Паменшыце колькасць збояў у аўтамабільнай электрычнасці, выкарыстоўваючы тэхналогію дакладнага выяўлення і зандзіравання літыевых батарэй

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - អ្នកផ្គត់ផ្គង់ស្ថានីយ៍ថាមពលចល័ត

Кожныя пяць аўтамабіляў выходзяць з ладу аднаго з акумулятараў. У наступныя некалькі гадоў з ростам папулярнасці такіх аўтамабільных тэхналогій, як электрычная трансмісія, кіраванне запускам / гашэннем рухавіка і гібрыд (электрычнасць / газ), гэтая праблема будзе станавіцца ўсё больш сур&39;ёзнай. Для таго, каб паменшыць няспраўнасць, напружанне, ток і тэмпература акумулятара дакладна вызначаюцца, і вынікі папярэдне апрацоўваюцца, выкарыстоўваецца стан зарадкі і працоўны стан, і вынікі адпраўляюцца ў блок кіравання рухавіком (ECU), і функцыя кіравання зарадкай.

Сучасныя аўтамабілі з&39;явіліся на свет у пачатку 20 стагоддзя. Першы аўтамабіль разлічвае на ручной запуск, з вялікай сілай, існуе высокая рызыка, і гэты ручной крывашып аўтамабіля стаў прычынай многіх смерцяў. У 1902 годзе быў паспяхова распрацаваны першы рухавік з батарэйным запуском.

Да 1920 годзе ўсе аўтамабілі былі запушчаныя. Першапачатковае выкарыстанне - сухі акумулятар. Калі электрычная энергія скончылася, яе трэба замяніць.

Неўзабаве вадкасная батарэя (г.зн. старажытная свінцова-кіслотная батарэя) замяняе сухую батарэю. Перавага свінцова-кіслотнага акумулятара ў тым, што калі рухавік працуе, ён можа зараджацца ад. За апошняе стагоддзе свінцова-кіслотныя акумулятары практычна не змяніліся, і апошнім важным паляпшэннем з&39;яўляецца іх герметызацыя.

Сапраўдныя змены - гэта іх патрэбы. Спачатку акумулятар выкарыстоўваецца толькі для запуску аўтамабіля, гудок і блок харчавання для лямпы. Сёння ўсе электрычныя сістэмы аўтамабіля перад запальваннем павінны быць падсілкоўвацца.

Усплёск новых электронных прылад - гэта не толькі GPS і DVD-плэеры і іншыя спажывецкія электронныя прылады. Сёння блок кіравання рухавіком (ECU), электрычнае шкло аўтамабіля і электрычнае сядзенне, а таксама электронныя прылады цела, такія як электрычнае сядзенне, сталі стандартнай канфігурацыяй многіх базавых мадэляў. Новая нагрузка экспанентнага ўзроўню сур&39;ёзна паўплывала, і збой, выкліканы электрычнай сістэмай, становіцца ўсё больш доказам.

Згодна са статыстыкай ADAc і RAC, амаль 36% усіх няспраўнасцяў аўтамабіляў можна аднесці да збояў электрычнасці. Калі прааналізаваць лічбу, то можна выявіць, што больш за 50% няспраўнасцяў выклікана кампанентамі свінцова-кіслотнай батарэі. Дзве асноўныя характарыстыкі ніжэй акумулятара павінны адлюстроўваць спраўнасць свінцова-кіслотных акумулятараў: (1) Стан зарадкі (SoC): SOC паказвае, колькі зарада можа быць пастаўлена, намінальная ёмістасць акумулятара (г.зн. новая батарэя SOC SOC) у працэнтах.

(2) Працоўны стан (SOH): SOH паказвае, колькі зарада можна захаваць. Індыкацыя стану зарадкі лепш, чым індыкатар узроўню акумулятара. Ёсць шмат спосабаў вылічыць SOC, два з якіх - гэта два: метад вымярэння напружання холадна і кулонаўскі аналіз (таксама вядомы як метад падліку па Кулону).

(1) Метад вымярэння напружання холаднае ланцуга (VOC): Сціснутая ўзаемасувязь паміж напружаннем холаднага ланцуга і станам яго зарадкі падчас адключэння батарэі. Гэты метад разліку мае два асноўныя абмежаванні: па-першае, каб разлічыць SOC, акумулятар павінен быць адкрыты, без нагрузкі; па-другое, гэтае вымярэнне будзе дакладным толькі пасля значнага перыяду стабільнасці. Гэтыя абмежаванні робяць метад VOC непрыдатным для онлайн-разлікаў SOC.

Гэты метад звычайна выкарыстоўваецца ў аўтамайстэрні, дзе акумулятар здымаюць, і напружанне паміж станоўчым і адмоўным электрычнымі полюсамі можна вымераць табліцай напружання. (2) Аналіз па Кулоне: у гэтым метадзе выкарыстоўваецца падлік па Кулоне для прыняцця току да часавых кропак, такім чынам вызначаючы SOC. З дапамогай гэтага метаду SOC можна разлічыць у рэжыме рэальнага часу, нават калі батарэя знаходзіцца пад нагрузкай.

Аднак хібнасць кулонаўскіх вымярэнняў з часам будзе павялічвацца. Як правіла, для разліку стану зарада акумулятара комплексна выкарыстоўваецца напружанне халасты ланцуга і падлік кулонаў. Працоўны стан працоўнага стану адлюстроўвае агульны стан батарэі і яе здольнасць захоўваць зарад у параўнанні з новымі батарэямі.

З-за характару самой батарэі SOH вельмі складаная, у залежнасці ад хімічнага складу і навакольнага асяроддзя батарэі. На SOH акумулятара ўплывае мноства фактараў, у тым ліку здольнасць да зарадкі, унутраны імпеданс, напружанне, самаразрад і тэмпература. Звычайна лічыцца, што гэтыя фактары цяжка вымераць у рэальным часе ў аўтамабільным асяроддзі.

На этапе запуску (запуск рухавіка) акумулятар знаходзіцца пад найбольшай нагрузкай, у гэты час метады разліку SOC і SOH, якія фактычна выкарыстоўваюцца вядучым распрацоўшчыкам датчыка акумулятара, якія фактычна выкарыстоўваюцца вядучымі распрацоўшчыкамі датчыкаў аўтамабільных акумулятараў, з&39;яўляюцца вельмі канфідэнцыяльнымі і часта запатэнтаваны. Абараняць. Як уладальнікі інтэлектуальнай уласнасці, яны звычайна цесна супрацоўнічаюць з VARTA і MOLL для распрацоўкі гэтых алгарытмаў.

На малюнку 1 паказана часта выкарыстоўваная дыскрэтная схема для выяўлення батарэі. Малюнак 1: Асобнае рашэнне для выяўлення акумулятара. Гэтую схему можна падзяліць на тры часткі: (1) выяўленне акумулятара: напружанне акумулятара вызначаецца рэзістыўным атэнюатарам непасрэдна з станоўчага электрода акумулятара. Для вызначэння току выкарыстоўваецца рэзістар выяўлення (12В звычайна выкарыстоўваецца ў 100Mω) Сярод мінусаў батарэі і зямлі.

У гэтай канфігурацыі металічнае шасі аўтамабіля, як правіла, і супраціў выяўлення ўсталяваны ў ланцугу току акумулятара. У іншых канфігурацыях адмоўны электрод батарэі. Што тычыцца разлікаў SOH, вы таксама павінны вызначыць тэмпературу батарэі.

(2) Мікракантролер: мікракантролер або MCU важна выканаць дзве задачы. Першая задача - апрацаваць вынік аналагавага пераўтваральніка (АЦП). Гэтая праца можа быць простай, напрыклад, толькі базавая фільтрацыя; гэта можа быць складаным, напрыклад, разлік SOC і SOH.

Фактычная функцыя залежыць ад магчымасцей апрацоўкі MCU і патрэб вытворцаў аўтамабіляў. Другая задача - адправіць працэс праз інтэрфейс сувязі ў ECU. (3) Інтэрфейс сувязі: у цяперашні час інтэрфейс лакальнай міжканэктыўнай сеткі (LIN) з&39;яўляецца найбольш распаўсюджаным інтэрфейсам сувязі паміж датчыкамі батарэі і ЭБУ.

Lin - гэта аднарадковая нізкая альтэрнатыва шырока вядомаму пратаколу CAN. Гэта самая простая канфігурацыя выяўлення батарэі. Тым не менш, большасць дакладных алгарытмаў выяўлення акумулятара патрабуюць як напружання, так і току акумулятара, або напружання, току і тэмпературы акумулятара адначасова.

Каб зрабіць сінхронную выбарку, вам трэба дадаць да двух аналагава-лічбавых пераўтваральнікаў. Акрамя таго, АЦП і мікрасхемы рэгулююць блок харчавання для карэктнай працы, выклікаючы новую складанасць схемы. Гэта было вырашана вытворцам трансівера Lin шляхам інтэграцыі крыніцы харчавання.

Наступнай распрацоўкай у галіне дакладнага выяўлення аўтамабільных акумулятараў з&39;яўляюцца інтэграваныя прыёмаперадатчыкі АЛП, MCU і Lin, такія як мікракантролер AduC703X Series Precision Simulation ад ADU. AduC703X пастаўляе два ці тры 8KSP, 16-бітны <000000>sigma;-Adc, 20,48 МГц Harm7TDMIMCU і інтэграваны Linv2.

0 сумяшчальны трансівер. У серыю ADUC703X інтэграваны рэгулятар нізкага перападу ціску, які можа харчавацца непасрэдна ад свінцова-кіслотнай батарэі. Каб задаволіць патрэбы выяўлення аўтамабільных акумулятараў, пярэдняя частка ўключае ў сябе наступную прыладу: атэнюатар напружання для кантролю напружання акумулятара; праграмуемы ўзмацняльнік, з 100мωПры сумесным выкарыстанні рэзістара падтрымлівайце поўнамаштабны ток ад 1 А да 1500 А; назапашвальнік, падтрымка кулонаў без праграмнага кантролю; і адзін датчык тэмпературы.

На малюнку 2 паказана рашэнне гэтай інтэграванай прылады. Малюнак 2: Рашэнне для інтэграваных прылад Прыклад таго, што некалькі гадоў таму датчыкам акумулятара былі абсталяваны толькі аўтамабілі высокага класа. Сёння з&39;яўляецца ўсё больш аўтамабіляў сярэдняга і нізкага класа для ўстаноўкі невялікіх электронных прылад, і гэта можна было ўбачыць толькі ў мадэлях высокага класа дзесяць гадоў таму.

Такім чынам, колькасць няспраўнасцяў, выкліканых свінцова-кіслотнымі акумулятарамі, пастаянна павялічваецца. Праз некалькі гадоў кожны аўтамабіль будзе ўсталёўваць датчык батарэі, каб знізіць рызыку павелічэння рызыкі электроннага прылады.