新能源客車用多通道煙霧報(bào)警器介紹

趙杰（金龍聯(lián)合汽車工業(yè) （蘇州）有限公司，江蘇 蘇州　215026）

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新能源客車用多通道煙霧報(bào)警器介紹

趙杰
（金龍聯(lián)合汽車工業(yè) （蘇州）有限公司，江蘇 蘇州215026）

摘要：闡述煙霧報(bào)警器的結(jié)構(gòu)以及使用方法，詳細(xì)描述其主要技術(shù)指標(biāo)，以指導(dǎo)客車廠家正確使用。

關(guān)鍵詞：煙霧報(bào)警器；儲能裝置；直流高壓

在 《混合動(dòng)力城市客車技術(shù)要求》標(biāo)準(zhǔn)中，關(guān)于車載儲能裝置艙的安全要求中規(guī)定：車載儲能裝置艙內(nèi)應(yīng)配置火災(zāi)早期預(yù)警裝置，至少具備高溫預(yù)警、煙濃度預(yù)警等報(bào)警功能。煙霧報(bào)警裝置可實(shí)時(shí)檢測其重要部位的煙霧濃度，新能源混合動(dòng)力客車是在傳統(tǒng)客車的基礎(chǔ)上增加高壓電氣系統(tǒng)。高壓電氣系統(tǒng)由儲能裝置、高壓配電系統(tǒng)以及高壓輔助系統(tǒng)組成［1］。對于儲能裝置的易燃化學(xué)物質(zhì)泄漏的防止，各客車廠家對高壓電氣系統(tǒng)的安全性也都十分重視［2］。

1　多通道煙霧報(bào)警器

多通道煙霧報(bào)警器由主機(jī)和4個(gè)煙霧檢測傳感器（最多可達(dá)到8個(gè)）組成。當(dāng)報(bào)警信號線上有輸入時(shí)，將觸發(fā)產(chǎn)品進(jìn)入報(bào)警模式，以LED指示燈、蜂鳴器及屏幕顯示進(jìn)行提示。主機(jī)內(nèi)置8Kbit（1KByte）的EEPROM用于存儲報(bào)警次數(shù)及故障次數(shù)。主機(jī)帶有一塊顯示屏，可以在屏上顯示報(bào)警狀態(tài)或進(jìn)行功能選擇。主機(jī)通過操作可對各種聲光報(bào)警進(jìn)行自檢，同時(shí)主機(jī)第1次通電時(shí)會進(jìn)行自檢。主機(jī)可以通過CAN報(bào)文外發(fā)報(bào)警信息和計(jì)數(shù)值。

主機(jī)外形圖及各鍵功能如圖1所示。

1）LED指示燈。主機(jī)通電后，LED燈顯示綠色，表示主機(jī)處在工作狀態(tài)；當(dāng)傳感器上的報(bào)警線發(fā)生斷路時(shí)，LED燈顯示黃色；當(dāng)傳感器上發(fā)送報(bào)警信號時(shí)，LED燈顯示紅色。

2）選擇按鍵。按下S鍵時(shí)，主機(jī)會依次在正常工作模式、自檢模式及次數(shù)顯示模式之間切換，并在屏幕上顯示相應(yīng)字樣。

3）確認(rèn)按鍵。按下E鍵時(shí)，主機(jī)則進(jìn)入相應(yīng)模式；在任何模式下，按下E鍵都將返回正常工作模式。

4）顯示屏。屏幕可視面積大小為32mm×18mm，顯示報(bào)警信息和報(bào)警次數(shù)。

傳感器采用氣敏式煙霧傳感器，可安裝在動(dòng)力電池倉、電容倉和高壓部件倉內(nèi)。安裝時(shí)，傳感器的感應(yīng)面向下，盡量靠近所檢測的部位，傳感器上有1個(gè)LED電源指示燈，當(dāng)傳感器進(jìn)入工作狀態(tài)時(shí)，電源指示燈顯示綠色，傳感器帶安裝支架，如圖2所示。

圖1　　主機(jī)外形圖及各鍵功能

圖2　　傳感器外形圖

2　主要技術(shù)指標(biāo)

2.1開機(jī)自檢模式

當(dāng)主機(jī)接入24V電源后，將會進(jìn)行自檢。自檢時(shí)主機(jī)狀態(tài)如下：當(dāng)檢查到報(bào)警線路出現(xiàn)斷路現(xiàn)象時(shí)，LED指示燈顯示黃燈，而且屏幕顯示相應(yīng)故障傳感器的名稱。否則按紅、黃、綠依次閃動(dòng)，每種顏色點(diǎn)亮1s；蜂鳴器鳴叫1s后關(guān)閉；屏幕顯示 “開機(jī)”字樣。隨后，主機(jī)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。

2.2正常工作模式

當(dāng)主機(jī)自檢完成后，進(jìn)入正常工作狀態(tài)，狀態(tài)如下：LED雙色指示燈為綠色常亮，指示電源正常；蜂鳴器不發(fā)聲；屏幕顯示 “各路正?！弊謽?。

2.3報(bào)警模式

當(dāng)傳感器報(bào)警信號 （高電平有效）輸入時(shí)，會引發(fā)報(bào)警，此時(shí)的報(bào)警狀態(tài)如下：LED雙色指示燈變?yōu)榧t色常亮；蜂鳴器長響；屏幕顯示報(bào)警傳感器名稱以及 “報(bào)警”兩個(gè)字。當(dāng)傳感器報(bào)警信號線發(fā)生斷路時(shí)，報(bào)警狀態(tài)如下：LED雙色指示燈紅綠色同時(shí)點(diǎn)亮，顯示為黃色常亮；蜂鳴器以每秒鳴叫3次的頻率連續(xù)鳴叫；屏幕顯示故障傳感器名稱，以及 “線路斷路”四個(gè)字。如果同時(shí)檢測到上述報(bào)警，則優(yōu)先級為：傳感器報(bào)警>信號線斷路，主機(jī)按照最高優(yōu)先級的報(bào)警進(jìn)行相關(guān)報(bào)警控制和處理。

2.4報(bào)警計(jì)數(shù)模式

每次觸發(fā)報(bào)警，將會把內(nèi)置記錄的報(bào)警數(shù)值加1。接收到傳感器報(bào)警時(shí)，將會把內(nèi)置報(bào)警計(jì)數(shù)加1；接收到傳感器報(bào)警信號線斷路時(shí)，將會將內(nèi)置故障計(jì)數(shù)加1。當(dāng)該次報(bào)警一直沒有被清除時(shí)，視為同一次報(bào)警，不會累積計(jì)數(shù)；當(dāng)該次報(bào)警的觸發(fā)條件被清除且維持5s以上，視為報(bào)警情況被解除，再接收到同一觸發(fā)條件的報(bào)警將視為新報(bào)警，將相應(yīng)計(jì)數(shù)加1。

2.5按鍵及工作模式切換

主機(jī)可切換的模式有以下3種：正常工作模式、自檢模式和次數(shù)顯示模式。主機(jī)通電后，進(jìn)入正常工作模式，當(dāng)按下S鍵時(shí)，主機(jī)會依次在正常工作模式、自檢模式及次數(shù)顯示模式之間切換，并在屏幕上顯示相應(yīng)字樣。按下E鍵則進(jìn)入相應(yīng)模式。在任何模式下，按下E鍵都將返回正常工作模式。

2.5.1自檢模式

在正常工作模式下，按下一次S鍵，屏幕顯示“自檢”字樣，按下E鍵則進(jìn)入自檢模式。進(jìn)入自檢模式后，主機(jī)將會進(jìn)行自檢。自檢時(shí)狀態(tài)如下：LED雙色指示燈按紅、黃、綠依次閃動(dòng)，每種顏色點(diǎn)亮1 s；蜂鳴器鳴叫3聲；屏幕顯示 “自檢中”字樣。自檢完成后，主機(jī)自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到正常工作模式。

2.5.2次數(shù)顯示模式

在正常工作模式下，按2次S鍵，屏幕顯示 “次數(shù)”字樣，按下E鍵則進(jìn)入次數(shù)顯示模式。進(jìn)入次數(shù)顯示模式后，默認(rèn)顯示煙霧報(bào)警次數(shù)，屏幕顯示 “報(bào)警”及次數(shù)數(shù)字。進(jìn)入次數(shù)顯示模式時(shí)，如當(dāng)前正在報(bào)警，聲光報(bào)警不停止。進(jìn)入次數(shù)顯示模式后，如果長按E鍵超過5s，則蜂鳴器鳴叫1聲，計(jì)數(shù)次數(shù)將全部清零。此后松開E鍵，將停留在次數(shù)顯示模式內(nèi)。如果按E鍵不足5s，則在松開E鍵時(shí)，將按次數(shù)顯示模式的定義，直接跳回主界面。

2.5.3各通道報(bào)警顯示的內(nèi)容 （表1）

表1　　各通道顯示的內(nèi)容

2.5.4通道配置模式

在正常工作模式下，長按S鍵 （5s），主機(jī)將進(jìn)入檢測通道配置模式，該模式主要對各通道是否進(jìn)行檢測和顯示進(jìn)行設(shè)置。進(jìn)入檢測通道配置模式后，LCD默認(rèn)顯示第一通道 “電池倉”，其當(dāng)前的配置信息如圖3a所示。

在圖3a中，電池倉開表示當(dāng)前通道1配置為工作狀態(tài)；若當(dāng)前通道1配置為屏蔽狀態(tài)，則顯示電池倉關(guān)。在各通道配置顯示時(shí)，短按S鍵，將在不同通道之間進(jìn)行切換，顯示各個(gè)通道當(dāng)前的配置情況，在各通道配置顯示時(shí)，短按E鍵，將進(jìn)入該通道配置界面，如圖3b所示。

圖3　　LCD顯示界面

此時(shí)，短按S鍵在Y和N之間進(jìn)行選擇，再次短按E鍵，將對是否屏蔽該通道進(jìn)行確定；并且顯示界面將退回配置情況顯示界面 （圖3c）。

在顯示界面下長按E鍵 （5s），系統(tǒng)將保存配置信息，清零各通道報(bào)警次數(shù)，退出檢測通道配置模式，回到正常工作模式。在顯示界面下長按S鍵 （5s），系統(tǒng)將不保存配置信息，并且不清零各通道報(bào)警次數(shù)，退出檢測通道配置模式，回到正常工作模式；在檢測通道配置模式下，如果出現(xiàn)報(bào)警，聲光報(bào)警不停止。

2.6系統(tǒng)軟件框圖 （圖4）

圖4　　系統(tǒng)用軟件框圖

3　產(chǎn)品引線

3.1主機(jī)引線

主機(jī)引線的插接器見圖5。型號為DJ7091-2.3-10 和AMP282105-1。

圖5　主機(jī)引線插接器

3.2傳感器引線

傳感器引線插接器見圖6，型號為AMP282105 -1。

圖6　　傳感器引線插接器

4　CAN總線報(bào)文定義

CAN線符合ISO11898規(guī)定，速率250 kB／s。每隔100 ms發(fā)送一次CAN報(bào)文，報(bào)文地址為0x18FEDA7F，報(bào)文內(nèi)容如下。

0x18FED97F　Byte1　Byte2　…　Byte8

各字節(jié)定義如下。

1）Byte1Bit0：車廂風(fēng)道煙霧傳感器報(bào)警狀態(tài)，1表示有報(bào)警信號；Bit1：車廂風(fēng)道煙霧傳感器線路狀態(tài)，1表示信號線斷路；Bit2：動(dòng)力電池倉煙霧傳感器報(bào)警狀態(tài)，1表示有報(bào)警信號；Bit3：動(dòng)力電池倉煙霧傳感器線路狀態(tài)，1表示信號線斷路；Bit4～Bit5：0；Bit6：電容倉1煙霧傳感器報(bào)警狀態(tài)，1表示有報(bào)警信號；Bit7：電容倉1煙霧傳感器線路狀態(tài)，1表示信號線斷路。

2）Byte2Bit0～Bit1，Bit4～Bit5：0；Bit2：電容倉2煙霧傳感器報(bào)警狀態(tài)，1表示有報(bào)警信號；Bit3：電容倉2煙霧傳感器線路狀態(tài)，1表示信號線斷路；Bit6：控制器倉煙霧傳感器報(bào)警狀態(tài)，1表示有報(bào)警信號；Bit7：控制器倉煙霧傳感器線路狀態(tài)，1表示信號線斷路。

3）Byte3～Byte4煙霧傳感器報(bào)警計(jì)數(shù)器數(shù)量，Byte3為高位，Byte4為低位。

4）Byte5～Byte7保留未用，目前常為0xFF。

5）Byte8校驗(yàn)碼，為前7位內(nèi)容進(jìn)行異或后，和0x7F進(jìn)行異或，所得的值。

5　結(jié)束語

多通道煙霧報(bào)警器的內(nèi)容可通過軟件設(shè)定，也能夠根據(jù)不同車型對通道的報(bào)警要求以按鍵的方式進(jìn)行屏蔽，報(bào)警次數(shù)的儲存又為后期診斷和事故的判定提供了依據(jù)。多通道煙霧報(bào)警器特別適合于客車多品種多類型對安全性的要求。蘇州金龍?jiān)诨旌蟿?dòng)力客車的儲能倉中安裝了煙霧報(bào)警器［3］，裝車一年來，性能指標(biāo)能夠滿足車輛運(yùn)行要求，由于氣敏傳感器本身的特性，需要定期進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，以保證傳感器的靈敏度。

參考文獻(xiàn)：

［1]劉寧，吳明瞭，汪斌，等.純電動(dòng)商用車高壓電氣系統(tǒng)匹配設(shè)計(jì)［J］.汽車電器，2014（5）：18-21.

［2]唐瑜亮.電動(dòng)汽車高壓電氣系統(tǒng)安全性研究［J］.汽車電器，2014（5）：41-43.

［3］黃海萍，劉華.海格混合動(dòng)力公交車ISG與BSG系統(tǒng)的技術(shù)對比［J］.汽車電器，2015（6）：45-48.

（編輯心翔）

中圖分類號：U463.653

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1003－8639（2016）01－0037－03

收稿日期：2015-10-08；修回日期：2015-10-12

作者簡介：趙杰 （1965-），男，高級工程師，長期從事客車電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和研究，在專業(yè)雜志上發(fā)表數(shù)十篇論文。

Multi Channel Smoke Alarm for New Energy Bus

ZHAO Jie
（King Long United Automotive Industry（Suzhou）Co.，Ltd.，Suzhou，215026，China）

Abstract：The structure and operation method of smoke alarm are described with its main technical indexes to present reference for bus manufacturers.

Key words：smoke alarm；energy storing device；HV DC