Reducer elektriske fejl i biler ved at bruge præcision lithiumbatteridetektion og -sensorteknologi

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - ପୋର୍ଟେବଲ୍ ପାୱାର ଷ୍ଟେସନ୍ ଯୋଗାଣକାରୀ

Hver femte bilfejl er et af batterierne. I de næste par år, med den stigende popularitet af bilteknologier såsom elektrisk transmission, start / flammeud motorstyring og hybrid (el / gas), vil dette problem blive mere og mere alvorligt. For at reducere fejlen detekteres batteriets spænding, strøm og temperatur nøjagtigt, og resultaterne forbehandles, ladetilstanden og driftstilstanden bruges, og resultaterne sendes til motorstyringsenheden (ECU) og kontrolopladningsfunktionen.

Moderne biler blev født i begyndelsen af ​​det 20. århundrede. Den første bil er afhængig af manuel opstart, med stor styrke, der er en høj risiko, og denne håndsving af bilen har forårsaget mange dødsfald. I 1902 blev den første batteristartede motor udviklet med succes.

I 1920 var alle bilerne startet. Den første brug er et tørt batteri. Når den elektriske energi er opbrugt, skal den udskiftes.

Snart erstatter det flydende batteri (dvs. det gamle bly-syre-batteri) tørbatteriet. Fordelen ved bly-syrebatteriet er, når motoren kører, den kan lade fra. I det sidste århundrede er der kun lidt ændringer i bly-syre-batterier, og den sidste vigtige forbedring er at forsegle det.

Sand forandring er dens behov. I første omgang bruges batteriet kun til at starte bilen, hornet og strømforsyningen til lampen. I dag skal alle elektriske systemer i bilen have strøm før tænding.

En stigning i nye elektroniske enheder er ikke kun GPS- og DVD-afspillere og andre elektroniske forbrugere. I dag er motorstyringsenheden (ECU), elbilruden og det elektriske sæde, og kroppens elektroniske anordning, såsom det elektriske sæde, blevet en standardkonfiguration af mange basismodeller. Den nye belastning af det eksponentielle niveau er alvorligt påvirket, og fejlen forårsaget af det elektriske system er i stigende grad beviset.

Ifølge ADAc- og RAC-statistikkerne kan næsten 36 % tilskrives elektrisk fejl i alle bilfejl. Hvis tallet analyseres, kan det konstateres, at mere end 50 % af fejlen skyldes bly-syrebatteriets komponenter. To nøglefunktioner under batteriet bør afspejle tilstanden af ​​bly-syre-batterier: (1) Opladningstilstand (SoC): SOC angiver, hvor meget opladning der kan tilføres, batteriets nominelle kapacitet (dvs. det nye batteri SOC SOC) procentvise repræsentation.

(2) Driftsstatus (SOH): SOH angiver, hvor meget ladning der kan lagres. Indikationen af ​​ladetilstandens ladestatus er bedre end batteriets brændstofmåler. Der er mange måder at beregne SOC på, hvoraf to er to: åben kredsløbsspændingsmålingsmetode og Coulomb-assay (også kendt som Coulomb-tællemetode).

(1) Målemetode for åben kredsløbsspænding (VOC): Kondenseret forhold mellem åben kredsløbsspænding og dens ladetilstand under batterifri. Denne beregningsmetode har to grundlæggende grænser: For det første, for at beregne SOC, skal batteriet åbne, uden belastning; den anden er, at denne måling først er nøjagtig efter en betydelig stabilitetsperiode. Disse begrænsninger gør, at VOC-metoden ikke er egnet til online-beregning af SOC.

Denne metode bruges normalt på et autoværksted, hvor batteriet fjernes, og spændingen mellem de positive og negative elektriske poler kan måles med en spændingstabel. (2) Coulomb-assay: Denne metode bruger Coulomb Count til at tage strømmen til tidspunkter og derved bestemme SOC. Ved hjælp af denne metode kan SOC beregnes i realtid, selvom batteriet er under belastede forhold.

Coulomb-målingens fejl vil dog stige over tid. Det er generelt omfattende brug af åben kredsløbsspænding og coulomb-tælling til at beregne batteriets opladningstilstand. Driftstilstanden for driftstilstanden afspejler batteriets generelle tilstand og dets evne til at lagre opladning sammenlignet med nye batterier.

På grund af selve batteriets natur er SOH meget kompliceret, afhængigt af batteriets kemiske sammensætning og miljø. Batteriets SOH påvirkes af mange faktorer, herunder opladningsaccept, intern impedans, spænding, selvafladning og temperatur. Disse faktorer anses generelt for at være vanskelige at måle disse faktorer i realtidsmiljøer i bilmiljøet.

I opstartsfasen (motorstart) er batteriet under den største belastning, på nuværende tidspunkt er SOC- og SOH-beregningsmetoderne, der faktisk bruges af udvikleren af ​​blybatterisensorer, der faktisk anvendes af de førende udviklere af bilbatterisensorer, meget fortrolige, og de er ofte patenterede. Beskytte. Som ejer af intellektuel ejendom arbejder de normalt tæt sammen med VARTA og MOLL for at udvikle disse algoritmer.

Figur 1 viser det almindeligt anvendte diskrete kredsløb til batteridetektion. Figur 1: Separat batteridetektionsløsning Dette kredsløb kan opdeles i tre dele: (1) batteridetektion: batterispændingen detekteres af en resistiv dæmper direkte fra batteriets positive elektrode. For at detektere strøm, en detektionsmodstand (12V-applikation bruges generelt i 100Mω) Blandt batterinegativer og jord.

I denne konfiguration er bilens metalchassis generelt, og detekteringsmodstanden er monteret i batteriets nuværende kredsløb. I andre konfigurationer er batteriets negative elektrode. Om SOH-beregninger skal du også registrere temperaturen på batteriet.

(2) Mikrocontroller: Mikrocontroller eller MCU vigtig færdiggørelse af to opgaver. Den første opgave er at behandle resultatet af analog konverter (ADC). Dette arbejde kan være enkelt, såsom kun grundlæggende filtrering; det kan være komplekst, såsom at beregne SOC og SOH.

Den faktiske funktion afhænger af MCU&39;s behandlingsevner og bilproducenternes behov. Den anden opgave er at sende processen gennem kommunikationsgrænsefladen til ECU&39;en. (3) Kommunikationsgrænseflade: I øjeblikket er LIN-grænsefladen (Local Interconnect Network) den mest almindelige kommunikationsgrænseflade mellem batterisensorer og ECU&39;er.

Lin er et enkelt linje, billigt alternativ til en velkendt CAN-protokol. Dette er den nemmeste konfiguration af batteridetektion. De fleste præcise batteridetektionsalgoritmer kræver dog både batterispændinger og strøm, eller batterispænding, strøm og temperatur samtidigt.

For at lave synkron sampling skal du tilføje op til to analog til digital konvertere. Derudover justerer ADC&39;erne og MCU&39;erne strømforsyningen til at fungere korrekt, hvilket forårsager ny kompleksitet i kredsløbet. Dette er blevet løst af Lin transceiver-producenten ved at integrere strømforsyningen.

Den næste udvikling af automotive præcision batteridetektion er integrerede ADC, MCU og Lin transceivere, såsom ADU&39;s AduC703X Series Precision Simulation Microcontroller. AduC703X leverer to eller tre 8KSP&39;er, 16-bit<000000>sigma;-Adc, en 20,48MHzarm7TDMIMCU og en integreret Linv2.

0 kompatibel transceiver. ADUC703X-serien er integreret med en lavtryksdifferensjustering, som kan forsynes direkte fra bly-syre-batteriet. For at imødekomme behovene for detektering af bilbatterier inkluderer frontenden følgende anordning: en spændingsdæmper til overvågning af batterispændingen; en programmerbar gain forstærker, med 100mωNår du bruger modstanden sammen, skal du understøtte fuldskalastrømmen på 1A til 1500A; en akkumulator, understøtter coulomb-tælling uden softwareovervågning; og en enkelt temperaturføler.

Figur 2 viser en løsning til denne integrerede enhed. Figur 2: Løsning på integrerede enheder Et eksempel for et par år siden er det kun high-end biler, der er udstyret med en batterisensor. I dag er der flere og flere mellemstore og lave biler til installation af små elektroniske enheder, og det kan kun ses i high-end modeller for ti år siden.

Antallet af fejl forårsaget af bly-syre-batterier tilføjes derfor løbende. Efter et par år vil hver bil installere batterisensoren for at mindske risikoen for at øge risikoen for den elektroniske enhed.