Täpse liitiumaku tuvastamise ja tundlikkuse tehnoloogia abil vähendage auto elektririkkeid

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - ପୋର୍ଟେବଲ୍ ପାୱାର ଷ୍ଟେସନ୍ ଯୋଗାଣକାରୀ

Iga viie auto rike on üks akudest. Järgmise paari aasta jooksul muutub see probleem üha tõsisemaks, kuna autotööstuse tehnoloogiad, nagu elektriline jõuülekanne, mootori käivitus-/leegi väljalülitamine ja hübriid (elekter / gaas), muutuvad üha populaarsemaks. Rikke vähendamiseks tuvastatakse täpselt aku pinge, vool ja temperatuur ning tulemusi eeltöödeldakse, kasutatakse laadimisolekut ja tööolekut ning tulemused saadetakse mootori juhtseadmesse (ECU) ja juhtlaadimisfunktsiooni.

Kaasaegsed autod sündisid 20. sajandi alguses. Esimene auto tugineb käsitsi käivitamisele, suure jõuga, on suur oht ja see auto käsivänt on põhjustanud palju surmajuhtumeid. 1902. aastal töötati edukalt välja esimene aku käivitatav mootor.

1920. aastaks on kõik autod käima pandud. Esialgne kasutus on kuivpatarei. Kui elektrienergia on ammendunud, tuleb see välja vahetada.

Peagi asendab kuivpatarei vedelaku (st iidne pliiaku). Pliiaku eelis on see, et kui mootor töötab, saab seda laadida alates. Eelmisel sajandil on pliiakudes vähe muutusi ja viimane oluline täiustus on nende tihendamine.

Tõeline muutus on selle vajadused. Algul kasutatakse akut ainult auto käivitamiseks, helisignaali ja lambi toiteallikat. Tänapäeval peavad kõik auto elektrisüsteemid saama enne süütamist toite.

Uute elektroonikaseadmete kasv ei ole ainult GPS- ja DVD-mängijad ning muud tarbeelektroonilised seadmed. Tänaseks on mootori juhtseade (ECU), elektriauto aken ja elektriiste ning kere elektrooniline seade nagu elektriiste saanud paljude põhimudelite standardkonfiguratsiooniks. Eksponentsiaalse taseme uus koormus on tõsiselt mõjutanud ja elektrisüsteemi põhjustatud rike on üha enam tõend.

ADAc ja RAC statistika järgi võib peaaegu 36% kõigist autoriketest seostada elektririkkega. Kui arvu analüüsida, siis selgub, et üle 50% tõrkest on põhjustatud pliiaku komponentidest. Aku all olevad kaks põhifunktsiooni peaksid kajastama pliiakude seisundit: (1) Laadimisolek (SoC): SOC näitab, kui palju laetust on võimalik varustada, aku nimivõimsus (st uue aku SOC SOC) protsentides.

(2) Tööolek (SOH): SOH näitab, kui palju laengut saab salvestada. Laadimisoleku laadimisoleku näit on parem kui aku kütusenäidik. SOC arvutamiseks on palju viise, millest kaks on: avatud ahela pinge mõõtmise meetod ja Coulombi test (tuntud ka kui Coulombi loendusmeetod).

(1) Avatud vooluahela pinge (VOC) mõõtmismeetod: avatud vooluahela pinge ja selle laadimisoleku vaheline kondenseeritud suhe akuvaba ajal. Sellel arvutusmeetodil on kaks põhipiirangut: Esiteks, SOC arvutamiseks peab aku avanema, ilma koormuseta; teiseks on see mõõtmine täpne alles pärast märkimisväärset stabiilsusperioodi. Need piirangud muudavad VOC-meetodi SOC võrgupõhiseks arvutamiseks sobimatuks.

Tavaliselt kasutatakse seda meetodit autoremonditöökojas, kus aku eemaldatakse ning pingetabeliga saab mõõta pinget positiivse ja negatiivse elektriposti vahel. (2) Coulombi test: see meetod kasutab Coulombi loendust voolu mõõtmiseks ajapunktidesse, määrates seeläbi SOC. Seda meetodit kasutades saab SOC-i arvutada reaalajas, isegi kui aku on koormatud.

Kuloni mõõtmise viga aja jooksul aga suureneb. Aku laadimisoleku arvutamiseks kasutatakse üldiselt avatud vooluahela pinget ja kulonide loendamist. Tööoleku olek peegeldab aku üldist olekut ja selle võimet laadida laetust võrreldes uute akudega.

Aku enda olemuse tõttu on SOH väga keeruline, olenevalt aku keemilisest koostisest ja keskkonnast. Aku SOH-d ​​mõjutavad paljud tegurid, sealhulgas laadimise vastuvõetavus, sisemine takistus, pinge, isetühjenemine ja temperatuur. Üldiselt peetakse neid tegureid raskeks mõõta autotööstuse reaalajas keskkondades.

Käivitusfaasis (mootori käivitamine) on aku suurima koormuse all, praegu on juhtivate autoakuandurite arendajate poolt tegelikult kasutatavad SOC- ja SOH-arvutusmeetodid väga konfidentsiaalsed, sageli patenteeritud. Kaitsta. Intellektuaalomandi omanikuna teevad nad nende algoritmide väljatöötamiseks tavaliselt tihedat koostööd VARTA ja MOLLiga.

Joonisel 1 on näidatud aku tuvastamiseks tavaliselt kasutatav diskreetskeem. Joonis 1: Eraldi aku tuvastamise lahendus Selle vooluringi saab jagada kolmeks osaks: (1) aku tuvastamine: aku pinge tuvastab takistuslik atenuaator otse aku positiivselt elektroodilt. Voolu tuvastamiseks kasutatakse tuvastustakistit (12V rakendust kasutatakse tavaliselt 100Mω) Aku negatiivide ja maanduse hulgas.

Selles konfiguratsioonis on auto metallist šassii üldiselt ja tuvastustakistus on paigaldatud aku vooluahelasse. Teistes konfiguratsioonides on aku negatiivne elektrood. SOH arvutuste kohta peate tuvastama ka aku temperatuuri.

(2) Mikrokontroller: Mikrokontroller või MCU on oluline kahe ülesande täitmiseks. Esimene ülesanne on töödelda analoogmuunduri (ADC) tulemust. See töö võib olla lihtne, näiteks ainult põhifiltreerimine; see võib olla keeruline, näiteks SOC ja SOH arvutamine.

Tegelik funktsioon sõltub MCU töötlemisvõimalustest ja autotootjate vajadustest. Teine ülesanne on saata protsess sideliidese kaudu ECU-sse. (3) Sideliides: praegu on LIN-i liides akuandurite ja ECU-de vahel kõige levinum sideliides.

Lin on üherealine odav alternatiiv laialt tuntud CAN-protokollile. See on aku tuvastamise lihtsaim konfiguratsioon. Enamik täppisaku tuvastamise algoritme nõuab aga samaaegselt nii aku pinget kui ka voolutugevust või aku pinget, voolu ja temperatuuri.

Sünkroonse diskreetimise tegemiseks peate liitma kuni kaks analoog-digitaalmuundurit. Lisaks reguleerivad ADC-d ja MCU-d toiteallikat õigesti töötama, põhjustades vooluahela uue keerukuse. Lini transiiveri tootja on selle probleemi lahendanud toiteallika integreerimisega.

Autotööstuse täppisaku tuvastamise järgmine arendus on integreeritud ADC, MCU ja Lin transiiverid, näiteks ADU AduC703X seeria täppissimulatsiooni mikrokontroller. AduC703X varustab kahte või kolme 8KSP-d, 16-bitist <000000>sigma;-Adc-d, 20,48MHzarm7TDMIMCU-d ja integreeritud Linv2-d.

0 ühilduv transiiver. ADUC703X seeria on integreeritud madala rõhu erinevuse regulaatoriga, mida saab toita otse pliiakult. Autoakude tuvastamise vajaduste rahuldamiseks sisaldab esiosa järgmist seadet: pingesummuti aku pinge jälgimiseks; programmeeritav võimendusvõimendi, 100 mωTakisti koos kasutamisel toetage täisvoolu 1A kuni 1500A; aku, toetab kulonide arvu ilma tarkvara jälgimiseta; ja üks temperatuuriandur.

Joonis 2 näitab selle integreeritud seadme lahendust. Joonis 2: Integreeritud seadmete lahendus Mõne aasta tagune näide, et akuanduriga on varustatud vaid tippklassi autod. Tänapäeval on väikeste elektroonikaseadmete paigaldamiseks üha rohkem keskmise ja madala hinnaga autosid ning seda võib näha alles kümme aastat tagasi tippmudelitel.

Seetõttu lisandub pidevalt pliiakude põhjustatud rikete arv. Mõne aasta pärast paigaldab iga auto akuanduri, et vähendada elektroonikaseadme riski suurenemise ohtu.