教学项目十 电动汽车动力CAN通讯故障诊断与检测（教学课件）-《电动汽车控制系统故障诊断与检测》同步精品课堂

电动汽车动力CAN通讯故障诊断与检测 《电动汽车控制系统故障诊断与检测》 教学目标 1.学生能描述车辆故障现象； 2.学生能使用解码仪读取故障码及数据流； 3.学生能理解故障码含义； 4.学生能使用万用表检测动力CAN通讯电路； 5.学生应掌握旋变传感器故障诊断思路与检测方法。 教学重难点 1.学生能描述动力CAN通讯电路的组成及工作原理。 2.动力CAN通讯电路检测方法及检测思路的培养。 课程导入 驾驶员在上电操作后，车辆无法上READY电，仪表背景灯点亮正常，系统故障指示灯点亮。 教学项目十 电动汽车动力CAN通讯故障诊断与检测 教学主要内容目录： 一、掌握车辆状况，验证故障现象 教学项目十 电动汽车动力CAN通讯故障诊断与检测 二、使用解码仪读取故障码 三、分析动力CAN网CAN-H对地短路故障引起的故障状态 四、动力CAN通讯基本工作原理 五、车辆故障基本检查 六、吉利EV450动力CAN电路工作原理 七、分析故障原因 八、检测动力CAN故障电路 九、课后思考题 故障描述：踩刹车，按下启动按钮，仪表ready指示灯不亮，仪表背景点亮正常；系统故障警告灯 、EPB故障警告灯、故障提醒警告灯、ESC故障提醒指示灯点亮。 一、验证故障现象 车型 仪表状态 上电结果 吉利EV450 系统故障警告灯 无法上电 EPB故障警告灯 故障提醒警告灯 电机故障警告灯 ESC故障提醒指示灯 教学项目十 电动汽车动力CAN通讯故障诊断与检测 二、读取动力CAN网相关模块故障码 低压蓄电池的电压不能低于12V，确保车辆低压控制系统供电正常。 （一）测量低压蓄电池电压 低压蓄电池电压 教学项目十 电动汽车动力CAN通讯故障诊断与检测 点击诊断软件，依次操作解码仪：吉利→帝豪→帝豪EV→全新帝豪EV450→系统选择→整车控制系统（VCU） 诊断盒连接至车辆DCL （二）解码仪诊断盒连接至车辆诊断接口 教学项目十 电动汽车动力CAN通讯故障诊断与检测 进入车辆控制系统，读取故障码: （三）读取故障码 教学项目十 电动汽车动力CAN通讯故障诊断与检测 三、分析动力CAN网CAN-H对地短路故障引起的故障状态 模块 故障码 整车控制系统（VCU） 无法通讯 电机控制系统（PEU） 无法通讯 电池控制系统（BMS） 无法通讯 车载充电机（OBC） 无法通讯 动力CAN网CAN-H 对地短路 车辆 无法上电 教学项目十 电动汽车动力CAN通讯故障诊断与检测 （一）动力CAN网络硬件架构 电动汽车动力网是支撑整车动力系统协同工作的核心硬件网络，其核心功能是实现动力系统关键部件间的实时数据交互、控制指令传输及状态监控，确保车辆驱动、能量管理、安全保护等功能稳定运行。其硬件架构以 “核心控制模块为节点、通讯总线为链路”，具体组成如下： 1.核心控制模块（通讯节点） 整车控制器VCU、电机控制器MCU、电池管理器BMS、车载充电器OBC等核心模块，也是通讯CAN网的节点。 2.CAN 总线核心组成 采用双绞线（CAN_High 和 CAN_Low），屏蔽线减少电磁干扰（EMI）和电磁辐射（EMC）。 吉利EV450动力网电路图 教学项目十 电动汽车动力CAN通讯故障诊断与检测 3.终端电阻 动力 CAN 总线的两个终端电阻分别在电池管理系统（BMS）及电机控制器（MCU）内部，每个电阻值通常为120Ω，二者在电路上呈并联关系，以确保 CAN 总线信号传输的稳定性。 4.拓扑结构 多采用线性拓扑（节点串联在总线上），部分车型为星型拓扑，节点间距需控制在规范范围内（如高速 CAN 节点间距≤5m）。 5.网关 集成在整车控制器（VCU）内部，支持数据转发、协议转换和网络隔离（防止其他网络故障影响动力网）。 简化电路 教学项目十 电动汽车动力CAN通讯故障诊断与检测 （二）动力CAN无法通讯的原因 当车辆控制模块出现与电机控制器通讯丢失时，可能由以下原因导致： 1.线路损坏或接触不良 ①CAN总线线路被磨损、挤压断裂，或因振动导致接头松动、针脚氧化锈蚀，信号无法完整传输。 ②线路短路或接地故障：CAN-H与CAN-L之间短路，或其中一根线与车身搭铁（接地），会导致信号被拉低或干扰，通讯中断。 2.终端电阻异常 CAN 总线两端需终端电阻（通常为 120Ω）以消除信号反射，若终端电阻损坏、阻值偏离标准（过高或过低），会导致信号衰减或失真，引发通讯失败。 3.核心控制模块故障：节点失效导致网络瘫痪 ①模块内部电路故障：如 MCU 的 CAN 收发器芯片烧毁、BMS 的通讯接口电路短路，导致模块无法发送或接收信号。 ②模块电源故障：模块供电电压异常或断电，导致模块无法启动，从网络中 “离线”。 教学项目十 电动汽车动力CAN通讯故障诊断与检测 四、动力CAN通讯基本工作原理 （一）动力 CAN 网络 连接模块：电机控制器（MCU）、电池管理系统（BMS）、整车控制器（VCU）、充电机控制器、DC-DC 转换器等。 功能：负责动力系统关键数据的实时传输，如电池 SOC、电机转速、扭矩指令、充电状态等，通讯速率较高（通常为 500kbps~1Mbps），确保动力响应的及时性和安全性。 动力CAN电路图 教学项目十 电动汽车动力CAN通讯故障诊断与检测 （二）通讯介质 1.隐性状态（无数据传输）：CAN-H 和 CAN-L电压均为 2.5V，电压差为 0V。 2.显性状态（数据传输）：CAN-H 为 3.5V，CAN-L为 1.5V，电压差为 2V。 旋变传感器结构 以电信号为载体，通过CAN-H和 CAN-L的电压差信号传输数据： 教学项目十 电动汽车动力CAN通讯故障诊断与检测 3.差动信号传递过程 ①连接关系：控制单元（节点）是通过收发器连接到CAN总线上的，在这个收发器内有一个接收器，该接收器是安装在接收一侧的差动信号放大器。 ②差动信号转换： 逻辑 0→显性：CAN_H升为 3.5V，CAN_L降为 1.5V（Vdiff=2V）； 逻辑 1→隐性：CAN_H和CAN_L均为 2.5V（Vdiff≈0V）。 CAN驱动数据总线的差动信号放大器 教学项目十 电动汽车动力CAN通讯故障诊断与检测 4.差动信号放大器内的信号处理 收发器检测CAN_H和CAN_L的电压差，将其还原为数字信号发送给ECU： 若 Vdiff≥1.5V（高速 CAN），识别为逻辑 0； 若 Vdiff≤0.5V，识别为逻辑 1。 教学项目十 电动汽车动力CAN通讯故障诊断与检测 五、车辆故障基本检查 （一）动力CAN模块低压连接器的检查 检查项目： 1.插接器内部外部是否水渍脏污 2.插接器和插座的连接情况 检查动力CAN模块低压插接器 教学项目十 电动汽车动力CAN通讯故障诊断与检测 六、吉利EV450动力CAN电路工作原理 （一）动力CAN电路组成 1.动力CAN总线上的节点： 包含驾驶模拟开关、变速器换挡开关、OBD、T-BOX、自动变速箱控制单元（TCU）、VCU、电池管理系统（BMS）、PEU 总成等。2.动力CAN总线用途： 主要负责汽车的动力、动力传输等软硬件的数据交互。 吉利EV450旋变传感器电路 教学项目十 电动汽车动力CAN通讯故障诊断与检测 （二）动力CAN电路的识读 1.符号及线路的含义： ①PCAN-H：是动力 CAN（P-CAN）总线中的高位数据线。当处于显性状态（逻辑 0）时，P-CAN-H 电压约为 3.5V；处于隐性状态（逻辑 1）时，PCAN-H 为 2.5V。 ②PCAN-L：是动力 CAN（P-CAN）总线中的低位数据线。当处于显性状态（逻辑 0）时，P-CAN-L 电压约为 1.5V；处于隐性状态（逻辑 1）时，PCAN-H 为 2.5V。 吉利EV450旋变传感器电路 教学项目十 电动汽车动力CAN通讯故障诊断与检测 七、分析故障原因 （一）动力CAN总线无法通讯故障 1. CAN 总线 CAN-H 或 CAN-L 对正极或负极短路； 2.CAN 总线 CAN-H 和 CAN-L 互短； 3.某个模块的 CAN-H 或 CAN-L 对正或对负短路； 4.某个模块的 CAN-H 和 CAN-L 互短； 5.模块终端电阻故障； 6.模块自身故障。 吉利EV450旋变传感器电路 教学项目十 电动汽车动力CAN通讯故障诊断与检测 八、检测动力CAN故障电路 （一）检测动力CAN总线终端电阻 测量条件：点火开关处在OFF档，断开蓄电池负极，万用表选择欧姆档； 测量位置：使用测试线分别连接OBD插座IP19/6和IP19/14号端子，测试线另一端分别连接至万用表红表黑表笔； 测量值：电阻为64Ω，正常；非此值，检修CAN线路是否发生短路或断路与相关控制器损坏； 标准值：60Ω。 教学项目十 电动汽车动力CAN通讯故障诊断与检测 （二）分别检测动力CAN总线CAN-H和CAN-L与搭铁之间的信号电压 测量条件：点火开关处在ON档，万用表选择直流电压档； 测量位置：使用测试线连接OBD插座IP19/14对地，测试线另一端分别连接至万用表红表黑表笔；（测量CAN-L信号电压类似方法）； 测量值：CAN-H信号电压为2.7V，CAN-L信号电压为2.3V，正常；0V或更大，检修此线是否发生断路或短路至电源； 标准值：CAN-H信号电压为2.5V左右，CAN-L信号电压为2.2V左右。 教学项目十 电动汽车动力CAN通讯故障诊断与检测 （三）分别检测动力CAN总线CAN-H和CAN-L与搭铁之间的绝缘电阻 测量条件：点火开关处在OFF档，断开蓄电池负极，万用表选择欧姆档； 测量位置：使用测试线连接OBD插座IP19/6对地，测试线另一端分别连接至万用表红表黑表笔； 测量值：CAN-L绝缘电阻为65.2Ω，CAN-H绝缘电阻为8.4Ω，不正常，检修此线是否发生对地短路； 标准值：CAN-H和CAN-L信号分别对地的绝缘电阻为无穷大。 教学项目十 电动汽车动力CAN通讯故障诊断与检测 （四）检测动力CAN总线CAN-H与搭铁短路点 测量条件：点火开关处在OFF档，断开蓄电池负极，万用表选择欧姆档； 测量位置：使用测试线连接OBD插座IP19/6对地，测试线另一端分别连接至万用表红表黑表笔； 测量方法：分别拔下整车控制器VCU、电机控制器PEU、车载充电机OBC插接器，观察万用表读数变化； 测量值：CAN-H绝缘电阻由8.4Ω升至220KΩ，说明OBC内部CAN-H对地短路； 教学项目十 电动汽车动力CAN通讯故障诊断与检测 （五）检测动力CAN总线CAN-H与CAN-L的波形 1.示波方法： 使用测试线分别连接OBD插接器 6 号脚（CAN -H）和 14 号脚（CAN -L），分别连接示波器通道 1（CH1）和通道 2（CH2）的探针.再将示波器探头的接地夹可靠连接至车身搭铁。 2.波形特点： 正常波形特征： （1）差分信号为方波，显性电平（差分2V）和隐性电平（0V）清晰。 （2）无过冲或毛刺（可能阻抗不匹配或反射） 教学项目十 电动汽车动力CAN通讯故障诊断与检测 九、课后思考题 1.动力CAN网络硬件组成及其原理？ 2.分析动力CAN无法通讯的原因？ 3.车载动力网中终端电阻的作用？ 教学项目十 电动汽车动力CAN通讯故障诊断与检测 $$