实例讲解电动汽车故障分级处理策略及Simulink建模方法
电动汽车的故障有很多种，每种故障发生时产生危害性是不同的，因此对于不同故障应采取不同的处理方式。目前一般有两种故障处理方式，一种是针对每一种故障对其故障危害性进行判断，然后针对不同故障设定不同的故障处理机制；另一种是针对危害性相似的故障进行分类分级划分，同一级别故障采用同样的故障处理方式。故障处理方式一的优点是故障处理精细化，能应对不同故障设定适应性强的故障处理方式，既能满足保证人员车辆安全，也能维持车辆正常功能不受影响，缺点是故障较多时，故障处理机制复杂；故障处理方式二的优点是故障分类分级处理，既能保证人员车辆安全性，也能简化控制，提高可靠性，缺点是由于几个故障合为一个级别的故障处理，可能会存在故障保护过度的情况，即同一级别的故障处理，对于一个故障是能达到人员车辆安全与车辆正常功能维持的平衡，对于另一个故障则可能出现保护过度，一些本可以正常工作的功能被禁止。但是综合考虑，故障处理方式二，控制方式简单，可靠性好，且能达到较好的控制效果，在实际控制中是一种常用的方式。本文针对电动汽车故障分级处理策略进行介绍，并介绍Simulink建模方法。
目录
一、电动汽车故障分级处理策略
二、电动汽车故障分级处理Simulink建模方法
1、输入信号
2、输出信号
3、控制逻辑
4、Simulink建模
三、总结
一、电动汽车故障分级处理策略
电动汽车有很多控制器，主要控制器包括VCU、BMS、MCU、PDU等，另外还有ABS、EPS（电动助力转向系统）、IC（仪表）、EAS（空调压缩机控制器）等，每个控制器内部都会有故障判定机制，并会发送出故障代码和故障等级，VCU在接收到各控制器发送的故障等级后应进行判断，取最高故障等级；
VCU判定的故障根据故障危害度也会划分为不同等级，一般分为4级，一级故障，对行车无影响，但是会影响驾驶体验，只报警，不限扭矩不限功率；二级故障，对行车有一定程度安全风险及失控风险，限功率至峰值的50%，车速限定至低速行驶，比如说20km/h；三级故障，会导致车辆无法行车，或者继续行车会极大危害人员及车辆安全，限功率至峰值的0%；四级故障，VCU供电电压异常，无法正常工作，或与BMS及PDU通讯丢失，或高压接触器无法正常闭合断开，车辆完全失控，断所有高压。
最后，VCU根据接收到其他控制器的故障等级与VCU自己判断的故障等级取最高等级做故障处理。
二、电动汽车故障分级处理Simulink建模方法
1、输入信号
ABS_FltLvl：ABS故障等级
EPS_FltLvl：电动助力转向系统故障等级
EAS_FltLvl：压缩机控制器故障等级
MCU_FltLvl：电机控制器故障等级
BMS_FltLvl：电池管理系统故障等级
PDU_FltLvl：电源分配单元故障等级
IC_CANTimeOut_Flt：仪表CAN通讯丢失故障
EAS_CANTimeOut_Flt：空调压缩机控制器CAN通讯故障
ABS_CANTimeOut_Flt：ABS CAN通讯故障
APDiff_Flt：油门踏板两路信号差异过大故障
APBat1_Flt：油门踏板信号1供电电压异常故障
APBat2_Flt：油门踏板信号2供电电压异常故障
AP1OvPc_Flt：油门踏板信号1电压超限故障
AP2OvPc_Flt：油门踏板信号2电压超限故障
EPS_CANTimeOut_Flt：电动助力转向系统CAN通讯故障
VacmPump_Flt：真空助力系统故障
MCU_CANTimeOut_Flt：电机控制器CAN通讯故障
APVolt_Flt：油门踏板故障（油门踏板1及油门踏板2均有故障）
Gear_Flt：档位故障
Brk_Flt：制动踏板故障
BMS_CANTimeOut_Flt：电池管理系统CAN通讯故障
PDU_CANTimeOut_Flt：电源管理单元CAN通讯故障
BatOvv_Flt：VCU供电电压过高故障
BatUdv_Flt：VCU供电电压过低故障
PreChrg_Flt：主预充接触器闭合超时故障
MainRly_Flt：主正接触器闭合超时故障
MainNegRlyON_Flt：主负接触器闭合超时故障
MainNegRlyOFF_Flt：主负接触器断开超时故障
KeyON_Sw：钥匙ON挡信号
SlowChrgCC_St：慢充插枪信号
FastChrgCC_St：快充插枪信号
2、输出信号
VDIAG_FltLvl：整车诊断故障等级
3、控制逻辑
1）其他控制器故障等级判断模块
VCU获取ABS故障等级、电动助力转向系统故障等级、压缩机控制器故障等级、电机控制器故障等级、电池管理系统故障等级、电源分配单元故障等级，取其中最高故障等级输出
2）VCU判定的故障等级1
VCU判定仪表CAN通讯丢失故障、空调压缩机控制器CAN通讯故障、ABS CAN通讯故障、油门踏板两路信号差异过大故障时，不影响车辆正常行车，因此判定为1级故障，仅报警提示驾驶员维修
3）VCU判定的故障等级2
VCU判定油门踏板信号1供电电压异常故障、油门踏板信号2供电电压异常故障、油门踏板信号1电压超限故障、油门踏板信号2电压超限故障时，说明油门踏板1或油门踏板2存在故障，会导致油门踏板信号解析失真，不能真实反映驾驶员真实意图，应进行限功限速处理
VCU判定电动助力转向系统CAN通讯故障、真空助力系统故障时，转向助力及制动助力丧失，存在行车无法正常转向或制动的安全隐患，应进行限功限速处理
4）VCU判定的故障等级3
VCU判定电机控制器CAN通讯故障、油门踏板故障（油门踏板1及油门踏板2均有故障）、档位故障、制动踏板故障时，会导致无法正常行车，应进行限功率至0的处理
5）VCU判定的故障等级4
VCU判定电池管理系统CAN通讯故障、电源管理单元CAN通讯故障、VCU供电电压过高故障、VCU供电电压过低故障时，VCU无法正常工作或者BMS和PDU无法正常进行通讯，高压接触器处于失控状态，应断所有高压或不允许上高压
VCU判定主预充接触器闭合超时故障、主正接触器闭合超时故障、主负接触器闭合超时故障、主负接触器断开超时故障时，车辆无法完成高压的正常接通，不具备停车及行车工作条件，应断所有高压或不允许上高压
6）故障等级开始判定条件
当VCU检测到钥匙ON挡信号、慢充插枪信号或快充插枪信号有效超过一定时间（比如3s），控制器都已经处于唤醒激活状态，开始判定故障等级，否则输出故障等级为0
4、Simulink建模
1）其他控制器故障等级判断模块
2）VCU判定的故障等级1
3）VCU判定的故障等级2
4）VCU判定的故障等级3
5）VCU判定的故障等级4
6）故障等级开始判定条件
7）整个故障等级判定模型
三、总结
本文介绍了两种电动汽车故障处理办法以及优缺点，并详细介绍了故障分级处理方法的控制策略，及Simulink建模方法，这只是其中一种常用的故障分级处理办法，实际应用中可以根据需求进行不同故障处理方法的混合应用。希望能给相关技术人员带来一参考和帮助。