Намалете автомобилната електрическа повреда чрез използване на прецизна технология за откриване и сензорна литиева батерия

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Furnizuesi portativ i stacionit të energjisë elektrike

На всеки пет автомобила се поврежда един от акумулаторите. През следващите няколко години, с нарастващата популярност на автомобилните технологии като електрическа трансмисия, управление на двигатели със стартиране/пламък и хибрид (електричество/газ), този проблем ще става все по-сериозен. За да се намали повредата, напрежението, токът и температурата на батерията се откриват точно и резултатите се обработват предварително, използва се състоянието на зареждане и работното състояние и резултатите се изпращат до блока за управление на двигателя (ECU) и функцията за контрол на зареждането.

Модерните автомобили се раждат в началото на 20 век. Първата кола разчита на ръчно стартиране, с голяма сила, има висок риск и тази ръчна манивела на колата е причинила много смърт. През 1902 г. е успешно разработен първият двигател с батерийно стартиране.

До 1920 г. всички автомобили са пуснати в експлоатация. Първоначалната употреба е суха батерия. Когато електрическата енергия е изчерпана, тя трябва да бъде заменена.

Скоро течната батерия (т.е. древната оловно-киселинна батерия) заменя сухата батерия. Предимството на оловно-киселинната батерия е, че когато двигателят работи, тя може да се зарежда от. През миналия век има малка промяна в оловно-киселинните батерии и последното важно подобрение е запечатването им.

Истинската промяна е нуждата от нея. Първоначално батерията се използва само за запалване на колата, клаксона и захранването на лампата. Днес всички електрически системи на автомобила трябва да бъдат захранвани преди запалването.

Нарастването на новите електронни устройства не е само GPS и DVD плейъри и други потребителски електронни устройства. Днес блокът за управление на двигателя (ECU), електрическият прозорец на автомобила и електрическата седалка, както и електронното устройство на тялото, като например електрическата седалка, се превърнаха в стандартна конфигурация на много основни модели. Новото натоварване на експоненциалното ниво е сериозно засегнато и повредата, причинена от електрическата система, е все повече доказателство.

Според статистиката на ADAc и RAC, почти 36% могат да бъдат приписани на електрическа повреда при всички повреди на автомобили. Ако числото се анализира, може да се установи, че повече от 50% от повредата е причинена от компонентите на оловно-киселинната батерия. Две ключови характеристики под батерията трябва да отразяват здравето на оловно-киселинните батерии: (1) Състояние на зареждане (SoC): SOC показва колко заряд може да бъде доставен, номиналният капацитет на батерията (т.е. новата батерия SOC SOC) процентно представяне.

(2) Състояние на работа (SOH): SOH показва колко заряд може да се съхрани. Индикацията за състоянието на зареждане е по-добра от индикатора за нивото на батерията. Има много начини за изчисляване на SOC, два от които са два: метод за измерване на напрежението на отворена верига и тест на Кулон (известен също като метод на броене на Кулон).

(1) Метод за измерване на напрежението на отворена верига (VOC): Кондензирана връзка между напрежението на отворена верига и състоянието на зареждане по време на работа без батерия. Този метод на изчисление има две основни ограничения: Първо, за да се изчисли SOC, батерията трябва да се отвори, без товар; второто е, че това измерване е точно само след значителен период на стабилност. Тези ограничения правят метода VOC неподходящ за онлайн изчисляване на SOC.

Този метод обикновено се използва в автосервиз, където батерията се сваля и напрежението между положителния и отрицателния електрически полюс може да се измери с таблица за напрежение. (2) Кулонов анализ: Този метод използва кулонов брой, за да отнесе тока към времеви точки, като по този начин определя SOC. Използвайки този метод, SOC може да се изчисли в реално време, дори ако батерията е под натоварване.

Въпреки това грешката на кулоновото измерване ще се увеличи с течение на времето. Обикновено се използва цялостно напрежение на отворена верига и броене на кулон за изчисляване на състоянието на зареждане на батерията. Работното състояние на работещо състояние отразява общото състояние на батерията и нейната способност да съхранява заряд в сравнение с новите батерии.

Поради естеството на самата батерия, SOH е много сложен, в зависимост от химическия състав и околната среда на батерията. SOH на батерията се влияе от много фактори, включително приемане на зареждане, вътрешен импеданс, напрежение, саморазреждане и температура. Тези фактори обикновено се считат за трудни за измерване в среди в реално време в автомобилната среда.

Във фазата на стартиране (стартиране на двигателя) батерията е под най-голямо натоварване, по това време методите за изчисляване на SOC и SOH, действително използвани от водещия разработчик на сензори за батерии, действително използвани от водещите разработчици на сензори за автомобилни батерии, са силно поверителни и често са патентовани. Защитете. Като собственик на интелектуална собственост, те обикновено работят в тясно сътрудничество с VARTA и MOLL, за да разработят тези алгоритми.

Фигура 1 показва често използваната дискретна верига за откриване на батерия. Фигура 1: Отделно решение за откриване на батерия Тази верига може да бъде разделена на три части: (1) откриване на батерия: напрежението на батерията се открива чрез резистивен атенюатор директно от положителния електрод на батерията. За откриване на ток, резистор за откриване (12V приложение обикновено се използва в 100Mω) Сред минусите на батерията и земята.

В тази конфигурация металното шаси на автомобила обикновено е и съпротивлението за откриване е монтирано в токовата верига на акумулатора. В други конфигурации отрицателният електрод на батерията е. Относно изчисленията на SOH, трябва също да откриете температурата на батерията.

(2) Микроконтролер: Микроконтролер или MCU важно изпълнение на две задачи. Първата задача е да се обработи резултатът от аналогов преобразувател (ADC). Тази работа може да е проста, като например само основно филтриране; може да е сложно, като например изчисляване на SOC и SOH.

Действителната функция зависи от възможностите за обработка на MCU и нуждите на производителите на автомобили. Втората задача е да изпрати процеса през комуникационния интерфейс към ECU. (3) Комуникационен интерфейс: Понастоящем интерфейсът на локалната мрежа за свързване (LIN) е най-често срещаният комуникационен интерфейс между сензорите на батерията и ECU.

Lin е еднолинейна, евтина алтернатива на широко известен CAN протокол. Това е най-лесната конфигурация за откриване на батерията. Повечето прецизни алгоритми за откриване на батерии обаче изискват едновременно напрежение и ток на батерията или напрежение, ток и температура на батерията едновременно.

За да направите синхронно семплиране, трябва да добавите до два аналогово-цифрови преобразувателя. В допълнение, ADC и MCU настройват захранването да работи правилно, което води до нова сложност на веригата. Това е решено от производителя на трансивър Lin чрез интегриране на захранването.

Следващото развитие на прецизното откриване на автомобилни батерии е интегрираните ADC, MCU и Lin трансивъри, като микроконтролера за прецизна симулация от серия AduC703X на ADU. AduC703X доставя два или три 8KSP, 16-bit<000000>sigma;-Adc, 20,48MHzarm7TDMIMCU и интегриран Linv2.

0 съвместим трансивър. Серията ADUC703X е интегрирана с регулатор за ниска разлика в налягането, който може да се захранва директно от оловно-киселинната батерия. За да отговори на нуждите от откриване на автомобилни акумулатори, предният край включва следното устройство: атенюатор на напрежение за наблюдение на напрежението на акумулатора; усилвател с програмируемо усилване със 100mωКогато използвате резистора заедно, поддържайте тока в пълна скала от 1A до 1500A; акумулатор, поддържащ кулонов брой без софтуерен мониторинг; и един температурен датчик.

Фигура 2 показва решение на това интегрирано устройство. Фигура 2: Решение за интегрирани устройства Пример за това, че преди няколко години само автомобили от висок клас са оборудвани със сензор за батерията. Днес има все повече автомобили от среден и нисък клас за монтиране на малки електронни устройства, като може да се види само във високите модели преди десетина години.

Следователно броят на неизправностите, причинени от оловно-киселинни батерии, непрекъснато се добавя. След няколко години всяка кола ще инсталира сензора на батерията, за да намали риска от увеличаване на риска от електронното устройство.