电动汽车重载嵌入式连接器故障智能检测技术研究
兰新武++刘敏
摘 要： 连接器是电动汽车故障发生概率最高的部件，为了确保电动汽车的顺利运行，研究电动汽车重载嵌入式连接器故障智能检测技术，具有重要意义。对连接器故障智能检测系统的软件结构以及上位机和下位机的运行结构进行分析，详细设计检测系统中的各项基础检测电路，对连接器的接触不良、断路以及瞬间断路等故障进行准确检测。通过实验检测，验证研究的连接器故障智能检测技术各项功能都较优，完成了故障的准确检测。
关键词： 电动汽车重载； 嵌入式连接器； 故障智能检测； 检测电路
中图分类号： TN948.2?34； TP359.4 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）18?0161?03
Research on intelligent detection technology of embedded connector fault
for electric vehicle heavy loading
LAN Xinwu1， LIU Min2
（1. Hunan Automobile Engineering Professional College， Zhuzhou 412001， China； 2. Southeast University， Nanjing 211189， China）
Abstract： Connector is the component with highest failure probability of electric vehicle. In order to ensure the smooth running of electric vehicles， it is significant to study the intelligent detection technology of embedded connector fault for electric vehicle heavy loading. The software structure of connector fault intelligent detection system and operation structures of the upper machine and lower machine are analyzed. Various basic detection circuits of the detection system were designed in detail to detect the faults of connector poor contact， circuit disconnection and instantaneous circuit disconnection accurately. The experimental results verify that the functions of the connector fault intelligent detection technology are perfect， and the fault can be detected accurately.
Keywords： electric vehicle overloading； embedded connector； fault intelligent detection； detection circuit
電动汽车成为当前人们广泛应用的交通工具，其中的嵌入式连接器是故障发生概率最高的部件。连接器产生故障时，连接器信号会出现显著波动，干扰电动汽车的顺利运行，并且连接器故障是电动汽车数字通信线路质量降低的重要因素[1]。因此，对电动汽车连接器故障进行准确检测，成为相关人员分析的热点问题。
1 故障智能检测系统软件设计
1.1 软件结构设计
电动汽车重载嵌入式连接器故障检测系统的软件由上位机模块和下位机模块构成。上位机采用PC机，基于数据库对检测数据结果进行采集和处理，采用通信接口对下位机进行管理[2]，设置相关的参数。下位机基于AT89552型单片机，采用Keil C编程工具和PRoTEuS仿真工具实现程序的编写以及硬件电路的仿真。连接器故障检测系统软件结构图如图1所示。
1.2 上位机和下位机结构设计
上位机采用串口设置连接器故障检测部件的阻值规范、瞬间断路时间规范、进行自检等参数。上位机中的用户权限验证模块，实现用户密码登录后，进入工作主界面，完成全部的操作。如控制下位机完成自检[3]，通过数字方式和图像方式呈现下位机反馈的故障检测结果，采用数据库存车故障检测数据，并对数据进行汇总和分析。
将下位机划分成检测单片机和辅助单片机，结构如图2所示。辅助单片机仅对故障检测电路的相关参数进行设置[4]，驱动激振模块。检测单片机实现故障检测相关的处理，采集故障检测结果数据，依据相应规范将故障检测数据反馈到上位机中进行显示。
2 连接器故障智能检测系统硬件设计
2.1 系统单片机和电源模块设计
电动汽车重载嵌入式连接器故障智能检测系统采用低功耗的AT89552单片机，其是一种高性能的CMOSS位微控制器，内含可编程FLASH存储器和8位CPU。系统向电路提供4种电压的电源12 V，-12 V，
5 V和-5 V。±12 V电压给恒流源供电，5 V给基础电路和单片机供电，-5 V是数/模变换的参考电压。电源模块通过电源变压器将采集到的200 V交流电变换成交流18 V电压，基于二极管的单向导通性完成降压交流电的整流操作[5]，将其变换成低压直流电。通过W78XX系列稳压芯片实施稳压控制，为电路供电。
摘 要： 连接器是电动汽车故障发生概率最高的部件，为了确保电动汽车的顺利运行，研究电动汽车重载嵌入式连接器故障智能检测技术，具有重要意义。对连接器故障智能检测系统的软件结构以及上位机和下位机的运行结构进行分析，详细设计检测系统中的各项基础检测电路，对连接器的接触不良、断路以及瞬间断路等故障进行准确检测。通过实验检测，验证研究的连接器故障智能检测技术各项功能都较优，完成了故障的准确检测。
关键词： 电动汽车重载； 嵌入式连接器； 故障智能检测； 检测电路
中图分类号： TN948.2?34； TP359.4 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）18?0161?03
Research on intelligent detection technology of embedded connector fault
for electric vehicle heavy loading
LAN Xinwu1， LIU Min2
（1. Hunan Automobile Engineering Professional College， Zhuzhou 412001， China； 2. Southeast University， Nanjing 211189， China）
Abstract： Connector is the component with highest failure probability of electric vehicle. In order to ensure the smooth running of electric vehicles， it is significant to study the intelligent detection technology of embedded connector fault for electric vehicle heavy loading. The software structure of connector fault intelligent detection system and operation structures of the upper machine and lower machine are analyzed. Various basic detection circuits of the detection system were designed in detail to detect the faults of connector poor contact， circuit disconnection and instantaneous circuit disconnection accurately. The experimental results verify that the functions of the connector fault intelligent detection technology are perfect， and the fault can be detected accurately.
Keywords： electric vehicle overloading； embedded connector； fault intelligent detection； detection circuit
電动汽车成为当前人们广泛应用的交通工具，其中的嵌入式连接器是故障发生概率最高的部件。连接器产生故障时，连接器信号会出现显著波动，干扰电动汽车的顺利运行，并且连接器故障是电动汽车数字通信线路质量降低的重要因素[1]。因此，对电动汽车连接器故障进行准确检测，成为相关人员分析的热点问题。
1 故障智能检测系统软件设计
1.1 软件结构设计
电动汽车重载嵌入式连接器故障检测系统的软件由上位机模块和下位机模块构成。上位机采用PC机，基于数据库对检测数据结果进行采集和处理，采用通信接口对下位机进行管理[2]，设置相关的参数。下位机基于AT89552型单片机，采用Keil C编程工具和PRoTEuS仿真工具实现程序的编写以及硬件电路的仿真。连接器故障检测系统软件结构图如图1所示。
1.2 上位机和下位机结构设计
上位机采用串口设置连接器故障检测部件的阻值规范、瞬间断路时间规范、进行自检等参数。上位机中的用户权限验证模块，实现用户密码登录后，进入工作主界面，完成全部的操作。如控制下位机完成自检[3]，通过数字方式和图像方式呈现下位机反馈的故障检测结果，采用数据库存车故障检测数据，并对数据进行汇总和分析。
将下位机划分成检测单片机和辅助单片机，结构如图2所示。辅助单片机仅对故障检测电路的相关参数进行设置[4]，驱动激振模块。检测单片机实现故障检测相关的处理，采集故障检测结果数据，依据相应规范将故障检测数据反馈到上位机中进行显示。
2 连接器故障智能检测系统硬件设计
2.1 系统单片机和电源模块设计
电动汽车重载嵌入式连接器故障智能检测系统采用低功耗的AT89552单片机，其是一种高性能的CMOSS位微控制器，内含可编程FLASH存储器和8位CPU。系统向电路提供4种电压的电源12 V，-12 V，
5 V和-5 V。±12 V电压给恒流源供电，5 V给基础电路和单片机供电，-5 V是数/模变换的参考电压。电源模块通过电源变压器将采集到的200 V交流电变换成交流18 V电压，基于二极管的单向导通性完成降压交流电的整流操作[5]，将其变换成低压直流电。通过W78XX系列稳压芯片实施稳压控制，为电路供电。
