汽车电瓶最低保护装置设计

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1汽车电瓶最低启动电量保护装置的工作原理

1.1当钥匙门打开而发动机没有运转时，即汽车电路中的15号线处于接通状态时，若电瓶电量低于设定值时，切断此时工作的娱乐舒适电器如:自动空调、音响、鼓风机、脚坑照明、门内把手照明、登车/下车照明等。

1.2当钥匙门关闭而且发动机没有运转时，即汽车电路中的15号线处于断开状态时，此时切断汽车上能工作且能切断的汽车大灯、车内照明灯。

1.3当钥匙门打开而且发动机运转时，恢复被切断的电器电路。

2汽车电瓶最低电量保护装置的结构组成

2.1总体机构设计组成

2.2信号采集单元的作用

对汽车钥匙门开关是在开启状态还是在关闭状态、汽车上发动机是否工作、各个娱乐性电器是否工作的信号进行采集分析。

2.3电瓶电量预测及控制单元的作用

准确预测电瓶电量，看是否达到汽车的最低启动电量。判断是否切断用电器，是否给报警单元输出报警信号。

2.4报警单元的作用

当电瓶电量达到汽车的最低启动电量时，报警30秒提示车主。

3汽车电瓶最低电量保护装置信号采集系统设计

汽车整车电路通常由电源电路、起动电路、点火电路、照明与灯光信号装置电路、仪表信息系统电路、辅助装置电路和电子控制系统电路组成。①电源电路：也称充电电路，是由蓄电池、发电机、调节器及充电指示装置等组成的电路，电能分配(配电)及电路保护器件也可归入这一电路。②起动电路：是由起动机、起动继电器、起动开关及起动保护电路组成的电路，也可将低温条件下起动预热的装置及其控制电路列入这一电路。③点火电路：是汽油发动机汽车特有的电路，它由点火线圈、分电器、电子点火控制器、火花塞及点火开关等组成，由微机控制的电子点火控制系统一般列入发动机电子控制系统电路。④照明与灯光信号装置电路：是由前照灯、雾灯、示廓灯、转向灯、制动灯、倒车灯、车内照明灯及有关控制继电器和开关组成的电路。⑤仪表信息系统电路：是由仪表及其传感器、各种报警指示灯及控制器组成的电路。⑥辅助装置电路：是由为了提高车辆的安全性、舒适性而设置的各种电器装置组成的电路。辅助电器装置的种类随车型不同而有所差异，汽车的档次越高，辅助电器装置越完善，一般包括风挡玻璃刮水器及清洗装置、风挡玻璃除霜(防雾)装置、空调装置、音响装置等，较高级的车型上还装有车窗电动举升装置、电控门锁、电动座椅调节装置和电动遥控后视镜等，电子控制安全气囊归入电子控制系统电路。⑦电子控制系统电路：是由发动机控制系统(包括燃油喷射控制、点火控制、排放控制等)、自动变速器及恒速行驶控制系统、制动防抱死系统、安全气囊控制系统等组成的电路。

4单片机控制装置及报警装置的设计

单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。单片机按其通用性可分为：通用型和专用型。通用型单片机的主要特点是：内部资源比较丰富，性能全面，而且通用性强，可履盖多种应用要求。所谓资源丰富就是指功能强。性能全面通用性强就是指可以应用在非常广泛的领域。通用型单片机的用途很广泛，使用不同的接口电路及编制不同的应用程序就可完成不同的功能。小到家用电器仪器仪表，大到机器设备和整套生产线都可用单片机来实现自动化控制。专用型单片机的主要特点是：针对某一种产品或某一种控制应用而专门设计的，设计时已使结构最简，软硬件应用最优，可靠性及应用成本最佳。专用型单片机用途比较专一，出厂时程序已经一次性固化好，不能再修该的单片机。例如电子表里的单片机就是其中的一种。其生产成本很低。本次设计中的单片机选用通用型由Atmel公司生产的单片机AT89C51，AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM-FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。它的主要特性有：与MCS-51兼容、4K字节可编程FLASH存储器、寿命：1000写/擦循环、数据保留时间：30年、全静态工作：0Hz-24MHz、三级程序存储器锁定、128×8位内部RAM、32可编程I/O线、两个16位定时器/计数器、5个中断源、可编程串行通道、低功耗的闲置和掉电模式、片内振荡器和时钟电路。

5结论

本文根据汽车电瓶最低启动电量保护装置的工作原理，分析了汽车电瓶最低电量保护装置的结构和组成。根据最小电量控制SOC算法设计了汽车电瓶最低电量保护装置信号采集系统和单片机控制装置及报警系统。通过测试，所设计的电量保护和最低电量保护装置能够充分的保证汽车的最低启动电量。

本文作者：王刚工作单位：吉林市广播电视大学