论文摘要
随着汽车工业的发展,人们对乘车环境舒适性要求不断提高,汽车电器成为了汽车中必不可少的部分。这其中不单单包括传统的电动车窗、中控锁等简单的控制模块,还包括近几年发展起来的车载娱乐系统、自动空调系统、ISS系统等。汽车电气系统变得日益复杂,设备控制难度逐步加大。同时,在现有的系统中每一个系统都有自己的控制模块,这样带来的成本增加也不可小视。一些大的汽车企业开始将这些控制器整合在一起,使用一个控制器或一个主控制器加几个辅助控制器即可将所有的车载电气集中控制。从而产生了车身控制器。随着研究的不断深入,车身控制器从单纯的将几个控制器整合在一起,向着智能化控制整车电量优化,提高人们的乘车舒适性的方向发展。车身控制器内部分为:电量采集模块、主控制模块、信号输入模块、输出控制模块。本文通过对整车的电量的分析,设计出了应用在车身控制器中的电量采集模块。整车电量系统可以分为2部分,一部分是供电系统,另一部分是用电器系统。供电系统由发电机和蓄电池组成。担负着提供整车用电器的电量使用。蓄电池在使用时会出现正向电流和反向电流,正向电流为输出电量,反向电流为充电电流。因此,该系统需要特殊的电流测试方式。在本文中采用了霍尔器件进行电流采集。霍尔器件由于自身的非接触式测量特性,因此可以进行正向及反向电流测试。在此设计中选用了Allegro公司的ACS758ECB-100B霍尔器件。在用电器系统的测试中,根据系统中的电器件的特性,分析电器件的电流电压特性。选用了采样电阻形式采集系统中的电流情况。采样电阻选用了国巨公司的R004电流检测电阻,电流放大器用LINEAR公司的LT6100。对于电压测试模块,通过分析整车的电压情况,尤其是启动时的电压降,为了降低干扰,通过对比,选用了∑-△式ADC。最终选用了凌力尔特（LINEAR）公司的LTC2450。改芯片具有抗干扰能力强、量化噪声小、分辨力高和线性度好的优点。在通讯方面,由于是车身电器系统使用的通讯。根据经验,选用LIN总线通讯的形式。芯片选用了常用的Freescale公司的MC33399。该芯片在全球中都有很广泛的应用,在降低成本上能有很大的贡献。在电源模块中,选用了常用的电源芯片78L05。在电路中增加了TVS瞬态二极管,以避免各种浪涌脉冲对元器件的损伤。根据各接口的需求,选用合适的主芯片。最终锁定了飞思卡尔半导体生产的8位SG系列微控制器MC9S08SG8。该芯片具有很好的性价比。硬件系统完成设计后,根据需求进行了软件设计。其中包括LIN总线协议、SPI数据传输,系统数据补偿等。通过上位机对数据进行了验证,保证系统的数据准确性。最后,将该模块分别在试验室环境及整车环境下进行了测试,测试结果满足设计要求。该模块不但可以在BCM系统中使用,并且在整车电量平衡试验中也担负了电量测试的功能。