Abstract: This paper describes weinview Touch Screen Control System for Hybrid Bus Application。In this control system, touch screen and micro-controllers communicate with the associated data acquisition。
Touch-screen to the fuel cell system capable of monitoring the work, and the main parameters of the battery system,the system current, system voltage, battery capacity, battery temperature, the system alarm parameters of feedback。The control system can help drivers to reach the hybrid electric vehicle (HEV) of the maximum fuel efficiency.
Key word: Hybrid  Touchscreen Microcontroller  Fuel Cell 
          Energy-saving environmental protection

一：引言
    受金融危機(jī)沖擊，歐美日等汽車(chē)業(yè)巨頭遭受重創(chuàng)。為獲重生，汽車(chē)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(chē)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(chē)。新能源汽車(chē)的發(fā)展被各國(guó)提到前所未有的高度。
    相對(duì)于傳統(tǒng)汽車(chē)，我國(guó)新能源汽車(chē)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(chē)領(lǐng)域的資深專家、科技部部長(zhǎng)萬(wàn)鋼提出的新能源汽車(chē)發(fā)展目標(biāo)為：到2012年，國(guó)內(nèi)有10%新生產(chǎn)的汽車(chē)是節(jié)能與新能源汽車(chē)，按屆時(shí)汽車(chē)年產(chǎn)輛為1000萬(wàn)輛算，我國(guó)新能源汽車(chē)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(chē)生產(chǎn)商在國(guó)內(nèi)發(fā)展新能源汽車(chē)的決心。
    混合動(dòng)力汽車(chē)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(chē)，達(dá)到節(jié)省燃料和降低排氣污染的目的?；旌蟿?dòng)力汽車(chē)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(chē)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(chē)的原理
混合動(dòng)力汽車(chē)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(chē)，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(chē)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(chē)整車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)，使混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)在零污染狀態(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(chē)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(chē)，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(chē)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?；旌向?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(chē)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(chē)蓄電池控制單元系統(tǒng)設(shè)置要求。
1：觸摸屏畫(huà)面設(shè)計(jì)要求
    本系統(tǒng)采用WEINVIEW  MT8070iH型號(hào)觸摸屏，該型號(hào)為7”寬屏，400MHz CPU。128M 超大容量Flash，能夠快速響應(yīng)系統(tǒng)指令。
畫(huà)面語(yǔ)言要求在中文和英文之間可以切換，畫(huà)面要有動(dòng)畫(huà)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(huà)的效果表示出來(lái)。
    觸摸屏采用7寸的寬屏，主畫(huà)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—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(huà)面設(shè)計(jì)
1：觸摸屏主監(jiān)控畫(huà)面設(shè)計(jì)
    觸摸屏的主監(jiān)控畫(huà)面中文以及英文畫(huà)面如下圖所示，在整個(gè)畫(huà)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(huà)面上的表盤(pán)第一個(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(huà)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(huà)面設(shè)計(jì)
    在主畫(huà)面點(diǎn)擊溫度按鈕可以進(jìn)入電池模塊溫度監(jiān)控畫(huà)面，在這個(gè)畫(huà)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(huà)面如下圖所示。

3：觸摸屏溫度電壓畫(huà)面設(shè)計(jì)

    在主畫(huà)面點(diǎn)擊電壓按鈕可以進(jìn)入電池模塊電壓監(jiān)控畫(huà)面，在畫(huà)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(huà)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—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(huà)面如下圖所示，在畫(huà)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WEINVIEW MT8070iH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(chē)上，節(jié)油效果可以達(dá)到30%。能量轉(zhuǎn)換效果好，在車(chē)燃油系統(tǒng)動(dòng)力不足時(shí)可以補(bǔ)充動(dòng)能，在剎車(chē)時(shí)可以將剎車(chē)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(chē)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(chē)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。