一种新能源轻卡低压线束故障自诊断及定位系统的制作方法

本技术涉及新能源汽车，具体涉及一种新能源轻卡低压线束故障自诊断及定位系统。

背景技术：

1、随着新能源汽车智能化、电气化程度不断提高，整车低压电气系统中的控制器、传感器、执行器以及各类低压用电设备数量持续增加，低压线束作为新能源汽车各电控单元、电源系统及低压负载之间进行电能传输和信号交互的重要载体，通常分布于驾驶室、车身、底盘及其他功能区域，具有线路跨度长、分支节点多、接插件数量多以及使用环境复杂等特点。

2、车辆长期运行过程中，低压线束容易受到振动冲击、高低温交变、水汽侵蚀、摩擦磨损、挤压拉扯等因素影响，从而出现绝缘老化、接插件接触不良、线路虚接、局部断路、短路、接地异常以及线束磨损等故障。目前，针对新能源汽车低压线束故障的检测与诊断，通常采用人工检测、固定阈值检测以及基于时域反射或频域反射的检测方式。

3、其中，人工检测主要依靠万用表、电流表、电阻测试仪或通断检测工具，对线束两端的电压、电流、电阻及通断状态进行逐段检测，并结合外观检查判断线束是否存在断路、短路或接地故障；固定阈值检测主要通过整车车身控制器、电机控制器等采集线束相关电压、电流或电阻信号，并将实时检测值与预设固定阈值进行比较，在检测值超出设定范围时生成故障码或触发报警；时域反射或频域反射检测技术则通过向待测线束施加检测信号，并采集阻抗不连续位置产生的反射波形，根据反射信号的时延、幅值或极性等特征判断故障类型，同时结合信号传播时延对故障位置进行估算，从而实现线束故障检测和定位。

4、然而，现有新能源汽车低压线束故障检测技术仍存在较明显的局限性。人工检测通常需要拆卸内饰件、线束护板或固定结构，并逐段、逐点进行测量，检测过程耗时较长、维护成本较高，而且主要适用于已经形成明显断路、短路或外观破损的显性故障，对于线束轻微磨损、绝缘性能下降、接插件虚接、间歇性接触不良及电阻缓慢漂移等早期隐性故障难以及时识别，同时无法在车辆运行过程中持续开展在线监测，故障定位也往往只能确定大致区域，仍需要维修人员进一步拆解排查。

5、固定阈值检测虽然能够实现一定程度的在线监控，但新能源汽车在启停、负载切换、温度变化以及振动冲击等不同工况下，低压回路的电压、电流、电阻及压降等参数会产生正常波动，单一固定阈值难以适应复杂动态工况，容易出现正常状态误报警或轻微故障漏报警的问题，同时通常只能判断某一功能回路存在异常，难以进一步确定具体异常线束分段或故障节点。

6、基于时域反射或频域反射的检测方式虽然具有一定的故障定位能力，但现有方案通常依赖外接专业检测设备，更适用于静态、断电条件下的线束检测，在新能源汽车带电运行和负载动态变化环境中，检测信号容易受到整车电磁干扰及工况波动影响，导致反射波形失真、定位精度下降，因此难以同时满足新能源汽车低压线束在线实时诊断、隐性故障识别以及精准故障定位的需求。

7、在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、本技术的目的是提供一种新能源轻卡低压线束故障自诊断及定位系统，以解决上述背景技术中的问题。

2、为了实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种新能源轻卡低压线束故障自诊断及定位系统，包括：

3、数据采集单元，用于采集新能源轻卡各低压线束分段的多种实时电气参数及对应的整车工况参数，对实时电气参数进行预处理，获得各低压线束分段的有效电气参数；

4、异常诊断单元，用于基于整车工况参数对预设的线束参数判定阈值进行自适应修正，将有效电气参数与修正后的线束参数判定阈值进行分段比对，筛选异常线束分段；

5、故障定位单元，用于针对异常线束分段发射检测信号，采集故障位置产生的反射信号，根据反射信号的传播时延计算故障距离，将故障距离与预设线束拓扑数据进行匹配，定位故障位置；

6、故障研判单元，用于依据故障位置对应的反射信号特征、电气参数偏差程度、持续时长及复发频次，识别故障类型及故障等级，输出与故障等级对应的差异化预警信息；

7、寿命评估单元，用于利用各低压线束分段的历史电气参数、整车工况参数及故障等级进行老化趋势分析，通过迭代训练的线束寿命模型评估低压线束剩余使用寿命，输出预防性维护信息。

8、优选的，各低压线束分段配置对应的分段标识，所述实时电气参数按照采集时刻与整车工况参数建立时间对应关系，所述有效电气参数保留对应的分段标识及整车工况参数。

9、优选的，实时电气参数包括实时电阻、接触电阻、工作电压、回路电流、对地绝缘电阻及动态压降中的多种；实时电阻根据低压线束分段两端的工作电位及回路电流获取，接触电阻根据接插件两侧工作电位及对应回路电流获取。

10、优选的，对地绝缘电阻在低压线束分段满足预设绝缘检测条件的运行时段获取，当负载发生切换或当前运行状态不满足预设绝缘检测条件时，暂停对地绝缘电阻获取，直至进入满足预设绝缘检测条件的运行时段。

11、优选的，预处理包含对连续采样数据进行平滑处理，剔除超出对应电气参数物理取值范围且不具有连续变化特征的异常野值，并以对应低压线束分段的正常状态参数为基准进行数据基线校正。

12、优选的，线束参数判定阈值分别与低压线束分段、电气参数类型及运行工况相对应；当前整车工况参数处于相邻工况参考点之间时，按照当前整车工况参数在相邻工况参考点之间的位置连续调整参数判定范围。

13、优选的，实时电阻的线束参数判定阈值随环境温度进行修正，动态压降的线束参数判定阈值随整车负载功率及回路电流进行修正，接触电阻的异常判断引入车身振动幅值，对地绝缘电阻的线束参数判定阈值与环境温度及低压线束分段运行状态相对应。

14、优选的，预设线束拓扑数据配置有低压线束分段标识以及对应的检测起始位置、分支节点位置、实际路径长度、上下游连接关系、关联用电设备、基准反射信息和有效传播速度，用于建立故障距离与实际故障位置之间的映射关系。

15、优选的，异常线束分段筛选后，依据异常线束分段标识从预设线束拓扑数据中选取对应检测起始位置和目标传输路径，并以异常线束分段所属分支限定反射信号对应的故障距离匹配范围。

16、优选的，检测信号采用具有确定发出时刻的脉冲检测信号，在异常线束分段对应回路处于允许检测的运行时段进行发射，并以检测信号发出时刻为起点开启反射采集时间窗口，以获取对应的反射信号。

17、优选的，基准反射信息包含正常分支节点、正常接插件位置及关联用电设备接线位置对应的反射距离和反射特征；当前反射信号相对于基准反射信息产生新增反射、幅值变化、极性变化或位置变化时，将对应反射信号用于故障位置分析。

18、优选的，故障距离按照反射信号的传播时延与异常线束分段对应的有效传播速度换算，其中，有效传播速度根据已知实际路径长度的低压线束对应的检测信号往返传播时间预先获取。

19、优选的，故障距离按照检测起始位置至异常线束分段的拓扑连接次序与各低压线束分段的实际路径长度逐段对应，将扣除前级路径累计长度后的剩余距离映射至异常线束分段内部、分支节点、接插件位置或关联用电设备接线位置。

20、优选的，故障类型通过故障位置对应的反射信号特征与有效电气参数共同识别，其中，反射信号与有效电气参数指向同一异常线束分段且处于同一异常事件时间范围时，将二者关联用于区分断路、短路、接触异常及绝缘性能异常。

21、优选的，电气参数偏差程度表征有效电气参数超出修正后的线束参数判定阈值的幅度，持续时长从参数首次超出对应判定范围开始累计至恢复，恢复后再次发生同类异常时作为新的异常事件计入预设统计周期内的复发频次。

22、优选的，故障等级依据电气参数偏差程度、持续时长、复发频次及关联用电设备的功能状态划分为轻微故障、间歇性故障、临界故障及致命故障，并分别对应状态记录、文字提示、声光预警及紧急预警。

23、优选的，各低压线束分段的历史电气参数按照时间顺序分别存储，并关联对应的整车工况参数及故障等级，通过比较不同寿命评估周期内电阻、接触电阻、对地绝缘电阻的变化方向及故障状态变化表征老化趋势。

24、优选的，线束寿命模型采用低压线束从正常使用至达到寿命终止条件期间的历史电气参数、整车工况参数、故障等级、累计使用时间及维护结果进行迭代训练，根据当前低压线束分段对应的老化趋势评估低压线束剩余使用寿命并输出预防性维护信息。

25、在上述技术方案中，本技术提供的技术效果和优点：

26、本技术通过对新能源轻卡各低压线束分段的实时电气参数与整车工况参数进行同步获取，并依据环境温度、负载状态以及车辆运行状态动态修正线束参数判定阈值，将正常工况波动与真实故障异常有效区分，同时通过异常线束分段筛选配合反射信号测距以及预设线束拓扑数据匹配，可对断路、短路、接触不良、绝缘异常以及间歇性故障进行连续识别，并将故障范围进一步定位至具体线束分段或对应故障位置，有效提高复杂车载环境下的故障识别准确性以及维修定位效率。

27、本技术将故障状态判断进一步延伸至故障等级识别以及线束寿命评估，通过电气参数偏差程度、异常持续时长以及故障复发频次对不同故障状态进行分级，并根据故障等级输出相对应的预警信息，从而避免不同严重程度故障采用相同处置方式；同时持续积累各低压线束分段的历史电气参数与整车工况参数，通过老化趋势分析以及迭代训练的线束寿命模型评估剩余使用寿命，将故障处理由故障发生后的被动维修拓展至故障发生前的预防性维护，有效降低重复返修风险以及整车长期运维成本。