¿Cómo alargar la vida y la fiabilidad de la batería del coche?

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Por cada cinco coches que falla una de sus baterías. En el futuro, con la creciente popularidad de las tecnologías automotrices como la transmisión eléctrica, la gestión del motor de arranque/apagado y los híbridos (electricidad/gas), este problema se volverá cada vez más serio. ¿Cómo prolongar la vida útil y la fiabilidad de la batería del coche? Una de cada cinco averías del coche se debe a la batería.

En el futuro, con la creciente popularidad de las tecnologías automotrices como la transmisión eléctrica, la gestión del motor de arranque/apagado y los híbridos (electricidad/gas), este problema se volverá cada vez más serio. Para reducir las fallas, se prueban con precisión el voltaje, la corriente y la temperatura de la batería, y los resultados se resuelven previamente, se calculan el estado de carga y el estado operativo, y los resultados se envían a la unidad de control del motor (ECU) y la función de control de carga. Los automóviles modernos nacieron a principios del siglo XX.

El primer automóvil depende del arranque manual. Es muy potente, hay un alto riesgo y esta manivela del coche ha causado muchas muertes. En 1902 se desarrolló con éxito el primer motor arrancado por batería.

En el año 1920 todos los coches ya estaban en marcha. El uso inicial es una batería seca. Cuando la energía eléctrica se agota no se repone.

Pronto, la batería líquida (es decir, la antigua batería de plomo-ácido) reemplazará a la batería seca. La ventaja de la batería de plomo-ácido es que se carga desde el medio cuando el motor está en funcionamiento. En el último siglo, casi no ha habido cambios en las baterías de plomo-ácido, y la última mejora importante es su sellado.

El verdadero cambio es la necesidad del mismo. Al principio, la batería solo se utiliza para arrancar el coche, la bocina y alimentar la lámpara. Hoy en día, todos los sistemas eléctricos del automóvil deben recibir alimentación antes del encendido.

El auge de nuevos dispositivos electrónicos no se limita a GPS, reproductores de DVD y otros dispositivos electrónicos de consumo. Hoy en día, la unidad de control del motor (ECU), la ventanilla eléctrica y el asiento eléctrico, y los dispositivos electrónicos de la carrocería como el asiento eléctrico se han convertido en una configuración estándar de muchos modelos básicos. La nueva carga en el nivel exponencial ha nacido en serio, y los fallos provocados por el sistema eléctrico son cada vez más evidentes.

Según las estadísticas de ADAC y RAC, casi el 36% de los fallos de los automóviles se pueden atribuir a un fallo eléctrico. Si se descompone el número, se puede encontrar que más del 50% de la falla es causada por los componentes de la batería de plomo-ácido. Evaluación de la salud de la batería Las siguientes características clave pueden reflejar la salud de la batería de plomo-ácido: (1) Estado de carga (SOC): el SOC indica cuánta carga se puede suministrar, la capacidad nominal de la batería (i.

es decir, representación porcentual del SOC de una batería nueva. (2) Estado de operación (SOH): SOH indica cuánta carga se puede almacenar.

Estado de carga El indicador del estado de carga es mejor que el indicador de carga de la batería. Hay muchas formas de calcular el SOC, dos de las cuales son: el método de medición de voltaje de circuito abierto y el ensayo de Coulomb (también conocido como conteo de Coulomb). (1) Método de medición de voltaje de circuito abierto (VOC): Relación condensada entre el voltaje de circuito abierto y su estado de carga sin batería.

Este método de cálculo tiene dos límites básicos: uno es calcular el SOC, la batería no está abierta y la carga no está conectada) En segundo lugar, esta medición solo es precisa después de una estabilidad considerable. Estas limitaciones hacen que el enfoque VOC permita calcular el SOC en línea. Este método se utiliza normalmente en un taller de reparación de automóviles, donde se quita la batería y se puede medir el voltaje entre los polos eléctricos positivo y negativo.

(2) Ensayo de Coulomb: este método utiliza el conteo de Coulomb para llevar la corriente a puntos de tiempo, determinando así el SOC. Con este enfoque, se puede calcular el SOC en tiempo real, incluso si la batería está bajo condiciones de carga. Sin embargo, el error de la medición de Coulomb aumentará con el tiempo.

En general, se utiliza de manera integral el voltaje de circuito abierto y el conteo de Coulomb para calcular el estado de carga de la batería. El estado operativo del estado de ejecución refleja el estado general de la batería y su capacidad para almacenar carga en comparación con las baterías nuevas. Debido a la naturaleza de la batería en sí, el cálculo de SOH es muy complicado y depende de la composición química y del entorno de la batería.

El SOH de la batería se ve afectado por muchos factores, incluidos la aceptación de carga, la impedancia interna, el voltaje, la autodescarga y la temperatura. Estos factores generalmente se consideran difíciles de medir en entornos de tiempo real en el entorno automotriz. En la fase de arranque (arranque del motor), la batería está bajo la carga máxima, en este momento, la batería refleja más el SOH de la batería.

Bosch, Hella, etc. Los cálculos reales de SOC y SOH utilizados por los principales desarrolladores de sensores de batería de automóvil son altamente confidenciales y a menudo están protegidos por patentes. Como propietarios de la propiedad intelectual, normalmente trabajan en estrecha colaboración con VARTA y MOLL para desarrollar estos algoritmos.

Este circuito se puede dividir en tres partes: (1) prueba de voltaje de la batería para probar el atenuador resistivo que está directamente separado del electrodo positivo de la batería. Para la corriente de prueba, coloque una resistencia de prueba (12 V, generalmente se utilizan 100 M) entre el electrodo negativo y tierra. En esta configuración, el chasis del automóvil generalmente es de metal y la resistencia de prueba se instala en el circuito de corriente de la batería.

En otras configuraciones, el electrodo negativo de la batería es. Sobre el cálculo de SOH, no para probar la temperatura de la batería. (2) Microcontrolador microcontrolador o MCU importante realización de dos tareas.

La primera tarea es resolver el resultado del convertidor analógico a digital (ADC). Este trabajo puede ser simple, como solo un filtrado básico, o también puede ser complejo, como calcular SOC y SOH. La función real depende de la resolución de la MCU y de las necesidades de los fabricantes de automóviles.

La segunda tarea es enviar los datos resueltos a través de la interfaz de comunicación a la ECU. (3) Interfaz de comunicación Actualmente, la interfaz de red de interconexión local (Lin) es la interfaz de comunicación más común entre los sensores de batería y las ECU. Lin es una alternativa de línea única y de bajo costo a un protocolo CAN ampliamente conocido.

Esta es la configuración más simple de prueba de batería. Sin embargo, la mayoría de los algoritmos de prueba de batería de precisión requieren tanto el voltaje como la corriente de la batería, o bien el voltaje, la corriente y la temperatura de la batería. Para realizar un muestreo sincrónico, es necesario agregar hasta dos convertidores analógico-digitales.

Además, el ADC y los MCU ajustan la fuente de alimentación para que funcione correctamente, lo que genera una nueva complejidad en el circuito. El fabricante del transceptor LIN ha solucionado este problema integrando la fuente de alimentación. El próximo desarrollo de pruebas de baterías de precisión automotriz está integrado con transceptores ADC, MCU y Lin, como los microcontroladores de simulación de precisión de la serie AduC703X de ADI.

AduC703X suministra dos o tres 8kSP, ADC de 16 bits (Sigma) - (Delta), un arm7TDMIMCU de 20,48 MHz y un transceptor compatible con Linv2.0 integrado.

La serie ADUC703X está integrada con un ajustador de diferencia de baja presión, que puede alimentarse con baterías de plomo-ácido. Para satisfacer las necesidades de las pruebas de baterías automotrices, el front-end incluye el siguiente dispositivo: un atenuador de voltaje para monitorear el voltaje de la batería) Un amplificador de ganancia programable, cuando se usa con una resistencia de 100 m, admite la corriente de escala completa de 1 A por debajo de 1500 A) Una acumulación (Admite conteo de culombios sin monitoreo de software) y un solo sensor de temperatura. Hace unos años, sólo los coches de alta gama estaban equipados con sensores de batería.

Hoy en día, cada vez hay más coches de gama media y baja que llevan instalados pequeños dispositivos electrónicos, algo que hace diez años solo se veía en modelos de gama alta. Por ello, el número de averías provocadas por las baterías de plomo-ácido aumenta constantemente. Después de unos años, en cada coche se instalará el sensor de batería, reduciendo así el riesgo de aumentar el riesgo de avería.