چگونه عمر و قابلیت اطمینان باتری خودرو را افزایش دهیم؟

Auctor Iflowpower - პორტატული ელექტროსადგურის მიმწოდებელი

خرابی هر پنج خودرو یکی از باتری هاست. در آینده، با افزایش محبوبیت فناوری‌های خودرویی مانند انتقال الکتریکی، مدیریت موتور راه‌اندازی/شعله‌افکن و هیبریدی (برق/گاز)، این موضوع بیش از پیش جدی‌تر خواهد شد. چگونه عمر و قابلیت اطمینان باتری خودرو را افزایش دهیم؟ هر پنج ایراد خودرو به دلیل باتری است.

در آینده، با افزایش محبوبیت فناوری‌های خودرویی مانند انتقال الکتریکی، مدیریت موتور راه‌اندازی/شعله‌افکن و هیبریدی (برق/گاز)، این موضوع بیش از پیش جدی‌تر خواهد شد. به منظور کاهش خرابی، ولتاژ، جریان و دمای باتری به طور دقیق آزمایش می شود و نتایج از قبل حل می شود، وضعیت شارژ و وضعیت عملکرد محاسبه می شود و نتایج به واحد کنترل موتور (ECU) و عملکرد شارژ کنترل ارسال می شود. خودروهای مدرن در اوایل قرن بیستم متولد شدند.

اولین ماشین به راه اندازی دستی متکی است. بسیار قدرتمند است، ریسک بالایی دارد و این لنگ دستی ماشین باعث مرگ و میر زیادی شده است. در سال 1902، اولین موتور راه اندازی باتری با موفقیت توسعه یافت.

تا سال 1920، تمام خودروها راه اندازی شده اند. استفاده اولیه باتری خشک است. وقتی انرژی الکتریکی تمام شود، جایگزین نمی شود.

به زودی باتری مایع (یعنی باتری سرب اسیدی قدیمی) جایگزین باتری خشک می شود. مزیت باتری سرب اسیدی این است که هنگام کار موتور از حالت متوسط ​​شارژ می شود. در قرن گذشته، تقریباً هیچ تغییری در باتری های سرب اسیدی ایجاد نشده است و آخرین پیشرفت مهم، آب بندی آن است.

تغییر واقعی نیازهای آن است. در ابتدا باتری فقط برای راه اندازی ماشین، بوق و منبع تغذیه لامپ استفاده می شود. امروزه تمامی سیستم های برقی خودرو باید قبل از احتراق برق رسانی شوند.

موجی که در دستگاه‌های الکترونیکی جدید فقط جی‌پی‌اس و دی‌وی‌دی و سایر دستگاه‌های الکترونیکی مصرفی نیستند. امروزه واحد کنترل موتور (ECU)، پنجره ماشین الکتریکی و صندلی برقی و دستگاه الکترونیکی بدنه مانند صندلی برقی به پیکربندی استاندارد بسیاری از مدل‌های پایه تبدیل شده است. بار جدید در سطح نمایی به طور جدی متولد شده است و خرابی ناشی از سیستم الکتریکی به طور فزاینده ای شاهد آن است.

طبق آمار ADAC و RAC، تقریباً 36 درصد از خرابی خودرو را می توان به خرابی الکتریکی نسبت داد. اگر عدد تجزیه شود، می توان دریافت که بیش از 50٪ از خطا ناشی از اجزای باتری سرب اسید است. ارزیابی سلامت باتری ویژگی های کلیدی زیر می تواند سلامت باتری سرب اسیدی را منعکس کند: (1) وضعیت شارژ (SOC): SOC نشان می دهد که چه مقدار شارژ می تواند تامین شود، ظرفیت نامی باتری (یعنی.

e.، SOC باتری جدید) نمایش درصد. (2) وضعیت عملکرد (SOH): SOH نشان می دهد که چه مقدار شارژ می تواند ذخیره شود.

وضعیت شارژ نشانگر وضعیت شارژ بهتر از سنج سوخت باتری است. روش های زیادی برای محاسبه SOC وجود دارد که دو تای آنها دو روش دارند: روش اندازه گیری ولتاژ مدار باز و سنجش کولن (همچنین به عنوان شمارش کولن نیز شناخته می شود). (1) روش اندازه گیری ولتاژ مدار باز (VOC): رابطه متراکم بین ولتاژ مدار باز و حالت شارژ آن در زمان بدون باتری.

این روش محاسبه دو محدودیت اساسی دارد: یکی محاسبه SOC، باز نبودن باتری و عدم اتصال بار) دوم، این اندازه‌گیری تنها پس از یک پایداری قابل توجه دقیق است. این محدودیت ها رویکرد VOC را برای محاسبه SOC محاسبه آنلاین ایجاد می کند. از این روش معمولاً در تعمیرگاه خودرو استفاده می شود که در آن باطری خارج می شود و می توان ولتاژ بین قطب مثبت و منفی برق را اندازه گیری کرد.

(2) سنجش کولن: این روش از Coulomb Count برای بردن جریان به نقاط زمانی استفاده می کند، بنابراین SOC را تعیین می کند. با این روش، حتی اگر باتری تحت شرایط بار باشد، می‌توانید SOC را به صورت بلادرنگ محاسبه کنید. با این حال، خطای اندازه گیری کولن با گذشت زمان افزایش می یابد.

به طور کلی از ولتاژ مدار باز و شمارش کولن برای محاسبه وضعیت شارژ باتری استفاده می شود. وضعیت عملکرد حالت کارکرد، وضعیت کلی باتری و توانایی آن در ذخیره شارژ را در مقایسه با باتری های جدید نشان می دهد. با توجه به ماهیت خود باتری، محاسبات SOH بسیار پیچیده است، با تکیه بر ترکیب شیمیایی و محیط باتری.

SOH باتری تحت تأثیر عوامل زیادی از جمله پذیرش شارژ، امپدانس داخلی، ولتاژ، خود تخلیه و دما قرار دارد. به طور کلی اندازه گیری این عوامل در محیط های بلادرنگ در محیط خودرو دشوار است. در مرحله راه اندازی (استارت موتور)، باتری تحت حداکثر بار قرار دارد، در این زمان، باتری بیشتر منعکس کننده SOH باتری است.

بوش، هلا و غیره محاسبات واقعی SOC و SOH که در واقع توسط توسعه دهندگان پیشرو حسگر باتری خودرو استفاده می شود بسیار محرمانه است و اغلب با محافظت از حق ثبت اختراع محافظت می شود. به عنوان صاحب مالکیت معنوی، آنها معمولاً با VARTA و MOLL برای توسعه این الگوریتم ها همکاری نزدیک دارند.

این مدار را می توان به سه بخش تقسیم کرد: (1) ولتاژ باتری تست باتری برای آزمایش تضعیف کننده مقاومتی که مستقیماً از الکترود مثبت باتری جدا شده است. برای جریان آزمایش، یک مقاومت آزمایشی (12 ولت معمولاً 100M استفاده می کند) بین الکترود منفی و زمین قرار دهید. در این پیکربندی، شاسی فلزی خودرو به طور کلی است و مقاومت تست در مدار جریان باتری نصب شده است.

در پیکربندی های دیگر، الکترود منفی باتری است. در مورد محاسبه SOH، نه برای تست دمای باتری. (2) میکروکنترلر میکروکنترلر یا MCU تکمیل دو وظیفه مهم است.

اولین کار حل نتیجه مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) است. این کار ممکن است ساده باشد، مانند فیلتر کردن اولیه)، همچنین ممکن است پیچیده باشد، مانند محاسبه SOC و SOH. عملکرد واقعی به وضوح MCU و نیازهای خودروسازان بستگی دارد.

وظیفه دوم ارسال داده های حل شده از طریق رابط ارتباطی به ECU است. (3) رابط ارتباطی در حال حاضر، رابط شبکه محلی (Lin) رایج ترین رابط ارتباطی بین حسگرهای باتری و ECU است. Lin یک جایگزین تک خطی و کم هزینه برای یک پروتکل شناخته شده CAN است.

این ساده ترین پیکربندی تست باتری است. با این حال، اکثر الگوریتم‌های تست دقیق باتری به ولتاژ و جریان باتری یا بر اساس ولتاژ، جریان و دما باتری نیاز دارند. برای انجام نمونه برداری همزمان، باید تا دو مبدل آنالوگ به دیجیتال اضافه کنید.

علاوه بر این، ADC و MCU منبع تغذیه را تنظیم می کنند تا به درستی کار کند و باعث پیچیدگی مدار جدید می شود. این توسط سازنده فرستنده گیرنده LIN با یکپارچه سازی منبع تغذیه پردازش شده است. توسعه بعدی آزمایش باتری دقیق خودرو با فرستنده‌های ADC، MCU و Lin، مانند میکروکنترلرهای شبیه‌سازی دقیق سری AduC703X ADI یکپارچه شده است.

AduC703X دو یا سه 8kSP، 16 بیت (Sigma) - (Delta) ADC، 20.48MHzarm7TDMIMCU و یک فرستنده یکپارچه سازگار Linv2.0 را ارائه می کند.

سری ADUC703X با یک تنظیم کننده اختلاف فشار کم یکپارچه شده است که می تواند از باتری های سرب اسید تغذیه شود. به منظور پاسخگویی به نیازهای تست باتری خودرو، قسمت جلویی شامل دستگاه زیر است: یک تضعیف کننده ولتاژ برای نظارت بر ولتاژ باتری) یک تقویت کننده بهره قابل برنامه ریزی، زمانی که با یک مقاومت 100 متری استفاده می شود، جریان کامل 1 آمپر زیر 1500 آمپر را پشتیبانی می کند) یک عدد کولن پشتیبانی کننده انباشتگی بدون نظارت بر دما. چند سال پیش، تنها خودروهای رده بالا مجهز به حسگر باتری بودند.

امروزه خودروهای متوسط ​​و پایین رده بیشتری در وسایل الکترونیکی کوچک نصب می شوند و تنها ده سال پیش در مدل های رده بالا دیده می شود. بنابراین تعداد عیوب ناشی از باتری های سرب اسیدی به طور مداوم اضافه می شود. پس از چند سال، هر خودرو سنسور باتری را نصب می کند و در نتیجه خطر افزایش خطر خرابی را کاهش می دهد.