WEINVIEW觸摸屏在混合動(dòng)力客車行業(yè)的應(yīng)用

　　一、引言
　　
　　受金融危機(jī)沖擊，歐美日等汽車業(yè)*遭受重創(chuàng)。為獲重生，汽車企業(yè)一方面通過(guò)裁員減產(chǎn)、出售資產(chǎn)等斷臂求存，一方面都不遺余力的發(fā)展新能源汽車以挽頹勢(shì)，受制于石油資源儲(chǔ)量和環(huán)保壓力，近年各國(guó)都在大力發(fā)展新能源汽車。新能源汽車的發(fā)展被各國(guó)提到的高度。
　　
　　相對(duì)于傳統(tǒng)汽車，我國(guó)新能源汽車發(fā)展也走在了前列，沒(méi)有輸在起跑線上。我國(guó)燃料電池汽車領(lǐng)域的專家、科技部部長(zhǎng)萬(wàn)鋼提出的新能源汽車發(fā)展目標(biāo)為：到2012年，國(guó)內(nèi)有10%新生產(chǎn)的汽車是節(jié)能與新能源汽車，按屆時(shí)汽車年產(chǎn)輛為1000萬(wàn)輛算，我國(guó)新能源汽車要達(dá)到年產(chǎn)100萬(wàn)輛的規(guī)模。這堅(jiān)定了國(guó)內(nèi)外汽車生產(chǎn)商在國(guó)內(nèi)發(fā)展新能源汽車的決心。
　　
　　混合動(dòng)力汽車是采用傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，通過(guò)混合使用熱能和電力兩套系統(tǒng)開(kāi)動(dòng)汽車，達(dá)到節(jié)省燃料和降低排氣污染的目的。混合動(dòng)力汽車除發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)、蓄電池等各種單元技術(shù)外，重要的技術(shù)是各系統(tǒng)的電子控制技術(shù)和整車的動(dòng)力系統(tǒng)優(yōu)化與控制技術(shù)。本文主要講述WEINVIEW觸摸屏在蓄電池控制系統(tǒng)單元的應(yīng)用。
　　
　　二、系統(tǒng)原理與設(shè)計(jì)要求
　　
　　1 混合動(dòng)力汽車的原理
　　
　　混合動(dòng)力汽車是采用傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，通過(guò)混合使用熱能和電力兩套系統(tǒng)開(kāi)動(dòng)汽車，達(dá)到節(jié)省燃料和降低尾氣污染的目的。使用的內(nèi)燃機(jī)既有柴油機(jī)和汽油機(jī)兩種，共同的特點(diǎn)是排量小、質(zhì)量輕、速度高、排放好。混合動(dòng)力汽車的關(guān)鍵是混合動(dòng)力系統(tǒng)，它的性能直接關(guān)系到混合動(dòng)力汽車整車性能，混合動(dòng)力系統(tǒng)原理示意圖如圖1。　　　　
　　混合動(dòng)力系統(tǒng)分串聯(lián)式、并聯(lián)式、混聯(lián)式。串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和蓄電池組等部件組成。發(fā)動(dòng)機(jī)僅僅用于發(fā)電，發(fā)電機(jī)所發(fā)出的電能供給電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車行駛。發(fā)電機(jī)發(fā)出的部分電能向電池充電，來(lái)延長(zhǎng)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的行駛里程。另外電池還可以單獨(dú)向電動(dòng)機(jī)提供電能來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車，使混合動(dòng)力電動(dòng)汽車在*狀態(tài)下行駛，串聯(lián)式原理圖請(qǐng)看圖2。　　　　
　　并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電/電動(dòng)機(jī)和蓄電池組等部件組成。并聯(lián)式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以單獨(dú)使用發(fā)動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)做為動(dòng)力源，也可以同時(shí)使用電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車，并聯(lián)式原理圖請(qǐng)看圖3。　　　　
　　混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、行星齒輪機(jī)構(gòu)和蓄電池組等部件組成。混合驅(qū)動(dòng)方式是將發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)通過(guò)一個(gè)行星齒輪裝置連接起來(lái)。動(dòng)力從發(fā)動(dòng)機(jī)輸出到與其相連的行星架，行星架將一部分轉(zhuǎn)矩傳送到發(fā)電機(jī)，另一部分傳送到電動(dòng)機(jī)并輸出到驅(qū)動(dòng)軸。此時(shí)車輛并不是串聯(lián)式或者并聯(lián)式，而是介于串聯(lián)和并聯(lián)之間，充分利用兩種驅(qū)動(dòng)方式的優(yōu)點(diǎn)，混聯(lián)原理圖請(qǐng)看圖4。　　　　
　　2 混合動(dòng)力汽車蓄電池控制單元系統(tǒng)設(shè)置要求
　　
　　（1）觸摸屏畫面設(shè)計(jì)要求
　　
　　本系統(tǒng)采用WEINVIEWMT8070iH型號(hào)觸摸屏，該型號(hào)為7”寬屏，400MHzCPU。128M超大容量Flash，能夠快速響應(yīng)系統(tǒng)指令。
　　
　　畫面語(yǔ)言要求在中文和英文之間可以切換，畫面要有動(dòng)畫效果，例如電池的充放電過(guò)程要與實(shí)際同步并以動(dòng)畫的效果表示出來(lái)。
　　
　　觸摸屏采用7寸的寬屏，主畫面可以直觀的表示用戶燃料電池單元的工作情況，以及每組電池以及每節(jié)電池的工作情況以及相關(guān)參數(shù)。對(duì)于這個(gè)電池管理單元，總共有10組，每組有12節(jié)電池，要求對(duì)這120節(jié)電池的電壓、電流、溫度參數(shù)進(jìn)行顯示，如果參數(shù)有超出范圍的必須發(fā)出報(bào)警提示。
　　
　　（2）設(shè)定報(bào)警電壓范圍：
　　
　　當(dāng)監(jiān)測(cè)到電池組中任意某串的電壓超出3.00#mdash;3.65V時(shí)，電壓的子菜單和警示三角符號(hào)要閃爍，進(jìn)入電壓的子菜單，超標(biāo)的電池組要閃爍，點(diǎn)開(kāi)相應(yīng)的電池組第三頁(yè)菜單，超標(biāo)的串閃爍。
　　
　　（3）設(shè)定報(bào)警溫度范圍：
　　
　　當(dāng)監(jiān)測(cè)到電池組中任意某組電池的溫度超出70度時(shí)，溫度的子菜單和警示三角符號(hào)要閃爍，進(jìn)入溫度的子菜單，超標(biāo)的電池組要閃爍。
　　
　　（4）電池容量的計(jì)算：
　　
　　計(jì)算方法：總電流x總電壓x時(shí)間=充放電電量；要求觸摸屏能夠?qū)⒊浞烹姷臄?shù)據(jù)準(zhǔn)確的顯示出來(lái)。
　　
　　三、觸摸屏系統(tǒng)的畫面設(shè)計(jì)
　　
　　1 觸摸屏主監(jiān)控畫面設(shè)計(jì)
　　
　　觸摸屏的主監(jiān)控畫面中文以及英文畫面如下圖所示，在整個(gè)畫面上有電池的符號(hào)，標(biāo)有正負(fù)極可以顯示電池的當(dāng)前容量。畫面上的表盤*個(gè)為電流表，可以顯示電池單元的充放電的情況；第二個(gè)表為電壓表主要顯示電池組逆變后的電壓。畫面上的溫度和電壓控件可以作為報(bào)警顯示而且可以作為進(jìn)入下一級(jí)目錄的的功能鍵。　　
　　2 觸摸屏溫度監(jiān)控畫面設(shè)計(jì)
　　
　　在主畫面點(diǎn)擊溫度按鈕可以進(jìn)入電池模塊溫度監(jiān)控畫面，在這個(gè)畫面我們可以看到10組電池的溫度情況。對(duì)于每組電池里有12小節(jié)的電池，溫度傳感器是對(duì)每4節(jié)電池進(jìn)行測(cè)溫，所以一組電池里有三個(gè)溫度傳感器，通過(guò)觸摸屏可以讀出這三個(gè)溫度。當(dāng)溫度出現(xiàn)異常超出電池的工作溫度以后，相應(yīng)的電池的圖標(biāo)會(huì)閃爍，這樣方便駕駛?cè)藛T的查看。電池溫度監(jiān)控畫面如下圖所示。
　　
　　3 觸摸屏溫度電壓畫面設(shè)計(jì)
　　
　　在主畫面點(diǎn)擊電壓按鈕可以進(jìn)入電池模塊電壓監(jiān)控畫面，在畫面中我們可以看到每組電池中每小節(jié)電池的電壓情況。在畫面的左邊快選欄可以任意切換其他電池組，并查看電池組的詳細(xì)電壓情況。
　　
　　在電池單元，當(dāng)其中的一節(jié)電池電壓范圍超出3.00#mdash;3.65V時(shí)，相應(yīng)的電池圖標(biāo)會(huì)進(jìn)行閃爍進(jìn)行相關(guān)的報(bào)警；方便操作人員和駕駛?cè)藛T的查詢。　　
　　四、觸摸屏與控制器的通訊建立
　　
　　1 通信協(xié)議的開(kāi)發(fā)
　　
　　對(duì)于客戶的控制器是用單片機(jī)開(kāi)發(fā)的，所以MT8070iH與其通訊必須要有一個(gè)通訊協(xié)議才能和單片機(jī)進(jìn)行通訊。單片機(jī)的通訊參數(shù)已經(jīng)在單片機(jī)端設(shè)定，關(guān)于觸摸屏的通訊參數(shù)請(qǐng)看下列圖示。　　
　　2 通訊調(diào)試與數(shù)據(jù)測(cè)試
　　
　　通訊測(cè)試成功以后我們就要對(duì)數(shù)據(jù)的正確性進(jìn)行相關(guān)的測(cè)試。測(cè)試首先要通過(guò)單片機(jī)的軟件讀取所有電池單元的參數(shù)；然后用觸摸屏和單片機(jī)進(jìn)行通訊測(cè)試讀取的數(shù)據(jù)是否和單片機(jī)軟件讀取的參數(shù)保持一致。單片機(jī)的讀取數(shù)據(jù)的軟件畫面如下圖所示，在畫面上我們可以讀取到每節(jié)電池的參數(shù)。　　
　　3 報(bào)警系統(tǒng)的測(cè)試
　　
　　對(duì)于報(bào)警的測(cè)試，我們?cè)谟|摸屏上可以經(jīng)設(shè)定報(bào)警，電池的電壓報(bào)警范圍、電池的溫度報(bào)警范圍、電池容量的報(bào)警范圍。這樣便于調(diào)試人員測(cè)試報(bào)警是否正常，因?yàn)樵谡{(diào)試階段有些電池的參數(shù)電壓可能不到3V所以，所以報(bào)警范圍的自己設(shè)定，更有利于MT8070iH和控制器的通訊測(cè)試。
　　
        五、結(jié)束語(yǔ)
　　
　　本系統(tǒng)采用WEINVIEWMT8070iH的觸摸屏和單片機(jī)組成的的控制系統(tǒng)應(yīng)用在混合動(dòng)力汽車上，節(jié)油效果可以達(dá)到30%。能量轉(zhuǎn)換效果好，在車燃油系統(tǒng)動(dòng)力不足時(shí)可以補(bǔ)充動(dòng)能，在剎車時(shí)可以將剎車的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能通過(guò)電池保存起來(lái)。新能源汽車的應(yīng)用，目前處于起步階段，但該應(yīng)用不僅符合未來(lái)燃料驅(qū)動(dòng)過(guò)度到電力驅(qū)動(dòng)發(fā)展趨勢(shì)，也大大增加了汽車工業(yè)的環(huán)保程度，對(duì)人類的生存環(huán)境改善具有重要的意義。