王雷　周莉　姜國強

【摘 要】研究了一種基于單片機的電動汽車空調控制器，具有成本低、車內溫度控制準確、簡單、方便，節(jié)能無污染等優(yōu)點，具有很好的應用與發(fā)展前景。

【關鍵詞】電動汽車；單片機；空調控制器

新能源汽車逐步取代傳統(tǒng)石油能源汽車是汽車行業(yè)發(fā)展的必然趨勢[1]，電動汽車作為其中的典型代表，近年來獲得了迅猛的發(fā)展。隨著人們生活水平的提高，人們對車內環(huán)境舒適度的要求也越來越高。其中，汽車空調作為汽車舒適度的重要指標之一，具有很好的研究與發(fā)展前景。本文研究了一種基于單片機的電動汽車空調控制器，本控制器具有成本低，使用很方便，易于批量生產等優(yōu)點。

1 系統(tǒng)總體結構

本文所述空調控制器的結構框圖如圖1所示，從圖中可以看出，本控制器主要由飛思卡爾單片機、車內車外溫度傳感器、吹臉吹腳溫度傳感器、蒸發(fā)器溫度傳感器、功能按鍵、混合模式內外循環(huán)執(zhí)行器、鼓風機模塊、壓縮機模塊等組成，控制器與壓縮機，控制器與整車控制單元（VCU）之間都采用CAN通訊協(xié)議進行實時通訊。

圖1 控制器的結構框圖

該空調控制器可工作在手動和自動兩種模式。當用戶按下AUTO按鍵時，并且通過按鍵設置好目標溫度，空調工作在自動模式，控制器根據車內溫度傳感器采集的數據不斷調節(jié)壓縮機和鼓風機的轉速，直到車內溫度達到用戶設定的目標溫度為止。當用戶沒有按下AUTO按鍵時，空調默認工作在手動模式，用戶需手動選擇鼓風機轉速以及混合風門旋鈕的開度，以控制空調出風口風量大小以及冷熱風的比例。

2 硬件設計部分

2.1 傳感器測溫電路

車內溫度傳感器、車外溫度傳感器、吹臉溫度傳感器、吹腳溫度傳感器、蒸發(fā)器溫度傳感器等傳感器都為電阻型溫度傳感器，傳感器測溫電路的原理是外部電阻型傳感器與已知大小的電阻串聯(lián)，構成分壓電路[2]。分壓得到的反饋電壓值。單片機通過AD口采集反饋電壓值，通過計算，可以獲得外部傳感器的電阻值，并轉換為對應的溫度。

2.2 電源電路

本設計需要12V和5V電源，由于車載電源可以提供直流24V電源輸出，故需要設計24V轉12V和12V轉5V的電路。24V轉12V電路主要給鼓風機等12V設備供電，采用LM2596-12電源芯片，當24V輸入從芯片1引腳輸入，在2引腳就會輸出5V電壓[3]。

5V電源主要給單片機以及混合、模式、內外循環(huán)等風門執(zhí)行器供電。LM78L05是一個電壓轉換芯片，可以將輸入的12V電壓轉換為5V電壓輸出[4]，故將12V電源接入芯片，即可得到5V輸出。

2.3 按鍵采集電路

本控制器主要包含AUTO自動空調按鍵，溫度調節(jié)按鍵、內外循環(huán)按鍵、模式選擇按鍵、溫度選擇按鍵、風量選擇等按鍵。將電阻電容串聯(lián)后的電路一端接地，一端接5V電源，然后在此電容兩端并聯(lián)按鍵。當按鍵未按下時，5V電源對電容充電，單片機采集的是高電平，當按鍵按下時，單片機采集到低電平，因此單片機可以通過采集電容非接地端的電平來判斷按鍵是否按下。

2.4 其他電路設計

系統(tǒng)控制器采用飛思卡爾MC9S08LG32單片機，并根據芯片datasheet搭建最小系統(tǒng)[5]。模式、混合、內外循環(huán)等風門執(zhí)行器采用NCV7708驅動芯片進行驅動。NCV7708包含6路半橋，可以組成三路全橋控制電機正反轉。

3 系統(tǒng)軟件的設計

3.1 軟件設計的任務

本次設計MC9S08LG32單片機需要完成的任務主要有以下幾個方面：

（1）讀取AUTO自動空調按鍵，溫度調節(jié)按鍵、內外循環(huán)按鍵、模式選擇按鍵、溫度選擇按鍵、風量選擇等按鍵的值。（2）輸出不同占空比的PWM波，控制鼓風機轉速。（3）空調工作在自動模式時，通過各種溫度傳感器，自動調節(jié)鼓風機風量和壓縮機轉速，使室內溫度達到用戶設定的目標溫度。（4）控制NCV7708電機驅動芯片，從而控制模式、混合、內外循環(huán)三個風門執(zhí)行器。

3.2 程序設計流程圖

系統(tǒng)程序流程圖如圖2所示。

4 總結

本文研究了一種基于單片機的電動汽車空調控制器，本控制器有成本低、車內溫度控制準確、簡單、方便，節(jié)能無污染等優(yōu)點，能很好的應用在電動汽車上，具有很好的發(fā)展與應用前景。

【參考文獻】

[1]牛寶.分析汽車空調控制器模塊化設計與制造趨勢[J].科技展望，2017，27（21）：81.

[2]廖應生，任曉丹.基于單片機的汽車空調控制器檢測系統(tǒng)設計[J].木工機床，2016（04）：20-22.

[3]鮑磊.基于單片機的微型汽車空調控制器設計與開發(fā)[J/OL].電子技術與軟件工程，2016（17）：256+258.

[4]王漢斯.基于單片機的汽車空調控制器設計[J].汽車實用技術，2015（06）：30-32.

[5]蔣文勝.基于單片機的微型汽車空調控制器設計與開發(fā)[D].廣西大學，2012.

[責任編輯：朱麗娜]endprint