【正文】 stored for one year or less at+30 max.)Nominal capacity 空載電壓： ，負(fù)載電壓： 容量： 工作溫度： 40 ℃ ― +60 ℃ 保存時(shí)間： 10 年以上 焊腳紐扣型，外殼加厚，可焊在 PCB 上，安裝更牢固，防振動(dòng)性更好 19 / 54(at 1 mA +20 cut off. The capacity restored by the cell variesaccording to current drain, temperature and cut off).Open circuit voltage (at +20 ) Nominal voltage (at 1mA +20 ) Pulse capability: Typically up to 70 mA (70 mA/ second pulses,drained every 2 mn at +20 from undischarged cells with 10 A basecurrent, yield voltage readings above . The readings may vary accordingto the pulse characteristics, the temperature, and the cell s previous history.Fitting the cell with a capacitor may be remended in severe conditions.Max. Continuous current 7mAMax. Pulse current 70mAStorage (remended) +30 +86 F max(for more severe conditions, consult ABLE)Operating temperature range 40 / +60(Operation above ambient T may lead to reduced capacity andlower voltage readings at the beginning of pulses. Consult ABLE)Physical characteristicsDiameter (max) 25mm( in)Height (max) 5mm(1 in)Typical weight 11g()Available termination suffix radial tabs, radial pins, axial leads, flying leads可確定電池基本參數(shù)：額定容量： 5Ah額定電壓：電池高度：5mm電池直徑：25mm電池重量：11g 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指標(biāo) 系統(tǒng)的主要指標(biāo)　　　同于汽車(chē)電子市場(chǎng)是一個(gè)對(duì)成本敏感的市場(chǎng)，只有性?xún)r(jià)比高，具有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品才能勝出，因此，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，成本是一個(gè)重要問(wèn)題。 在汽車(chē)胎壓自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng) ( TPMS ) 方面，因電池使用失效不能在短時(shí)間之內(nèi)就有結(jié)果， ABLE 公司經(jīng)過(guò)研究與改進(jìn)，專(zhuān)門(mén)為此設(shè)計(jì)了型號(hào)為 ER2450 ， ER2286 ， ER10240S， ER10280 等的電池。鋰亞電池屬于能量型電池，鋰錳 / 鋰氟電池屬于功率型電池（可瞬間放出較大的脈沖電流），但在 TPMS 系統(tǒng)中正好不需要較大的脈沖電流（ MCU 和 RF 即使在發(fā)射時(shí)都是很小功率）深圳艾博爾新能源有限公司（ ABLE ）是鋰亞 / 鋰錳電池專(zhuān)業(yè)制造商，在該領(lǐng)域的研究、開(kāi)發(fā)已超過(guò) 10 年，積累了豐富的理論和工藝經(jīng)驗(yàn)。而 MCU 、傳感器已經(jīng)做到準(zhǔn)軍品級(jí) ( 汽車(chē)電子 ) ，所以電池也應(yīng)該采用同級(jí)別的品種才能達(dá)到可靠和安全的目的。為保障監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的使用穩(wěn)定性，本設(shè)計(jì)中所用到的基礎(chǔ)TPMS 系統(tǒng)將會(huì)采用直接式 TPMS 系統(tǒng)，輪胎模塊供電模式采用有電池供電方案，其中輪胎內(nèi)的電池將會(huì)通過(guò)電磁發(fā)電機(jī)為其供應(yīng)充電電流。而比較兩種現(xiàn)行的直接式胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可知，有電池模塊的系統(tǒng)比無(wú)電池模塊的系統(tǒng)成本更為可觀(guān)，技術(shù)更為成熟。其公布的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下：17 / 54圖 　　以上分析比較可得，直接式胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)比簡(jiǎn)直式胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確，監(jiān)測(cè)方式更為貼切，系統(tǒng)反應(yīng)速度更為快捷。該傳感器除了能夠感知輪胎內(nèi)的氣壓、胎體溫度的變化并發(fā)射反映這種變化的信號(hào)外，還具有標(biāo)識(shí)輪胎的功能，也就是說(shuō)，它既可用于輪胎氣壓監(jiān)測(cè)，還可以用于輪胎歷程可追溯性記錄。以ＲＦＩＤ技術(shù)作為研發(fā)智能輪胎的基礎(chǔ)，美國(guó)固特異輪胎橡膠公司就是其中的一員。射頻識(shí)別系統(tǒng)一般由兩個(gè)部分組成，即電子標(biāo)簽（Ｔａｇ）和閱讀器（Ｒｅａｄｅｒ）。目前有兩個(gè)發(fā)展方向，能量來(lái)源分別為ＲＦＩＤ中讀頭的發(fā)射功率和汽車(chē)行進(jìn)過(guò)程中的機(jī)械能。２、無(wú)電池方案。輪輞邊緣允許的平衡塊重量不大于７０９””。這也是所有直接式ＴＰＭＳ系統(tǒng)安裝后必須做的一步。從而引起車(chē)輪中高速時(shí)產(chǎn)生偏擺振動(dòng)。僅電池的重量一般就在１０９左右。所以對(duì)這種類(lèi)型的ＴＰＭＳ系統(tǒng)而言，低功耗設(shè)計(jì)至關(guān)重要。所以系統(tǒng)中胎壓遙測(cè)模塊的使用壽命也應(yīng)該達(dá)到４至５年。一般情況下只有和輪胎一起更換。一旦電池耗盡，模塊即須更換。這種使用電池的直接式ＴＰＭＳ系統(tǒng)有兩個(gè)主要缺點(diǎn)。由于接收系統(tǒng)是工作在汽車(chē)車(chē)廂內(nèi)，其環(huán)境溫度是常溫而且變化不大，電源可以使用汽車(chē)的１２Ｖ或２４Ｖ16 / 54電源，因此對(duì)器件選用只要是工業(yè)級(jí)即可，省電的要求也不高。圖 ＴＰＭＳ中央監(jiān)視器主要由ＵＨＦＡＳＫ／ＦＳＫＲＦ接收ｌＣ和信號(hào)處理ＭＣＵ、鍵盤(pán)、ＬＣＤ顯示器組成。其發(fā)射功率義不能超過(guò)１０ｄＢｍ，否則要接受無(wú)線(xiàn)電管制。ＴＰＭＳ的壓力傳感器都是用基于ＭＥＭＳ技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的，主要有硅集成電容式壓力傳感器，如Ｍｏｔｏｒｏｌａ的ＭＰＸＹ８０２０、ＭＰＸＹ８０４０；硅壓阻式壓力傳感器，如ＧＥＮｏｖａＳｅｎｓｏｒ的ＮＰＸｌ、ＮＰＸ２，ＩｎｆｌｎｅｏｎＳｅｎｓｏＮｏｒ的ＳＰｌ２、ＳＰｌ２Ｔ、ＳＰ３０。這些功能芯片使得ＴＰＭＳ傳感器不僅能實(shí)時(shí)檢測(cè)汽車(chē)開(kāi)動(dòng)中的輪胎壓力和胎內(nèi)溫度的變化，而且還能實(shí)現(xiàn)汽車(chē)移動(dòng)即時(shí)開(kāi)機(jī)、自動(dòng)喚醒、節(jié)省電能等功能。15 / 54ＴＰＭＳ傳感器是一個(gè)集成了半導(dǎo)體壓力傳感器、半導(dǎo)體溫度傳感器、數(shù)字信號(hào)處理單元、和電源管理器的片上系統(tǒng)模塊。其中的胎壓遙測(cè)模塊功能性框圖如圖圖 由以下幾個(gè)部分組成：（１）具有壓力（溫度、加速度、電壓）檢測(cè)和后信號(hào)理ＡＳＩＣ芯片組合的智能傳感器ＳｏＣ；（２）４．８位單片機(jī)（ＭＣＵ）；（３）ＲＦ射頻發(fā)射芯片；（４）電池；（５）天線(xiàn)。即固定于輪胎內(nèi)部的胎壓遙測(cè)模塊用自帶電池供電工作。14 / 54　　　　　　　　　　圖 通過(guò)比較可確定選用直接式 TPMS 系統(tǒng) 選用的直接式 TPMS 系統(tǒng) 直接式 TPMS 系統(tǒng)目前直接式ＴＰＭＳ主要可分為兩大類(lèi)。許多歐洲的汽車(chē)廠(chǎng)商已將直接式ＴＰＭＳ配裝于自己的車(chē)型之中，其中包括：德國(guó)寶馬的Ｚ８、法國(guó)雪鐵龍的Ｃ５、英國(guó)阿斯頓?馬汀的超級(jí)跑車(chē)Ｖａｎｑｕｉｓｈ、林肯大陸、克萊斯勒與道奇（Ｄｏｄｇｅ）迷你箱型車(chē)以及Ｃｈｒｙｓｌｅｒ３００Ｍ與ＣｏｎｃｏｒｄｅＬｉｍｉＩｅｄ客車(chē)、旁蒂克的旗艦ＢｏｎｎｅｖＪｌｌｅＳＥ等等，梅賽德斯－奔馳Ｓ級(jí)轎車(chē)最新的改進(jìn)也將ＴＰＭＳ作為選裝件。從市場(chǎng)的占有率來(lái)看，間接式ＴＰＭＳ作為ＴＰＭＳ的先驅(qū)將逐步淡出。經(jīng)過(guò)綜合分析，這種變化可用于觸發(fā)警報(bào)系統(tǒng)來(lái)向司機(jī)發(fā)出警告。１、間接式ＴＰＭＳ間接式ＴＰＭＳ系統(tǒng)主要通過(guò)汽車(chē)ＡＢＳ系統(tǒng)的輪速傳感器來(lái)比較輪胎之間的轉(zhuǎn)速差別，以達(dá)到監(jiān)視胎壓的目的。每個(gè)系統(tǒng)都有自己的優(yōu)缺點(diǎn)：間接系統(tǒng)相對(duì)便宜，使用時(shí)，已經(jīng)裝備了４輪ＡＢＳ（每個(gè)輪胎裝備１個(gè)輪轉(zhuǎn)速傳感器）的汽車(chē)只需要對(duì)軟件進(jìn)行升級(jí)，但是測(cè)量準(zhǔn)確度低，在某些情況下此類(lèi)系統(tǒng)會(huì)無(wú)法正常工作。輪胎氣壓缺氣行駛，輪胎的下沉量增大，在急拐彎時(shí)容易投生“胎壁著地”的現(xiàn)象，而胎壁是輪胎最薄弱的地方，“胎壁著地”最容易導(dǎo)致發(fā)生突然爆胎現(xiàn)象。輪胎氣壓過(guò)低，會(huì)使胎體增大變形，造成胎側(cè)開(kāi)裂，同時(shí)使輪胎接地面積增大，加快胎肩的磨損，也會(huì)導(dǎo)致過(guò)度摩擦生熱，使橡膠老化、簾線(xiàn)折斷，最終導(dǎo)致爆胎。2 輪胎氣壓過(guò)高．使胎內(nèi)簾線(xiàn)受力過(guò)度而變形，輪胎彈性下降使汽車(chē)行駛中負(fù)荷加大，還會(huì)加快胎冠磨損。這些都可能造成爆胎意外。但它也有一個(gè)極大的弱點(diǎn)，最怕缺氣行駛?，F(xiàn)以無(wú)內(nèi)胎輪胎（即子午胎）為例剖析如下：為了提高輪胎的強(qiáng)度，在其簾布層外圍加有一層鋼絲（帶束層），這種結(jié)構(gòu)的輪胎強(qiáng)度高，散熱條件好，只要?dú)鈮籂顩r好，非常適應(yīng)高速行駛。據(jù)統(tǒng)計(jì)和專(zhuān)家分析，引起汽車(chē)爆胎的原因主要有負(fù)荷、氣壓、速度、胎面溫度、路面、車(chē)架、輪轂等。據(jù)現(xiàn)在的 記錄，國(guó)家公路交通安全管理 局暫時(shí)相信四個(gè)輪胎，低于標(biāo)準(zhǔn)氣壓 25%的報(bào)警選項(xiàng)最符合TREAD 法案要求，鄄當(dāng)單個(gè)輪胎的胎壓比車(chē)輛制造廠(chǎng)推薦的標(biāo)準(zhǔn)輪胎氣壓降低 25%或者更低時(shí)，或者低于規(guī)定的最低氣壓標(biāo)準(zhǔn)（無(wú)論符合哪種情況），一輛機(jī)動(dòng)車(chē)輛上安裝的 TPMS 必須警告駕車(chē)者”J。國(guó)家公路交通安全管理局（NHTSA）頒布含有兩個(gè)部分的最終準(zhǔn)則?；谝陨先c(diǎn)，當(dāng)前美國(guó)已經(jīng)將 TPMS 系統(tǒng)規(guī)定為繼 ABS,ABSR 之后第三個(gè)立法的汽車(chē)安全電子產(chǎn)品。車(chē)輪氣壓比正常值下降 10%，單位汽油行程數(shù)會(huì)下降２％?？茖W(xué)統(tǒng)計(jì)表明，缺氣行駛時(shí)，車(chē)輪氣壓比正常值下降 10%，輪胎壽命將減少 15%。TPMS 系統(tǒng)則可以實(shí)時(shí)顯示輪胎參數(shù)。用戶(hù)使用方便性要求大多數(shù)用戶(hù)不是每天進(jìn)行必要的輪胎氣壓檢查，而僅憑肉眼觀(guān)察或用腳踢輪胎是無(wú)法正確判斷輪胎氣壓的。保持標(biāo)準(zhǔn)的車(chē)胎氣壓行駛和及時(shí)發(fā)現(xiàn)車(chē)胎漏氣是防止爆胎的關(guān)鍵。 ９５％輪胎爆胎 是因?yàn)檩喬ピ趬?力不足的情況下 超負(fù)荷工作吲。８５％ 的壓力下降是?！　　∑?chē)行駛安全性要求在汽車(chē)的高速行駛過(guò)程中，輪胎故障是所有駕駛者最為擔(dān)心和最難預(yù)防的．也是突發(fā)性、惡性交通事故發(fā)生的重要原因之一。如果當(dāng)時(shí)的汽車(chē)安裝了ＴＰＭＳ系統(tǒng)，那么這樣的慘劇就可以得到避免。2 設(shè)計(jì)本論 基礎(chǔ) TPMS 系統(tǒng)介紹　TPMS 系統(tǒng)2022年，由于ＦＩＲＥＳＴＯＮＥ輪胎的質(zhì)量事故，造成超過(guò)１００人死亡、４００人受傷，ＦＩＲＥＳＴＯＮＥ被迫于2022年８月收回６５０萬(wàn)只輪胎，引起美國(guó)政府高度關(guān)注。所以本設(shè)計(jì)著重究研解決監(jiān)測(cè)系統(tǒng)反映的問(wèn)題的方法，完善原胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能?！　　‖F(xiàn)今使用的輪胎氣壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)僅是為駕駛?cè)藛T提供氣壓，溫度的監(jiān)測(cè)服務(wù)，為駕駛?cè)藛T提供警示避免駕駛?cè)藛T在不知輪胎氣壓異常的情況下行駛而發(fā)生事故。 本設(shè)計(jì)應(yīng)解決的主要問(wèn)題　　　據(jù)分析現(xiàn)在市場(chǎng)上使用的各類(lèi) TPMS 系統(tǒng)，在技術(shù)上已經(jīng)相當(dāng)成熟，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能及時(shí)監(jiān)測(cè)汽車(chē)輪胎氣壓情況，系統(tǒng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新，能準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)輪胎氣壓或溫度，在氣壓有偏差時(shí)能及時(shí)地給駕駛員提示保障行車(chē)的安全?，F(xiàn)加入氣壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)氣壓?jiǎn)栴}時(shí)，及時(shí)對(duì)胎壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，解決隱藏的輪胎風(fēng)險(xiǎn)。4．系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)　由于輪胎模塊的工作環(huán)境比較惡劣，噪聲和電磁屏蔽會(huì)對(duì)無(wú)線(xiàn)信號(hào)產(chǎn)生較大的干擾，因此引入了一系列軟硬件抗干擾措施，改進(jìn)了輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)抗干擾能不佳的缺點(diǎn)，使系統(tǒng)工作更加可靠。該系統(tǒng)采用了專(zhuān)用的供電系統(tǒng)，在滿(mǎn)足系統(tǒng)指標(biāo)的情況下，維持系統(tǒng)正常電壓，及時(shí)充入電量，保證電池足夠電量。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中引入了LF 喚醒模式，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的雙向通信，解決了輪胎定位和通信碰撞的問(wèn)題，使系統(tǒng)更加靈活，可靠性得到了極大的提高。本系統(tǒng)選擇當(dāng)前業(yè)界應(yīng)用最廣泛的高性能傳感器進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而保證了系統(tǒng)在輪胎參數(shù)測(cè)量上的各項(xiàng)指標(biāo)都是可靠的?！　　　≌n題研究的內(nèi)容主要包括輪胎壓力監(jiān)測(cè)，氣壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，及新的供電系統(tǒng)，包含傳感技術(shù)，無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)通信技術(shù)，基于 TPMS 系統(tǒng)與其他汽車(chē)電子系統(tǒng)的集成。該系統(tǒng)也可以在駕駛?cè)藛T的控制下進(jìn)行對(duì)輪胎氣壓的調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同路況下的舒適性要求。保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)性可靠性，突顯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的預(yù)警功能。設(shè)計(jì)的新型系統(tǒng)必須是在原型 TPMS 系統(tǒng)的基礎(chǔ)上作出技術(shù)的創(chuàng)新與突破，在發(fā)揮原型 TPMS 系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)的同時(shí)以創(chuàng)新科技為汽車(chē)輪胎與行車(chē)安全的方面作出新的貢獻(xiàn)。為行車(chē)安全提供保障，降低因汽車(chē)輪胎氣壓引發(fā)事故的風(fēng)險(xiǎn)。 設(shè)計(jì)的目標(biāo)、意義及應(yīng)達(dá)到的技術(shù)要求　　本設(shè)計(jì)課題是在直接式 TPMS 系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行對(duì)系統(tǒng)的改良優(yōu)化,而且增加了氣壓調(diào)節(jié)裝置,實(shí)現(xiàn)汽車(chē)輪胎氣壓的調(diào)節(jié)控制. 研究目標(biāo)是提高直接式 TPMS 系統(tǒng)的工作可靠性,準(zhǔn)確性,對(duì)原有基礎(chǔ)的TPPMS 系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)化設(shè)計(jì),新增氣壓調(diào)節(jié)裝置,通過(guò)該裝置調(diào)節(jié)各輪胎氣壓保持最佳壓力,解決原 TPMS 系統(tǒng)電源供給難題，解決系統(tǒng)受電源所限壽命限期問(wèn)題，同時(shí)新型電源系統(tǒng)將為氣壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供電源，使用監(jiān)測(cè)與氣壓調(diào)節(jié)同用的系統(tǒng)保持輪胎最佳胎壓，提高駕駛安