با استفاده از فناوری تشخیص و سنجش دقیق باتری لیتیومی، خرابی الکتریکی خودرو را کاهش دهید

作者：Iflowpower – Kaasaskantava elektrijaama tarnija

خرابی هر پنج خودرو یکی از باتری هاست. در چند سال آینده، با افزایش محبوبیت فناوری‌های خودرویی مانند انتقال الکتریکی، مدیریت موتور شروع/شعله‌افکن و هیبریدی (برق/گاز)، این موضوع بیش از پیش جدی‌تر خواهد شد. به منظور کاهش عیب، ولتاژ، جریان و دمای باتری به طور دقیق تشخیص داده می شود و نتایج از قبل پردازش می شوند، از حالت شارژ و حالت عملکرد استفاده 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 متکی به راه اندازی دستی، با قدرت زیاد، ریسک بالایی دارد و این میل 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 شد، باید تعویض شود.

به زودی باتری مایع (یعنی باتری سرب اسیدی قدیمی) جایگزین باتری خشک می شود. مزیت باتری سرب اسیدی این است که وقتی موتور کار می کند، می تواند از آن شارژ شود. در قرن گذشته، تغییر کمی در باتری های سرب اسیدی صورت گرفته 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 سطح نمایی به طور جدی تحت تأثیر قرار گرفته است و خرابی ناشی از سیستم الکتریکی به طور فزاینده ای شاهد آن است.

طبق آمار ADac و RAC، تقریباً 36٪ را می توان به خرابی الکتریکی در تمام خرابی های خودرو نسبت داد. اگر عدد مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرد، می توان دریافت که بیش از 50 درصد عیب ناشی از اجزای باتری سرب اسیدی است. دو ویژگی کلیدی زیر باتری باید منعکس کننده سلامت باتری های سرب اسیدی باشد: (1) وضعیت شارژ (SoC): SOC نشان می دهد که چه مقدار شارژ می تواند تامین شود، ظرفیت نامی باتری (یعنی باتری جدید SOC SOC) نشان دهنده درصد است.

(2) وضعیت عملکرد (SOH): SOH نشان می دهد که چه مقدار شارژ می تواند ذخیره شود. نشانگر وضعیت شارژ وضعیت شارژ بهتر از نشانگر سوخت باتری است. روش های زیادی برای محاسبه SOC وجود دارد که دو تا از آنها دو روش است: روش اندازه گیری ولتاژ مدار باز و سنجش کولن (همچنین به عنوان روش شمارش کولن 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: اول، برای محاسبه SOC، باتری باید باز شود، بدون بار. دوم این است که این اندازه گیری تنها پس از یک دوره پایداری قابل توجه دقیق است. این محدودیت ها باعث می شود که روش VOC برای محاسبه آنلاین SOC مناسب نباشد.

از این روش معمولاً در تعمیرگاه خودرو استفاده می شود که باطری را خارج می کنند و ولتاژ بین قطب مثبت و منفی برق را می توان با جدول ولتاژ اندازه گیری کرد. (2) سنجش کولن: این روش از Coulomb Count برای بردن جریان به نقاط زمانی استفاده می‌کند و در نتیجه SOC را تعیین می‌کند. با استفاده از این روش، حتی اگر باتری تحت شرایط بار باشد، می توان SOC را به صورت بلادرنگ محاسبه کرد.

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.

به دلیل ماهیت خود باتری، SOH بسته به ترکیب شیمیایی و محیط باتری بسیار پیچیده است. 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 راه‌اندازی (استارت موتور)، باتری تحت بیشترین بار قرار دارد، در این زمان، روش‌های محاسبه SOC و SOH که در واقع توسط توسعه‌دهنده حسگر باتری سرب استفاده می‌شود، در واقع توسط توسعه‌دهندگان پیشرو حسگر باتری خودرو استفاده می‌شود، بسیار محرمانه هستند و اغلب به ثبت رسیده‌اند. محافظت کنید. به عنوان صاحب مالکیت معنوی، آنها معمولاً با VARTA و MOLL برای توسعه این الگوریتم ها همکاری نزدیک دارند.

شکل 1 مدار گسسته رایج مورد استفاده را برای تشخیص باتری نشان می دهد. شکل 1: راه حل تشخیص باتری جداگانه این مدار را می توان به سه بخش تقسیم کرد: (1) تشخیص باتری: ولتاژ باتری توسط یک تضعیف کننده مقاومتی مستقیماً از الکترود مثبت باتری شناسایی می شود. برای تشخیص جریان، یک مقاومت تشخیص (کاربرد 12 ولت معمولاً در 100M استفاده می شودω) در میان نگاتیو باتری و زمین.

در این پیکربندی، شاسی فلزی خودرو به طور کلی است و مقاومت تشخیص در مدار جریان باتری نصب می‌شود. در پیکربندی های دیگر، الکترود منفی باتری است. در مورد محاسبات SOH، شما باید دمای باتری را نیز تشخیص دهید.

(2) میکروکنترلر: میکروکنترلر یا MCU تکمیل دو وظیفه مهم است. اولین کار پردازش نتیجه مبدل آنالوگ (ADC) است. این کار ممکن است ساده باشد، مانند فیلتر کردن اولیه. ممکن است پیچیده باشد، مانند محاسبه SOC و SOH.

عملکرد واقعی به قابلیت های پردازش MCU و نیازهای خودروسازان بستگی دارد. وظیفه دوم ارسال فرآیند 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 تشخیص باتری است. با این حال، بیشتر الگوریتم‌های تشخیص دقیق باتری به ولتاژ و جریان باتری یا ولتاژ باتری، جریان و دما به طور همزمان 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 مشکل توسط سازنده فرستنده گیرنده Lin با یکپارچه سازی منبع تغذیه حل شده است.

توسعه بعدی تشخیص باتری دقیق خودرو، فرستنده های ADC، MCU و Lin یکپارچه هستند، مانند میکروکنترلر شبیه سازی دقیق سری AduC703X ADU. AduC703X دو یا سه 8KSP، 16 بیت<000000>sigma;-Adc، 20.48MHzarm7TDMIMCU و Linv2 یکپارچه را ارائه می کند.

0 فرستنده و گیرنده سازگار. سری ADUC703X با یک تنظیم کننده اختلاف فشار کم یکپارچه شده است که می تواند مستقیماً از باتری سرب اسید تغذیه شود. به منظور رفع نیازهای تشخیص باتری خودرو، قسمت جلویی شامل دستگاه زیر است: یک تضعیف کننده ولتاژ برای نظارت بر ولتاژ باتری. تقویت کننده بهره قابل برنامه ریزی، با 100 مترωهنگام استفاده از مقاومت با هم، جریان تمام عیار از 1A تا 1500A را پشتیبانی کنید. یک انباشته، پشتیبانی از تعداد کولن بدون نظارت نرم افزار. و یک سنسور دما

شکل 2 راه حلی برای این دستگاه یکپارچه نشان می دهد. شکل 2: راه حل برای دستگاه های یکپارچه نمونه ای از چند سال پیش، تنها اتومبیل های سطح بالا مجهز به سنسور باتری هستند. امروزه خودروهای متوسط ​​و ارزان قیمت برای نصب وسایل الکترونیکی کوچک بیشتر و بیشتر شده و تنها در مدل های رده بالای ده سال پیش قابل مشاهده است.

بنابراین تعداد خطاهای ناشی از باتری های سرب اسیدی به طور مداوم اضافه می شود. پس از چند سال، هر خودرو سنسور باتری را نصب می کند تا خطر افزایش خطر دستگاه الکترونیکی را کاهش دهد.