电动汽车组合仪表开发

3 结束语
近年来， 由于能源、 环境问题， 电动汽车的开发
虽然日益受到政府和汽车厂商的重视， 但电动汽车处
在起步阶段， 一些零部件由于成本、 性能、 经验问
题， 其应用不是非常成熟。 目前该款组合仪表已经进
行了装车验证， 基本满足电动汽车的需要， 但在应用
过程中也发现还存在一些小的问题， 比如对于电流
4 《汽车电器》2009 年第 12 期
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1） 运行准备就绪 指示灯点亮， 表示整车控制 器已经准备就绪， 踩下加速踏板即可向驱动系统供电。
2） 动力电池充电状态 当充电器向动力蓄电 池充电时， 指示灯点亮， 表示当前处于充电状态， 不可行车。
3） 电机及控制器过热 指示灯点亮， 表示电 机及其控制器温度过高 （限值）， 此时如果继续行 车将对车辆安全性或性能造成严重影响。
（本 刊）
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设计●研究
图2 组合仪表系统原理图
图1 福田公司电动汽车组合仪表
迷 迪 纯 电 动 车 已 经 在2008年 进 行 了 道 路 验 证 ， 仪 表 性 能 良 好 ， 预 计2009年 迷 迪 纯 电 动 车 将 有30～ 50辆 的 产 量 。 2．1 系统原理
迷迪电动车组合仪表采用NEC ASSP3微处理控 制 器 ， 用MW2000步 进 电 机 驱 动 电 机 转 速 表 、 车 速 表、 电流表、 电压表和 荷 电 状 态 表 ， 采 用LED （绿 色） 背光照明， 系统原理见图2。 2．2 报警指示装置
常电压在300 V以上。
汽车组合仪表的相关知识及其与常规仪表的差异。
1．1．5 电流表
电流表测量 （显示） 动力蓄电池的电流。 在组
1 电动汽车组合仪表相关知识
合仪表的标度盘上应规定准确的0位置， 对于具有
与传统汽车组合仪表一样， 电动汽车组合仪表
再生制动功能的车辆， 在标度盘0位置的两个方向
显示的内容包括表头 （指针） 显示和报警 （指示
转速信号由安装在变速器上的转速传感器提供。 需要说明的是， 迷迪电动车仪表由于表盘界面 所限， 不能单独布置5个表头， 所以将车速表和转 速表布置在一起， 如图3所示， 指针指示一个转速， 同时就对应一个车速 （对应的数字通过计算得出）。 如果界面设计允许的话， 可以单独设计一个车速表 表头， 其信号由控制电机的电机控制器来提供。
表， 输入一个0 A对应的电压值 （理论值）， 实际指示
的并不是0 A， 汽车停止时电流表指针不能指示到零
位等， 这些问题需要在以后的设计工作中加以改进。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
在该款组合仪表的开发过程中也遇到一些问
题， 如缺乏国家 ／ 行业标准的指导， 对电动汽车仪
表的报警装置有哪些强制性的要求、 用什么符号颜
色来表示， 没有标准要求， 在此也希望行业出台相
“SOC” 表示， 显示动力蓄电池剩余电量与总容量的
况下， 只改变发动机燃料的汽车， 如新型柴油汽
百分比。 其与动力蓄电池的放电率、 工作环境温度
车、 液化石油气汽车、 天然气汽车、 甲醇汽车、 乙
和 电 池 的 老 化 程 度 有 关 。 当SOC 低 于 某 一 规 定 值 ，
醇汽车、 生物柴油汽车等； 另一类是将动力源改变
常规动力汽车一般设计有油量报警、 水温报 警、 发动机故障、 机油压力、 真空度报警、 沉淀 水 、 SVS、 预 热 、 冷 却 液 位 报 警 等 指 示 灯 。 纯 电 动 汽车可以取消这些与发动机相关的指示灯， 同时需 要增加与动力电池、 电机相关的指示灯， 如： 运行 准备就绪、 动力电池充电状态、 电机及控制器过 热、 系统故障、 动力蓄电池故障。 迷迪纯电动车仪 表盘报警指示见图3。
Development of Combination Meter on EV LIU Nai-sheng
（Beijing Foton Motor Co.， Ltd.， Beijing 102206， China） Abstract： The author introduces some basic knowledge about the combination meter on EV， elaborates the primary information that must be displayed on it with development examples. Key words： EV （Electric Vehicle）； combination meter； design
安全带报警指示
红色 硬件（负极）
手制动指示
红色 硬件（负极）
ABS指 示
黄色 硬件（正极、高阻）
充电指示
红色 硬件（负极）
安全气囊指示
红色 硬件（负极）
门开指示
红色 硬件（负极）
远光指示
蓝色 硬件（正极）
后雾灯指示
黄色 硬件（正极）
左转向指示
绿色 硬件（正极）
右转向指示
绿色 硬件（正极）
倒车指示
绿色 硬件（正极）
图3 迷迪电动车仪表盘报警指示
迷迪电动车组合仪表报警指示灯的符号、 颜色 和控制方式见表1。 2．3 指示表
指示表主要是用来显示动力电池、 电机和整车 相关信息， 迷迪电动车组合仪表中设计有5个指示 表头， 它们分别用来指示电机转速、 行驶车速、 电 流 表 、 电 压 表 和 荷 电 状 态 表 （SOC） ， 如 图 3 所 示 ， 各个表头采用步进电机 （MW2000） 驱动。 2．3．1 电池信息显示设计
设计●研究
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电动汽车组合仪表开发
刘乃胜 （北汽福田汽车股份有限公司， 北京 102206）
摘要： 介绍电动汽车组合仪表的一些基本知识， 用开发实例来说明电动汽车组合仪表上必须显示的最基本的 信息。
关键词： 电动汽车； 组合仪表； 设计 中图分类号： U463．702 文献标识码： A 文章编号： 1003－8639（2009）12－0004－03
后除霜指示
黄色 硬件（正极）
运行准备就绪
绿色 低电平有效
动力电池充电状态
黄色 低电平有效
电机及控制器过热
红色 低电平有效
系统故障
红色 低电平有效
动力蓄电池故障
红色 低电平有效
表2 仪表中电池信息
名称 电流表 电压表
荷电 状态表
输入信号 0～4 V的电压信号，线性 0～4 V的电压信号，线性
0～12 V 方 波 信 号 ，0～ 200 Hz，50％占空比
种， 没有做不到， 只有想不到。 为了加强 “经 验·
建 建 议 ” 这 个 栏 目 的 建 设 ， 现 征 集 维 修 一 线 对 汽 车
电器故障排除的稿件。 只要您的稿件是自己维修中已经解决的实例，
将故障车基本信息 （包括故障车型、 行驶里程、
议 ﹄
栏 生 产 厂 家 、 出 厂 年 月 ） 、 故 障 现 象 、 故 障 诊 断 分
备注 对应－100～200 A，参见表3 对应0～400 V，参见表4
用百分比表示，参见表5
表3 电流表
指示电流 ／ A
－100
150
200
输入电压 ／ V
0
2
4
表4 电压表
指示电压 ／ V
0
输入电压 ／ V
0
100
200
300
400
1
2
3
4
表5 荷电状态表
指示电量 ／ ％
0
频率 ／ Hz
0
10
50
电流表、 电压表和荷电状态表显示的内容与动 力电池有关， 其信号都来源于电池管理系统， 电池 管理系统输入给仪表的信号见表2～表5。
《汽车电器》2009 年第 12 期 5
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表1 迷迪电动车组合仪表报警指示装置
名称
标识 颜色
控制方式
制动故障指示
红色 硬件（负极）
上都应标示出正常工作电流的范围， 负电流表示能
灯） 显示两部分。
量回收。
1．1 指针显示
1．2 报警 （指示灯） 显示
一般传统汽车组合仪表显示的内容包括 （发动
报警及信号指示装置用来告知驾驶员有关电驱
机） 转速表、 车速表、 燃油表、 水温表等， 纯电动
动系统和动力蓄电池正确操作条件的信息， 习惯上
80
100
20
100
160
200
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迷迪电动车选用了比较成熟的磷酸铁锂动力电 池 ， 单 体 电 池52 Ah、 3．2 V， 共 使 用 了112块 电 池 ， 整 车 电 压360 V， 所 以 电 压 表 的 电 压 范 围 设 计 为 0～ 400 V。 电 流 表 电 流 范 围 设 计 为 －100～200 A， 其 中 负电流方向表示电动车制动时能量回收。 2．3．2 转速表和车速表设计
应当报警。
成 电 驱 动 或 者 油 电 混 合 驱 动 的 汽 车 ， 如 纯 电 动 汽 1．1．4 电压表
车、 混合动力汽车等。 当下最热门的恐怕就是电动
用来测量 （显示） 动力蓄电池的电压。 在组合
汽车、 混合动力汽车了。
仪表的标度盘上应标示出恰当的工作电压范围， 通
下面根据作者本人的开发经验， 简要介绍电动
汽车因为没有发动机， 所以没有发动机转速表、 水
称作某某报警指示灯。 电动汽车组合仪表中常用的
温表、 燃油表， 但需要相应地增加电机转速表、 电
报警指示灯有： 运行准备就绪、 过热、 超速、 剩余
流表、 电压表和剩余电量表这些与纯电动相关的信
容量低限、 绝缘电阻、 驱动控制器就绪、 能量回馈
息表。
故障、 停车指示、 充电指示、 互锁指示、 系统故
1．1．1 转速表
障、 动力蓄电池故障等。
用 于 显 示 电 动 机 的 即 时 转 速 ， 一 般 在 10 000
下面对纯电动汽车组合仪表中必须显示的报警
r ／ min以上。
信号作简要的说明。
修改稿收稿日期： 2009－07－30
作者简介： 刘乃胜 （1977－）， 硕士研究生， 从事汽车电子电器方面的工作。
目 析 、 故 障 排 除 过 程 写 清 楚 ， 都 符 合 要 求 。 当 然 ， 征 最 好 配 有 原 理 图 ， 争 取 图 文 并 茂 ， 增 强 其 阅 读 性
和可操作性， 达到具体故障具体分析的要求。
稿 来 稿 请 E－mail 至 qcdq＠qcdq．cn， 并 注 明 “ 经
验建议”。
转速表显示电机的转速， 迷迪电动车使用的电 机为异步电机， 方波信号， 电机转一圈产生2个脉 冲， 额定功率24 kW， 峰值功率56 kW， 转速范围0～ 8 000 r ／ min， 额 定 转 速3 500 r ／ min。 车 速 表 显 示 的 是整车的车速， 迷迪电动车的最高车速设计值为不 小于100 km ／ h。
随着石油危机的愈演愈烈， 以及日益加深的环
1．1．2 车速表
境污染问题， 使节能环保成为目前人们最为关心的
与传统汽车一致， 用于显示汽车的车速。
话题之一， 而新能源汽车则是汽车界在这一焦点话
1．1．3 荷电状态表
题下应运而生的产品。 目前新能源汽车可分为两
显示动力蓄电池的剩余工作容量， 用符号
类： 一类是不改变或很小程度地改变发动机结构情
4） 系统故障 指电机系统故障。 如果电机系 统有故障， 其控制器向整车控制器发送故障码， 此 时指示灯点亮。
5） 动力电池故障 指动力电池有电池管理系统 定义的故障码， 或当前电池容量过低时， 指示灯点亮。
2 电动汽车组合仪表设计实例 图1所示的组合仪表是北汽福田汽车股份有限
公司和大陆汽车电子 （芜湖） 有限公司联合设计开 发的第一款纯电动汽车的仪表， 用于福田公司生产 的迷迪电动车。 该仪表简单、 时尚大方、 功能齐全。
关文件， 以利于电动车产业规范、 健康发展。
（编辑 文 珍）
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汽车维修中， 不同的故障现象有不同的解决
﹃ 办法； 不同的维修技师有不同的维修方法和 技 巧 。 经 当 然 ， 同 一 个 故 障 ， 在 不 同 的 维 修 技 师 手 中 ， 会
验 有 不 同 的 解 决 方 法 。 概 括 来 说 ， 维 修 的 方 法 有 多