Snižte výpadky elektrického proudu v automobilech pomocí přesné technologie detekce a snímání lithiových baterií

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - 휴대용 전원소 공급업체

Každých pět selhání auta je jednou z baterií. V příštích několika letech, se zvyšující se oblibou automobilových technologií, jako je elektrická převodovka, řízení motoru start/flamout a hybrid (elektřina/plyn), bude tento problém stále závažnější. Aby se omezila závada, je přesně detekováno napětí, proud a teplota baterie a výsledky jsou předzpracovány, je použit stav nabíjení a provozní stav a výsledky jsou odesílány do řídicí jednotky motoru (ECU) a do funkce řídicího nabíjení.

Moderní automobily se zrodily na počátku 20. století. První auto spoléhá na ruční startování, při velké síle je zde velké riziko a tato ruční klika vozu způsobila mnoho úmrtí. V roce 1902 byl úspěšně vyvinut první akumulátorový motor.

Do roku 1920 byly všechny vozy nastartovány. První použití je suchá baterie. Po vyčerpání elektrické energie je nutné ji vyměnit.

Suchou baterii brzy nahradí tekutá baterie (tj. starodávná olověná baterie). Výhodou olověného akumulátoru je, že když motor běží, může se nabíjet. V minulém století se u olověných akumulátorů jen málo změnilo a posledním důležitým vylepšením je jeho utěsnění.

Skutečnou změnou jsou její potřeby. Zpočátku baterie slouží pouze ke startování auta, klaksonu a napájení svítilny. Dnes musí být všechny elektrické systémy automobilu před zapálením napájeny.

Nárůst nových elektronických zařízení nejsou jen GPS a DVD přehrávače a další spotřební elektronika. Dnes se řídicí jednotka motoru (ECU), elektrické okno automobilu a elektrické sedadlo a elektronické zařízení karoserie, jako je elektrické sedadlo, staly standardní konfigurací mnoha základních modelů. Nové zatížení exponenciální úrovně vážně ovlivnilo a selhání způsobené elektrickým systémem je stále více důkazem.

Podle statistik ADAc a RAC lze téměř 36 % připsat elektrickému selhání u všech poruch automobilů. Pokud je číslo analyzováno, lze zjistit, že více než 50 % závad je způsobeno součástmi olověného akumulátoru. Dvě klíčové funkce pod baterií by měly odrážet stav olověných baterií: (1) Stav nabíjení (SoC): SOC udává, kolik nabití lze dodat, procentuální zastoupení jmenovité kapacity baterie (tj. SOC nové baterie SOC).

(2) Provozní stav (SOH): SOH udává, kolik náboje lze uložit. Indikace stavu nabití je lepší než ukazatel stavu nabití baterie. Existuje mnoho způsobů, jak vypočítat SOC, dva z nich jsou dva: metoda měření napětí v otevřeném obvodu a Coulombův test (také známý jako Coulombova metoda počítání).

(1) Metoda měření napětí naprázdno (VOC): Zhuštěný vztah mezi napětím naprázdno a stavem jeho nabití během bezbaterie. Tato metoda výpočtu má dva základní limity: Za prvé, aby bylo možné vypočítat SOC, baterie se musí otevřít bez zatížení; druhým je, že toto měření je přesné pouze po značné době stability. Tato omezení způsobují, že metoda VOC není vhodná pro online výpočet SOC.

Tato metoda se obvykle používá v autoservisu, kde se vyjme baterie a napětí mezi kladným a záporným elektrickým pólem lze změřit tabulkou napětí. (2) Coulombův test: Tato metoda používá Coulombův počet k měření proudu do časových bodů, a tím ke stanovení SOC. Pomocí této metody lze vypočítat SOC v reálném čase, i když je baterie pod zátěží.

Chyba coulombovského měření se však časem zvýší. Obecně komplexně využívá napětí naprázdno a počítání coulombů pro výpočet stavu nabití baterie. Provozní stav provozního stavu odráží obecný stav baterie a její schopnost akumulace nabití ve srovnání s novými bateriemi.

Vzhledem k povaze samotné baterie je SOH velmi komplikovaný v závislosti na chemickém složení a prostředí baterie. SOH baterie je ovlivněna mnoha faktory, včetně přijatelnosti nabíjení, vnitřní impedance, napětí, samovybíjení a teploty. Tyto faktory jsou obecně považovány za obtížně měřitelné v prostředích reálného času v automobilovém prostředí.

Ve fázi spouštění (start motoru) je baterie pod největším zatížením, v tuto chvíli jsou metody výpočtu SOC a SOH skutečně používané vývojářem senzorů olověných baterií, které skutečně používají přední vývojáři senzorů automobilových baterií, vysoce důvěrné a často jsou patentovány. Chránit. Jako vlastník duševního vlastnictví obvykle úzce spolupracují se společnostmi VARTA a MOLL na vývoji těchto algoritmů.

Obrázek 1 ukazuje běžně používaný diskrétní obvod pro detekci baterie. Obrázek 1: Samostatné řešení detekce baterie Tento obvod lze rozdělit do tří částí: (1) detekce baterie: napětí baterie detekuje odporovým atenuátorem přímo z kladné elektrody baterie. Pro detekci proudu se používá detekční odpor (12V aplikace se obecně používá v 100Mω) Mezi zápory baterie a uzemnění.

V této konfiguraci je obecně kovové šasi vozu a detekční odpor je namontován v proudovém obvodu baterie. V jiných konfiguracích je záporná elektroda baterie. Pokud jde o výpočty SOH, musíte také zjistit teplotu baterie.

(2) Mikrokontrolér: Mikrokontrolér nebo MCU důležité dokončení dvou úkolů. Prvním úkolem je zpracovat výsledek analogového převodníku (ADC). Tato práce může být jednoduchá, například pouze základní filtrování; může to být složité, jako je výpočet SOC a SOH.

Skutečná funkce závisí na schopnostech zpracování MCU a potřebách výrobců automobilů. Druhým úkolem je odeslat proces přes komunikační rozhraní do ECU. (3) Komunikační rozhraní: V současné době je rozhraní místní propojovací sítě (LIN) nejběžnějším komunikačním rozhraním mezi snímači baterie a ECU.

Lin je jednolinková, levná alternativa k široce známému protokolu CAN. Toto je nejjednodušší konfigurace detekce baterie. Většina přesných algoritmů detekce baterií však vyžaduje současně napětí a proud baterie nebo napětí baterie, proud a teplotu.

Aby bylo možné provést synchronní vzorkování, musíte přidat až dva analogově digitální převodníky. Navíc ADC a MCU upravují napájení tak, aby fungovalo správně, což způsobuje novou složitost obvodu. Toto vyřešil výrobce transceiveru Lin integrací napájecího zdroje.

Dalším vývojem precizní detekce autobaterií jsou integrované ADC, MCU a Lin transceivery, jako je ADU AduC703X Series Precision Simulation Microcontroller. AduC703X dodává dva nebo tři 8KSP, 16bitový<000000>sigma;-Adc, 20,48MHzarm7TDMIMCU a integrovaný Linv2.

0 kompatibilní transceiver. Řada ADUC703X je integrována s regulátorem nízkého tlakového rozdílu, který lze napájet přímo z olověné baterie. Aby byly splněny potřeby detekce automobilové baterie, přední část obsahuje následující zařízení: napěťový útlum pro sledování napětí baterie; programovatelný zesilovač se 100mωPři společném použití rezistoru podpořte proud v plném rozsahu 1A až 1500A; akumulátor, podporuje počet coulombů bez softwarového monitorování; a jeden teplotní senzor.

Obrázek 2 ukazuje řešení tohoto integrovaného zařízení. Obrázek 2: Řešení integrovaných zařízení Jako příklad z doby před několika lety byly senzorem baterie vybaveny pouze vozy vyšší třídy. Dnes je stále více středních a nižších vozů pro instalaci malých elektronických zařízení a je to vidět pouze u špičkových modelů před deseti lety.

Počet poruch způsobených olověnými akumulátory se tedy průběžně sčítá. Po několika letech si každý vůz nainstaluje snímač baterie, aby se snížilo riziko zvýšení rizika elektronického zařízení.