，当高压母线的电压上升至电池包电压90%或者两者电压差小于50V时控制正极接触器闭合，最后断开预充接触器，完成高低压上电。高压上电后DCDC进入工作状态。需要注意的是比亚迪秦EV的舒适CAN网络故障不会影响车辆高低压上电，但是ESCCAN网络故障会导致车辆高压无法上高压电。3CAN总线故障形式及现象3.1CAN总线故障形式CAN总线是双绞线构造，一条定义为CANH，另一条定义为CANL。C A N总线的故障形式多种多样，表1给出了CAN总线故障的基本形式，主要包含开路、短路、虚接等形式，延申的故障形式还有对信号线（例如互锁信号、CP信号等）短路或虚接，CANH与CANL交叉等，本文只讨论基本形式。不同CAN网络故障导致的故障现象不一样，不同CAN网络故微动开关障的波形也不一样，也有一些CAN故障不会导致车辆出现故障现象，例如动力CANH搭铁虚接2 50 Q电阻、动力CANL搭铁接2 50 2 电阻。下面基于比亚迪秦EV的进入系统和高低压I-KEYHF起动CAN智能钥匙控制系统（高频接收模块）OBC/DCDC充配电总成组合仪表MCU驱动电机控制器动力CAN网关挡位传感器上电控制策略，对基本形式的CAN总线故障带来的故障现象434kHz进行试验分析。表1CAN线故障的基本形式序号故障形式LF125kHz天线电池电池包（主子网正接触器、BMS主负动力电池接触管理器器、预充接触器）CANH1开路钥匙2345673.2CAN总线故障试验分析通过大量试验得出表2 所示的故障现象对应的启动子网故障的基本形式。启动子网只连接智能钥匙控制器和BCM，当启动子网出现故障时，智能钥匙控制系统无法将防盗验证结果传输给车身控制模块，车身控制模块无法发布车门CANL开路开路搭铁短路搭铁短路短路对+12 V短路对CANL短路搭铁虚接虚接对+12 V虚接对CANL虚接对+12 V短路对CANH短路搭铁虚接对+12 V虚接对CANH虚接使用维修/OperationMaintenance100AutoelectricpartsNo.10,2023表2 启动子网故障及现象序号故障现象1）按下微动开关，拉车门，钥匙指示灯闪烁，车门无法打开2）按下钥匙解锁键，钥匙指示灯闪烁，车门1无法解锁3）踩下制动踏板，按一键启动按钮，车辆仪表显示“未检测到钥匙，请将钥匙靠近射频读卡器后启动车辆”1)无钥匙进人功能可以正常使用；遥控解锁功能可以正常使用22）踩下制动踏板，按一键启动按钮，车辆能正常上OK电表3动力CAN总线故障及现象故障形式序号1）踩下制动踏板，按下一键启动开关，钥匙指示灯闪烁，仪表点亮，但是OK指示灯不亮1)CANH开路2）仪表上报故障提示信息：“低2)CANH搭铁短路压供电系统故障，请安全停车并3)CANL开路联系服务店”、“请检查动力系4)CANL对+12 V短路1统”“请检查ABS系统”“请检查5)CANH与CANL互短挡位系统 等3）仪表上胎压异常指示灯、电子稳定系统故障指示灯、电动助力转向系统故障指示灯、驻车制动故障指示灯、制动系统故障指1)CANH对+12 V短路示灯等均点亮2)CANH对+12 V虚接2 50 Q2电阻3)CANH搭铁虚接2 50 Q电阻4)CANL搭铁短路5)CANL搭铁虚接2 50 Q电阻6)CANL对+12 V虚接2 50 Q电阻7)CANH对CANL虚接2 50 Q2电阻故障现象正常上高低压电，仪表上OK指2示灯点亮，能听到接触器吸合的声音，无故障提示信息及故障灯故障形式1)CANH开路2)CANH对+12 V短路3)CANH搭铁短路4)CANH对+12 V虚接25002电阻5)CANL开路6)CANL对+12 V短路7)CANL对+12 V虚接25002电阻、8)CANL搭铁短路9)CANH与CANL互短CANH搭铁虚接2 50 Q2电阻；CANL搭铁虚接250Q电阻;CANL对CANH虚接2 50 Q2电阻解锁命令进行车门解锁。图3为列举的4种不影响功能的启动子网故障的波形图。基于CAN总线工作原理，通过对波形进行研究，在这7 种故障形势下，显性状态，CANH与CANL之间存在一定的差分电压，故无钥匙进人系统工作正常。(a)CANH搭铁虚接2 50 Q电阻波形图(b)CANL搭铁虚接2 50 Q电阻波形图(b)CANH对+12 V虚接2 50 Q电阻波形图(a)CANH对+12 V短路波形图(c)CANL搭铁短路波形图图3启动子网故障的波形图通过对动力CAN总线网络中节点MCU处进行故障试验，得出表3所示故障现象对应的故障基本形式。当动力CAN总线出现故障时，VCU、BCM、电池管理器、电机控制器等各模块无法进行自检及上电信息交互，车辆无法完成高压上电。图4a、4b、4c 分别对应比亚迪秦动力CAN总线CANH搭铁虚接2 50 Q的波形图、CANL搭铁虚接2 50 Q2电阻的波形图、CANH对CANL虚接2 50 Q电阻的波形图。根据CAN总线工作原理，在这3种故障形势下，控制单元能够识别CANH和CANL的差分波形，高压系统能够正常上电。通过对ESC总线网络节点中网关处进行故障试验，研究得出表4所示故障现象对应的CAN总线故障的基本形式。当网关处CAN总线出现故障时，ESP、EPB、胎压监测等各模块无法进行信息交互，车辆无法完成高压上电。相同原理，(c)CANH对CANL虚接2 50 Q电阻波形图图4动力CAN总线波形图表4ESC网CAN总线故障及现象序号故障现象1)上电后，仪表正常点亮，OK指示灯正常点亮(d)CANH对CANL虚接2 50 Q电阻波形图2）仪表上报故障提示信息：“请检查车辆网络”，“请检查ABS系统”，“EV功能受限 等13）仪表上ABS故障指示灯、制动系统故障指示灯均点亮4)无法正常下电，长按一键启动开关后，高压下电；再次长按一键启动开关低压下电正常上高低压电，仪表无故障提示信息，仪表无2故障指示灯点亮，能够正常下电；在CANL搭铁短路、CANL搭铁虚接2 50 Q、CA NH 与CANL之间虚接2 50 Q电阻的情况下，车辆能够正常完成高低压上电，无故障提示信息且能正常下电。(下转第10 3页）故障形式1)CANH开路2)CANH对+12 V短路3)CANH搭铁短路4)CANH对+12 V虚接2 50 Q2电阻5)CANH搭铁虚接2 50 Q电阻6)CANL开路7)CANL对+12 V短路8)CANL对+12 V虚接2 50 Q2电阻9)CANH对CANL短路1)CANL搭铁短路2)CANL搭铁虚接2 50 Q2电阻3)CANL对CANH虚接2 50 电阻103OperationMaintenance/使用维修汽车电器2 0 2 3年第10 期CR01HFV16PowarmniComfortCRD2VINIBlnwerHP/15CR03FRearHFV-5MINICefics.er-CR04HFV15MINIMidi油泵继电器CRO8CR05MiniIGN_Exlendud故障继电器进行拆解，发现动触点存在沾污（图8），通过能谱分析沾污主要成分含有Na（钠）、K（钾）元素，该元素导电率低，长期聚集在动触点，导致无法接通，从而发生油泵继电器无法正常工作的问题。动触点图8 动触点存在沾污（上接第10 0 页）4结语CAN总线故障的形式和故障现象多种多样，不同种类的CAN总线适用于不同的领域，不同的故障形式会引发不同的故障现象，即使在同一种故障形式下，条件不同，所出现的故障现象也是不同的，例如虚接不同的电阻值，就会得到不同的结果。本文在大量试验的基础上，对CAN总线的各种故障形式进行了基础研究，总结了影响比亚迪秦纯电动汽车无钥匙进入、高低压上电的CAN总线故障形式，分析了不影响CAN总线功能的故障形式，给新能源汽车维修从业人员及职业院校师生提供了参考，希望对相关从业人员技术水平有一点帮助，也为促进新能源汽车产业的发展贡献一点绵薄之力。参考文献：1】公安部交通管理局.全国机动车保有量达4.17 亿辆驾-Y1G征集汽车稿件需密切联系实际，深入浅出，全文字数控制在8 0 0 0 字以内，以word形式投稿至我刊。期待您的来稿和关注！智能投稿邮箱：邮件主题注明：投稿技术咨询电话：[phone]稿件CR06MiniPourOulls.HFV15图7油泵继电器无电压输出5总结结合实车发生的继电器失效问题，通过问题现象分析发生问题的原因，最终将问题解决。因继电器会影响到整车的电器功能，需要明确继电器的构造、工作原理和失效模式，以便在汽车用继电器的选型中提供简单的指导，从而提升整车电器性能的可靠性。参考文献：1姚芳，李志刚，李玲玲，等。继电器接触可靠性及失效的研究 低压电器，2 0 0 4（2)：11-14.(编辑凌波)驶人超过5亿人新能源汽车保有量达1310 万辆同比增长6 7.13%.EB/0L.(2023-01-11)2023-07-03.https:/ .汽车电器，2 0 2 2（1)：7983.3余勇，徐鸿宇，陶玉恒.汽车CAN总线故障诊断方法与案例分析南方农机，2 0 2 1，52（10)：113-114，12 9.4张瑞社.比亚迪“秦”防盗系统故障分析与排除 J汽车维修，2 0 2 2，2 91（3）：30-33.5 梁力艳.比亚迪秦EV车高压上电控制原理及故障1例 汽车维护与修理，2 0 2 1，412（2 4)：7 2-7 3.6朱路生，闫凯，倪克大比亚迪秦EV动力系统通讯网络故障分析 .汽车维修，2 0 2 2，2 92（4)：2 5-2 7.(编辑凌波)汽车电器现面向全社会征集车联网、无人驾驶技术路线相关论文。http:/汽车电器杂志社CR07PuntminiBellerySaverHFV1DMicro187FuelPumpLHEV6ReariwperMicro:5PIN)HFVE