Kako produžiti vijek trajanja i pouzdanost akumulatora u automobilu?

Аўтар: Iflowpower - Cyflenwr Gorsaf Bŵer Cludadwy

Svakih pet automobila kvar je jedna od baterija. U budućnosti, sa sve većom popularnošću automobilskih tehnologija kao što su električni prijenos, upravljanje motorom za pokretanje/paljenje i hibrid (struja/plin), ovaj problem će postati sve ozbiljniji. Kako produžiti vijek trajanja i pouzdanost akumulatora u automobilu? Svakih pet kvarova u automobilu je uzrokovano akumulatorom.

U budućnosti, sa sve većom popularnošću automobilskih tehnologija kao što su električni prijenos, upravljanje motorom za pokretanje/paljenje i hibrid (struja/plin), ovaj problem će postati sve ozbiljniji. Kako bi se smanjio kvar, napon, struja i temperatura akumulatora se precizno testiraju, a rezultati se unaprijed rješavaju, stanje punjenja i radno stanje se izračunavaju, a rezultati se šalju upravljačkoj jedinici motora (ECU) i kontrolnoj funkciji punjenja. Moderni automobili su rođeni početkom 20. veka.

Prvi automobil se oslanja na ručno pokretanje. Veoma je moćan, postoji veliki rizik, a ova ručna ručica automobila je izazvala mnogo smrti. Godine 1902. uspješno je razvijen prvi motor sa baterijskim pokretanjem.

Do 1920. svi automobili su pokrenuti. Početna upotreba je suha baterija. Kada se električna energija potroši, ne zamjenjuje se.

Uskoro tečna baterija (tj. drevna olovno-kiselinska baterija) zamjenjuje suhu bateriju. Prednost olovno-kiselinskog akumulatora je punjenje iz medija kada motor radi. U prošlom vijeku skoro da nije bilo promjena u olovnim baterijama, a posljednje važno poboljšanje je njihovo zaptivanje.

Istinska promjena je potreba za tim. U početku se baterija koristi samo za pokretanje automobila, sirena i napajanje lampe. Danas se svi električni sistemi automobila moraju napajati prije paljenja.

Nalet novih elektronskih uređaja nisu samo GPS i DVD plejeri i drugi potrošački elektronski uređaji. Danas su upravljačka jedinica motora (ECU), električni prozor automobila i električno sjedalo, te elektronski uređaj karoserije poput električnog sjedala postali standardna konfiguracija mnogih osnovnih modela. Novo opterećenje na eksponencijalnom nivou je ozbiljno rođeno, a kvar uzrokovan električnim sistemom sve je više dokaz.

Prema ADAC i RAC statistici, skoro 36% kvarova automobila može se pripisati električnom kvaru. Ako se broj razloži, može se ustanoviti da je više od 50% kvara uzrokovano komponentama olovne baterije. Procjena zdravlja baterije Sljedeće ključne karakteristike mogu odražavati zdravlje olovne baterije: (1) Stanje punjenja (SOC): SOC označava koliko se punjenja može isporučiti, nazivni kapacitet baterije (tj.

e., procentualna zastupljenost SOC nove baterije. (2) Status rada (SOH): SOH označava koliko se punjenja može pohraniti.

Indikacija statusa punjenja je bolja od pokazivača goriva u bateriji. Postoji mnogo načina za izračunavanje SOC-a, od kojih dva imaju dva: metod mjerenja napona otvorenog kruga i Coulomb test (također poznat kao Coulomb counting). (1) Metoda mjerenja napona otvorenog kola (VOC): Zgusnuti odnos između napona otvorenog kola i njegovog stanja punjenja tokom rada bez baterije.

Ova metoda proračuna ima dva osnovna ograničenja: jedno je izračunavanje SOC-a, baterija nije otvorena i opterećenje nije povezano) Drugo, ovo mjerenje je tačno samo nakon značajne stabilnosti. Ova ograničenja čine VOC pristup za izračunavanje online izračunavanja SOC. Ova metoda se obično koristi u automehaničarskoj radionici, gdje se uklanja baterija i može se izmjeriti napon između pozitivnog i negativnog električnog pola.

(2) Coulomb test: Ova metoda koristi Coulomb Count da uzme struju u vremenske tačke, čime se određuje SOC. Ovim pristupom možete izračunati SOC u realnom vremenu, čak i ako je baterija pod opterećenjem. Međutim, greška kulonskog mjerenja će se vremenom povećavati.

Općenito se sveobuhvatno koristi napon otvorenog kruga i brojanje kulona za izračunavanje stanja punjenja baterije. Radni status radnog stanja odražava opšte stanje baterije i njenu sposobnost skladištenja napunjenosti u poređenju sa novim baterijama. Zbog prirode same baterije, SOH računanje je vrlo komplikovano, oslanjajući se na hemijski sastav i okruženje baterije.

Na SOH baterije utiču mnogi faktori, uključujući prihvatanje punjenja, unutrašnju impedanciju, napon, samopražnjenje i temperaturu. Općenito se smatra da je ove faktore teško izmjeriti u okruženju u stvarnom vremenu u automobilskom okruženju. U fazi pokretanja (start motora), baterija je pod maksimalnim opterećenjem, u ovom trenutku baterija najviše odražava SOH baterije.

Bosch, Hella, itd. Stvarni proračuni SOC i SOH koje zapravo koriste vodeći proizvođači senzora akumulatora u automobilu su vrlo povjerljivi i često su zaštićeni patentnom zaštitom. Kao vlasnici intelektualnog vlasništva, obično blisko sarađuju sa VARTA-om i MOLL-om na razvoju ovih algoritama.

Ovaj krug se može podijeliti na tri dijela: (1) testiranje napona baterije za testiranje otpornog atenuatora koji je direktno odvojen od pozitivne elektrode baterije. Za ispitnu struju, stavite test otpornik (12V obično koristi 100M) između negativne elektrode i uzemljenja. U ovoj konfiguraciji, metalna šasija automobila je općenito, a testni otpornik je ugrađen u strujni krug baterije.

U drugim konfiguracijama negativna elektroda baterije je. O proračunu SOH, a ne da testiram temperaturu baterije. (2) Mikrokontroler mikrokontroler ili MCU važan završetak dva zadatka.

Prvi zadatak je riješiti rezultat analogno-digitalnog pretvarača (ADC). Ovaj rad može biti jednostavan, kao što je samo osnovno filtriranje), može biti i složen, kao što je izračunavanje SOC i SOH. Stvarna funkcija ovisi o rezoluciji MCU-a i potrebama proizvođača automobila.

Drugi zadatak je slanje riješenih podataka preko komunikacijskog sučelja u ECU. (3) Komunikacijski interfejs Trenutno, sučelje lokalne mreže interkonekcije (Lin) je najčešći komunikacijski interfejs između senzora baterije i ECU-a. Lin je jednolinijska, jeftina alternativa široko poznatom CAN protokolu.

Ovo je najjednostavnija konfiguracija testiranja baterije. Međutim, većina preciznih algoritama za testiranje baterije zahtijeva i napon i struju baterije, ili napon baterije, struju i temperaturu. Da biste napravili sinhrono uzorkovanje, morate dodati do dva analogno-digitalna pretvarača.

Osim toga, ADC i MCU-ovi prilagođavaju napajanje da radi ispravno, uzrokujući novu složenost kola. Ovo je obradio proizvođač LIN primopredajnika integracijom napajanja. Sljedeći razvoj testiranja automobilske preciznosti baterija je integriran sa ADC, MCU i Lin primopredajnicima, kao što su ADI-jevi precizni simulacijski mikrokontroleri serije AduC703X.

AduC703X isporučuje dva ili tri 8kSP-a, 16-bitni (Sigma) - (Delta) ADC, 20,48MHzarm7TDMIMCU i integrisani Linv2.0 kompatibilni primopredajnik.

ADUC703X serija je integrisana sa regulatorom niske razlike pritiska, koji se može napajati iz olovnih baterija. Da bi se zadovoljile potrebe testova automobilskih baterija, prednji dio uključuje sljedeći uređaj: atenuator napona za praćenje napona baterije) Programabilno pojačalo pojačanja, kada se koristi sa otpornikom od 100m, podržava struju pune skale od 1A ispod 1500A) Akumulacijski podržavaju broj kulona bez softverskog nadzora) i jedan temperaturni senzor. Prije nekoliko godina samo su vrhunski automobili bili opremljeni senzorima baterije.

Danas je sve više automobila srednje i niže klase koji se ugrađuju u male elektronske uređaje, a to se moglo vidjeti tek u high-end modelima prije deset godina. Stoga se broj kvarova uzrokovanih olovnim baterijama stalno povećava. Nakon nekoliko godina, svaki automobil će ugraditi senzor baterije, čime se smanjuje rizik od povećanja rizika od kvara.