陳戳 陳萬(wàn)培 揚(yáng)州大學(xué)信息工程學(xué)院

1 總體結(jié)構(gòu)與工作原理

系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖1所示，本項(xiàng)目主要有溫度傳感器，STM32單片機(jī)，顯示模塊和驅(qū)動(dòng)電路這幾部分組成。其中溫度傳感器主要監(jiān)測(cè)汽車(chē)電池組的溫度，把采集到的溫度通過(guò)串口發(fā)送給控制器STM32,做為本系統(tǒng)的控制器，STM32具有高性能、低成本、低功耗等特點(diǎn)。同時(shí)溫度會(huì)實(shí)時(shí)的顯示在液晶顯示屏上，當(dāng)溫度超過(guò)事先設(shè)定的閾值時(shí)，蜂鳴器會(huì)報(bào)警及時(shí)提醒駕駛員溫度過(guò)高，以免發(fā)生火災(zāi)。當(dāng)新能源汽車(chē)電池溫度驟增而引發(fā)火災(zāi)時(shí)，ECU會(huì)啟動(dòng)滅火器，第一時(shí)間滅火降溫，保護(hù)駕駛員生命財(cái)產(chǎn)安全。滅火器驅(qū)動(dòng)芯片MC33797是完全針對(duì)汽車(chē)氣囊模塊的點(diǎn)火診斷和開(kāi)發(fā)的接口，安全性能高。具有強(qiáng)大的自檢功能，對(duì)電阻過(guò)小，短路，開(kāi)路等故障能夠自我進(jìn)行診斷，一旦發(fā)生故障及時(shí)報(bào)警，確?？刂葡到y(tǒng)正常工作。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)包含STM32控制器模塊，溫度傳感器，液晶顯示屏和驅(qū)動(dòng)電路模塊。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示。

2.1 STM32控制器

STM32是基于arm cortex m處理器內(nèi)核的32位閃存微控制器，集高性能，高時(shí)性，數(shù)字信號(hào)處理，低功耗，低電壓于一身。同時(shí)保持高集成度和開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)易的特點(diǎn)。新能源汽車(chē)電池組溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)選擇的是STM32F1系列的微控制器。這系列的微控制器滿(mǎn)足了工業(yè)，醫(yī)療和消費(fèi)類(lèi)市場(chǎng)的各類(lèi)應(yīng)用需求。同時(shí)STM32擁有3個(gè)12位的us級(jí)的A/D轉(zhuǎn)換器（16通道），A/D測(cè)量范圍為0-3.6V。并且具備雙采樣和保持能力。便于溫度傳感器的溫度采集和處理。

2.2 溫度傳感器

采用熱敏探頭，其測(cè)溫范圍寬，性能穩(wěn)定。測(cè)溫精度高，熱電偶與被測(cè)對(duì)象直接接觸，不受中間介質(zhì)的影響，對(duì)溫度變化響應(yīng)快，尤其在感應(yīng)接合點(diǎn)裸露在空氣中時(shí)，它們可在數(shù)百毫秒內(nèi)對(duì)溫度變化作出響應(yīng)。并且機(jī)械強(qiáng)度好，運(yùn)用壽命長(zhǎng)，安裝方便快捷。

2.3 液晶顯示屏

液晶顯示屏模塊采用OLED顯示屏模塊，此模塊的顯示區(qū)域是128x64的點(diǎn)陣，每個(gè)點(diǎn)都可以自己發(fā)光，無(wú)需背光，可顯示漢字、圖案、字母等。并且支持STM32控制器使用，全屏點(diǎn)亮?xí)r0.08W，功耗低。直接支持3-5V直流寬電壓，無(wú)需任何修改。采用SPI或IIC通信方式，最多只要4個(gè)IO口就能驅(qū)動(dòng)，IO口占用較少。

2.4 驅(qū)動(dòng)電路模塊

點(diǎn)火系統(tǒng)采用MOTOROLA公司的四通道點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)芯片MC33797進(jìn)行設(shè)計(jì)。驅(qū)動(dòng)芯片MC33797是完全針對(duì)汽車(chē)氣囊模塊的點(diǎn)火診斷和開(kāi)發(fā)的接口，點(diǎn)火啟動(dòng)電流大，能夠有效預(yù)防誤觸發(fā)情況的發(fā)生，安全性能高。另外，ECU控制系統(tǒng)采用ST公司的stm32作為中央處理芯片，與從芯片MC33797采用SPI通訊，速度可達(dá)8Mbit/s。最重要的是，MC33797具有強(qiáng)大的自檢功能，對(duì)電阻過(guò)小，短路，開(kāi)路等故障能夠自我進(jìn)行診斷，一旦發(fā)生故障及時(shí)報(bào)警，確?？刂葡到y(tǒng)正常工作。

3 結(jié)語(yǔ)

“電池組溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”在新能源汽車(chē)的電池附近安裝熱敏探頭，配合溫度顯示器和中央控制ECU，中央控制器可以根據(jù)傳感器的溫度及溫度坡度數(shù)據(jù)來(lái)分析判斷是否啟動(dòng)滅火器的點(diǎn)火裝置，無(wú)需人工操作，可直接通過(guò)管道形式的滅火器滅火。并且溫度實(shí)時(shí)全程的顯示在溫度顯示器上，供司機(jī)參考，若溫度異常，系統(tǒng)會(huì)有蜂鳴器提醒。讓駕駛員安全的駕駛車(chē)輛，降低因電池溫度過(guò)高而導(dǎo)致汽車(chē)火災(zāi)發(fā)生的概率，最大程度上減少人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失。由于新能源汽車(chē)的普及，電池組溫度檢測(cè)系統(tǒng)與人們的生活安全息息相關(guān)，具有較高實(shí)用性。