Smanjite automobilske električne kvarove koristeći preciznu tehnologiju detekcije litijumskih baterija i senzora

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Lieferant von tragbaren Kraftwerken

Svakih pet automobila kvar je jedna od baterija. U narednih nekoliko godina, sa sve većom popularnošću automobilskih tehnologija kao što su električni prijenos, upravljanje startnim/gašenjem motora i hibrid (struja/plin), ovaj problem će postati sve ozbiljniji. Da bi se kvar smanjio, napon, struja i temperatura akumulatora se precizno detektuju, a rezultati se prethodno obrađuju, koristi se stanje punjenja i radno stanje, a rezultati se šalju upravljačkoj jedinici motora (ECU) i kontrolnoj funkciji punjenja.

Moderni automobili su rođeni početkom 20. veka. Prvi auto se oslanja na ručno pokretanje, sa velikom snagom, 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, mora se zamijeniti.

Uskoro tečna baterija (tj. drevna olovno-kiselinska baterija) zamjenjuje suhu bateriju. Prednost olovno-kiselinskog akumulatora je da kada motor radi, može se puniti iz. U prošlom stoljeću, malo je 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 eksponencijalnog nivoa ozbiljno je uticalo, a kvar uzrokovan električnim sistemom sve je više dokaz.

Prema ADAc i RAC statistici, skoro 36% se može pripisati električnom kvaru u svim kvarovima automobila. Ako se analizira broj, može se ustanoviti da je više od 50% kvara uzrokovano komponentama olovne baterije. Dvije ključne karakteristike ispod baterije trebale bi odražavati zdravlje olovno-kiselinskih baterija: (1) Stanje punjenja (SoC): SOC označava koliko se punjenja može isporučiti, procentualni prikaz nazivnog kapaciteta baterije (tj. SOC nove baterije SOC).

(2) Status rada (SOH): SOH označava koliko se punjenja može pohraniti. Indikacija stanja napunjenosti je bolja od pokazivača goriva na bateriji. Postoji mnogo načina za izračunavanje SOC-a, od kojih su dva dva: metoda mjerenja napona otvorenog kruga i Coulombov test (također poznat kao Coulomb metoda brojanja).

(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: Prvo, da bi se izračunao SOC, baterija se mora otvoriti, bez opterećenja; drugi je da je ovo mjerenje tačno tek nakon značajnog perioda stabilnosti. Ova ograničenja čine VOC metodu neprikladnom za onlajn izračunavanje SOC.

Ova metoda se obično koristi u automehaničarskoj radionici, gdje se uklanja baterija, a napon između pozitivnog i negativnog električnog pola može se mjeriti naponskom tablicom. (2) Coulomb test: Ova metoda koristi Coulomb Count da uzme struju u vremenske tačke, čime se određuje SOC. Koristeći ovu metodu, SOC se može izračunati 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 je vrlo složen, ovisno o kemijskom sastavu i okruženju 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 (pokretanje motora), baterija je pod najvećim opterećenjem, u ovom trenutku, metode izračunavanja SOC i SOH koje zapravo koristi vodeći proizvođač senzora akumulatora koje zapravo koriste vodeći proizvođači senzora za automobilske baterije su vrlo povjerljive i često su patentirane. Zaštiti. Kao vlasnici intelektualnog vlasništva, obično blisko sarađuju sa VARTA-om i MOLL-om na razvoju ovih algoritama.

Slika 1 prikazuje najčešće korišteno diskretno kolo za detekciju baterije. Slika 1: Odvojeno rješenje za detekciju baterije Ovo kolo se može podijeliti na tri dijela: (1) detekcija baterije: napon baterije detektuje otpornički atenuator direktno sa pozitivne elektrode baterije. Za detekciju struje, otpornik za detekciju (12V aplikacija se općenito koristi u 100Mω) Među minusima baterije i masom.

U ovoj konfiguraciji, metalna šasija automobila je općenito, a otpor detekcije je ugrađen u strujni krug baterije. U drugim konfiguracijama negativna elektroda baterije je. Što se tiče proračuna SOH, morate također otkriti temperaturu baterije.

(2) Mikrokontroler: Mikrokontroler ili MCU važan završetak dva zadatka. Prvi zadatak je obraditi rezultat analognog pretvarača (ADC). Ovaj rad može biti jednostavan, kao što je samo osnovno filtriranje; može biti složen, kao što je izračunavanje SOC i SOH.

Stvarna funkcija ovisi o mogućnostima obrade MCU-a i potrebama proizvođača automobila. Drugi zadatak je slanje procesa preko komunikacijskog sučelja na ECU. (3) Komunikacijski interfejs: Trenutno, sučelje lokalne mreže interkonekcije (LIN) je najčešće komunikacijsko sučelje između senzora baterije i ECU-a.

Lin je jednolinijska, jeftina alternativa široko poznatom CAN protokolu. Ovo je najlakša konfiguracija detekcije baterije. Međutim, većina preciznih algoritama za detekciju baterije zahtijeva i napon i struju baterije, ili napon baterije, struju i temperaturu istovremeno.

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 riješio proizvođač Lin primopredajnika integracijom napajanja.

Sljedeći razvoj automobilske precizne detekcije baterija je integrirani ADC, MCU i Lin primopredajnici, kao što je ADU-ov precizan simulacijski mikrokontroler serije AduC703X. AduC703X isporučuje dva ili tri 8KSP-a, 16-bit<000000>sigma;-Adc, 20,48MHzarm7TDMIMCU i integrisani Linv2.

0 kompatibilan primopredajnik. Serija ADUC703X je integrisana sa regulatorom niske razlike pritiska, koji se može napajati direktno iz olovne baterije. Kako bi se zadovoljile potrebe detekcije automobilskih baterija, prednji dio uključuje sljedeći uređaj: prigušivač napona za praćenje napona akumulatora; programabilno pojačalo, sa 100mωKada koristite otpornik zajedno, podržite struju pune skale od 1A do 1500A; akumulator, podržava brojanje kulona bez softverskog praćenja; i jedan temperaturni senzor.

Slika 2 prikazuje rješenje za ovaj integrirani uređaj. Slika 2: Rešenje za integrisane uređaje Primer od pre nekoliko godina, samo vrhunski automobili su opremljeni senzorom baterije. Danas je sve više automobila srednje i niže klase za ugradnju malih elektronskih uređaja, a to se moglo vidjeti tek u high-end modelima prije desetak godina.

Stoga se broj kvarova uzrokovanih olovnim baterijama kontinuirano dodaje. Nakon nekoliko godina, svaki automobil će ugraditi senzor baterije kako bi se smanjio rizik od povećanja rizika od elektronskog uređaja.