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□HMI推廣專員 吳宏棟
一、概述
汽車是現代社會的重要交通工具，為人們提供了便捷、shushidechuxingfuwu，ranerchuantongranyoucheliangzaishiyongguochengzhongchanshengledaliangdeyouhaifeiqi，bingjiajuleduibukezaishengziyuanshiyoudeyilai。zuoweinengyuanxiaofeidaguo，woguoxingshigengweiyanjun，nengyuandaliangjinkouweijidaoguominjingjizhengchangyunxingheguojianengyuananquan。zaihuanjingfangmian，jiaotongnengyuanxiaohaoyeshizaochengjubuhuanjingwuranhequanqiuwenshiqitipaifangdezhuyaoyuanyinzhiyi。
為(wei)了(le)應(ying)對(dui)全(quan)球(qiu)能(neng)源(yuan)危(wei)機(ji)和(he)氣(qi)候(hou)變(bian)化(hua)，近(jin)年(nian)來(lai)世(shi)界(jie)各(ge)國(guo)紛(fen)紛(fen)加(jia)速(su)推(tui)進(jin)汽(qi)車(che)產(chan)業(ye)的(de)轉(zhuan)型(xing)升(sheng)級(ji)，電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)作(zuo)為(wei)傳(chuan)統(tong)燃(ran)油(you)汽(qi)車(che)的(de)替(ti)代(dai)方(fang)案(an)逐(zhu)漸(jian)成(cheng)為(wei)研(yan)究(jiu)熱(re)點(dian)。但(dan)是(shi)電(dian)池(chi)及(ji)電(dian)池(chi)管(guan)理(li)卻(que)是(shi)製(zhi)約(yue)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)發(fa)展(zhan)的(de)瓶(ping)頸(jing)，在(zai)電(dian)池(chi)自(zi)身(shen)容(rong)量(liang)已(yi)經(jing)確(que)定(ding)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，對(dui)電(dian)池(chi)組(zu)有(you)效(xiao)地(di)監(jian)控(kong)、管理，成為延長電池組使用壽命，從而提升電動汽車續行裏程的重要手段。
本文結合汽車電子行業的特點，主要介紹了KINCO總線型（CAN總線）觸摸屏在蓄電池監控單元上的應用(BMS)。
二、係統結構
1、電動汽車原理
全部或部分由電機驅動、並配置大容量電能儲存裝置的汽車統稱為電動汽車，包括純電動汽車（PEV）、混合動力電動汽車(HEV)和燃料電池電動汽車(FCV)三種類型。純電動汽車是完全由可充電電池提供動力源，並以電動機與電機控製係統驅動的汽車。
蓄xu電dian池chi為wei電dian動dong汽qi車che的de驅qu動dong電dian動dong機ji提ti供gong電dian能neng，電dian動dong機ji將jiang電dian源yuan的de電dian能neng轉zhuan化hua為wei機ji械xie能neng，通tong過guo傳chuan動dong裝zhuang置zhi或huo直zhi接jie驅qu動dong車che輪lun和he工gong作zuo裝zhuang置zhi。純chun電dian動dong汽qi車che原yuan理li圖tu（見圖1）。
圖 1 純電動汽車原理圖
2、電池管理係統（BMS）
BMS電池管理係統(Battery Management System或Battery Control Unit)是指用來對電池組進行安全監控、有效管理的軟硬件設備，係統包括自我診斷、數據采集、充放電管理、均衡充電、熱量管理、安全管理、數據通信、電池監控、異常報警、異常保護、顯示剩餘容量(SOC，State of Charge，電池充電狀態估算是電動汽車電池管理係統的重要功能，準確有效的SOC估算對推動電動汽車核心技術的發展具有重要意義），電池健康狀況(SOH)等功能；還根據電池的電壓電流及溫度用算法控製最大輸出功率以獲得最大行駛裏程、以及用算法控製充電機進行最佳電流的充電，通過CAN總線接口與車載總控製器、電機控製器、能量控製係統、車載顯示係統等進行實時通訊。圖 2為BMS基本結構圖。
圖2 BMS基本結構
電池管理係統是電動汽車相關技術中較為重要的一部分，其優劣可以促進或者限製電動汽車的發展，因此對BMS的研究就顯得尤為重要。
三、KINCO總線型HMI（MT5423T-CAN）特點
人機界麵作為人與機器之間傳遞、交換信息的媒介而被應用於各行各業，步科總線型HMI HMI以其穩定的性能以及集成CAN總線等特點被電動汽車行業客戶所關注，並獲得良好的應用體驗。
1、CAN總線接口功能。CAN總線作為解決現代汽車中的控製與測試儀器之間的數據交換而廣泛的應用在汽車行業，而基於CAN總線的SAE J1939協議更是在卡車及客車行業得到廣泛應用，步科公司根據客戶需求，在自主開發的EV5000軟件中集成了SAE J1939協議（圖3）。
圖 3 EV5000組態軟件
2、 集成了SD卡及USB HOST接口。純電動大巴汽車采用單體電池多達上百節，有的甚至更多，而這些單體及電池組的電壓、溫度等參數必須實時的采集及存儲，普通的觸摸屏內部存儲空間遠遠不夠，MT5423T-CAN通過外部SD卡（8G）可以存儲大量數據。
3、 高亮度，高分辨率。高達800*600的分辨率可以清晰的顯示各種參數及圖片。
4、 高達520MHz的CPU以及嵌入式操作係統可以快速的處理大量數據。
四、監控界麵設計
本方案客戶采用6個數據采集板及一個主控板，通過CAN總線對電池電壓和溫度等信息進行高速采集，從而了實現電池的高效率均衡。電池的電壓/電流和溫度、電池的健康狀況和剩餘電流的估算以及故障報警信息等全部通過HMI進行圖文顯示。
1、 主控界麵
觸摸屏的主監控畫麵可以設計為多國語言顯示，在整個監控畫麵上可以監測到電池的總電壓及總電流，可以監測到電池荷電狀態（SOC）等信息；點擊其它按鈕進入相應界麵，例如點擊“實時數據查詢”按鈕，則可以觀察到電池具體時刻的各種數據值。
2、數據采集界麵
在zai主zhu控kong界jie麵mian點dian擊ji數shu據ju采cai集ji按an鈕niu可ke以yi進jin入ru每mei組zu電dian池chi模mo塊kuai的de溫wen度du及ji電dian壓ya監jian控kong界jie麵mian，在zai監jian控kong界jie麵mian可ke以yi方fang便bian的de監jian控kong到dao每mei個ge單dan體ti電dian池chi的de電dian壓ya情qing況kuang。每mei組zu電dian池chi模mo塊kuai有you20個單體電池，溫度傳感器對每5節電池進行測溫，所以在每個數據采集界麵可以看到20個單體電池電壓和4個溫度值的數據采集值，當溫度或者電壓出現異常時，監控會自動進入故障報警界麵。
3、故障報警界麵
進入故障報警界麵，要顯示40個故障代碼（故障碼由HMI接收到的5個字節確定，每個bit對應一個故障碼，該位為1，則報警，為0，解除報警）。報警信息主要有：放電電流過流報警、電壓報警信息、充電電流信息報警以及CAN報文接收超時報警等信息。
五、總結
MT5423T-CAN在電動大巴行業的應用，充分的發揮了其穩定的性能、開放靈活的CAN總zong線xian以yi及ji大da量liang數shu據ju存cun儲chu等deng特te點dian，目mu前qian產chan品pin在zai客ke戶hu客ke車che上shang運yun行xing穩wen定ding。隨sui著zhe國guo家jia對dui新xin能neng源yuan行xing業ye的de大da力li支zhi持chi，電dian動dong汽qi車che行xing業ye在zai未wei來lai的de發fa展zhan將jiang會hui提ti快kuai速su度du，步bu科ke公gong司si將jiang再zai接jie再zai厲li，為wei客ke戶hu開kai發fa出chu更geng好hao、性價比更高的HMI係列產品。
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