Vähennä autojen sähkövikoja käyttämällä litiumakun tarkkaa tunnistus- ja tunnistustekniikkaa

Awdur: Iflowpower - Leverantör av bärbar kraftverk

Joka viides auton vika on yksi akuista. Seuraavien vuosien aikana autoteknologioiden, kuten sähkövaihteiston, käynnistys-/sytytysmoottorin hallinnan ja hybridin (sähkö/kaasu) suosio kasvaa, tämä ongelma tulee yhä vakavammaksi. Vian vähentämiseksi akun jännite, virta ja lämpötila tunnistetaan tarkasti, tulokset esikäsitellään, lataustilaa ja käyttötilaa käytetään ja tulokset lähetetään moottorin ohjausyksikköön (ECU) ja ohjauslataustoimintoon.

Nykyaikaiset autot syntyivät 1900-luvun alussa. Ensimmäinen auto luottaa manuaaliseen käynnistykseen, suurella lujuudella, on suuri riski, ja tämä auton käsikammi on aiheuttanut paljon kuolemaa. Vuonna 1902 ensimmäinen akkukäynnistysmoottori kehitettiin onnistuneesti.

Vuoteen 1920 mennessä kaikki autot on käynnistetty. Alkukäyttö on kuivaakkua. Kun sähköenergia loppuu, se on vaihdettava.

Pian nesteakku (eli ikivanha lyijyakku) korvaa kuivaakun. Lyijyakun etuna on, että kun moottori on käynnissä, se voi ladata siitä. Viime vuosisadalla lyijyakkuissa on tapahtunut vain vähän muutosta, ja viimeinen tärkeä parannus on sen sulkeminen.

Todellinen muutos on sen tarpeet. Aluksi akkua käytetään vain auton käynnistämiseen, äänitorveen ja lampun virtalähteeseen. Nykyään kaikki auton sähköjärjestelmät on saatava virran päälle ennen sytytystä.

Uusien elektronisten laitteiden lisääntyminen ei ole vain GPS- ja DVD-soittimia ja muita kulutuselektroniikan laitteita. Nykyään moottorin ohjausyksiköstä (ECU), sähköauton ikkunasta ja sähköistuimesta sekä rungon elektronisista laitteista, kuten sähköistuimesta, on tullut monien perusmallien vakiokokoonpano. Eksponentiaalisen tason uusi kuormitus on vaikuttanut vakavasti, ja sähköjärjestelmän aiheuttama vika on yhä enemmän todisteena.

ADAc- ja RAC-tilastojen mukaan lähes 36 % johtuu sähkövioista kaikissa autovioissa. Lukua analysoimalla voidaan havaita, että yli 50 % viasta johtuu lyijyakun komponenteista. Kahden akun alla olevan keskeisen ominaisuuden pitäisi kuvastaa lyijyakkujen kuntoa: (1) Lataustila (SoC): SOC osoittaa, kuinka paljon latausta voidaan toimittaa, akun nimelliskapasiteetti (eli uuden akun SOC SOC) prosentteina.

(2) Toimintatila (SOH): SOH ilmaisee, kuinka paljon latausta voidaan tallentaa. Lataustilan lataustilan ilmaisin on parempi kuin akun polttoainemittari. SOC:n laskemiseen on monia tapoja, joista kaksi on kaksi: avoimen piirin jännitteen mittausmenetelmä ja Coulombin määritys (tunnetaan myös nimellä Coulombin laskentamenetelmä).

(1) Avoimen piirin jännitteen (VOC) mittausmenetelmä: Avoimen piirin jännitteen ja sen lataustilan välinen kondensoitunut suhde akusta vapaana. Tällä laskentamenetelmällä on kaksi perusrajoitusta: Ensinnäkin SOC:n laskemiseksi akun on avauduttava ilman kuormitusta; toinen on, että tämä mittaus on tarkka vasta huomattavan stabiilisuusjakson jälkeen. Näiden rajoitusten vuoksi VOC-menetelmä ei sovellu SOC:n online-laskentaan.

Tätä menetelmää käytetään yleensä autokorjaamoissa, joissa akku poistetaan ja positiivisen ja negatiivisen sähkönavan välinen jännite voidaan mitata jännitetaulukolla. (2) Coulombin määritys: Tämä menetelmä käyttää Coulomb-laskentaa virran mittaamiseen aikapisteisiin ja siten SOC:n määrittämiseen. Tällä menetelmällä SOC voidaan laskea reaaliajassa, vaikka akku olisi kuormitettuna.

Coulomb-mittauksen virhe kuitenkin kasvaa ajan myötä. Se käyttää yleensä kattavasti avoimen piirin jännitettä ja coulomb-laskentaa akun lataustilan laskemiseen. Käyntitilan toimintatila kuvastaa akun yleistä tilaa ja sen kykyä varastoida varausta verrattuna uusiin akkuihin.

Itse akun luonteesta johtuen SOH on hyvin monimutkainen, riippuen akun kemiallisesta koostumuksesta ja ympäristöstä. Akun SOH:iin vaikuttavat monet tekijät, mukaan lukien latauksen hyväksyntä, sisäinen impedanssi, jännite, itsepurkautuminen ja lämpötila. Näiden tekijöiden katsotaan yleensä olevan vaikea mitata näitä tekijöitä reaaliaikaisissa ympäristöissä autoteollisuudessa.

Käynnistysvaiheessa (moottorin käynnistys) akku on suurimman kuormituksen alaisena, tällä hetkellä johtavien autojen akkuanturin kehittäjien todella käyttämät SOC- ja SOH-laskentamenetelmät ovat erittäin luottamuksellisia, usein patentoituja. Suojella. Immateriaalioikeuksien omistajina he tekevät yleensä tiivistä yhteistyötä VARTAn ja MOLLin kanssa kehittääkseen näitä algoritmeja.

Kuvassa 1 on esitetty yleisesti käytetty erillinen piiri akun havaitsemiseen. Kuva 1: Erillinen akun tunnistusratkaisu Tämä piiri voidaan jakaa kolmeen osaan: (1) Akun tunnistus: akun jännite havaitsee resistiivisellä vaimentimella suoraan akun positiivisesta elektrodista. Virran havaitsemiseen käytetään tunnistusvastusta (12 V sovellusta käytetään yleensä 100Mω) Akun negatiivit ja maadoitus.

Tässä kokoonpanossa auton metallirunko on yleensä ja tunnistusvastus on asennettu akun virtapiiriin. Muissa kokoonpanoissa akun negatiivinen elektrodi on. SOH-laskelmien osalta sinun on myös tunnistettava akun lämpötila.

(2) Mikrokontrolleri: Mikro-tai MCU tärkeä päätökseen kaksi tehtävää. Ensimmäinen tehtävä on käsitellä analogisen muuntimen (ADC) tulos. Tämä työ voi olla yksinkertainen, kuten vain perussuodatus; se voi olla monimutkaista, kuten SOC:n ja SOH:n laskeminen.

Todellinen toiminta riippuu MCU:n prosessointikyvystä ja autonvalmistajien tarpeista. Toinen tehtävä on lähettää prosessi tietoliikennerajapinnan kautta ECU:lle. (3) Tiedonsiirtoliitäntä: Tällä hetkellä LIN-liitäntä on yleisin tiedonsiirtoliitäntä akkuanturien ja ECU:iden välillä.

Lin on yksirivinen, edullinen vaihtoehto laajalti tunnetulle CAN-protokollalle. Tämä on helpoin akun havaitsemisen konfiguraatio. Useimmat tarkkuusakun tunnistusalgoritmit vaativat kuitenkin sekä akun jännitteen että virran tai akun jännitteen, virran ja lämpötilan samanaikaisesti.

Synkronisen näytteenoton suorittamiseksi sinun on lisättävä enintään kaksi analogia-digitaalimuunninta. Lisäksi ADC- ja MCU-yksiköt säätävät virtalähdettä toimimaan oikein, mikä aiheuttaa uutta monimutkaista piiriä. Lin-lähetin-vastaanottimen valmistaja on ratkaissut tämän integroimalla virtalähteen.

Seuraava autojen tarkkuusakkutunnistuksen kehitystyö on integroidut ADC-, MCU- ja Lin-lähetin-vastaanottimet, kuten ADU:n AduC703X-sarjan tarkkuussimulaatiomikrokontrolleri. AduC703X toimittaa kaksi tai kolme 8KSP:tä, 16-bittinen<000000>sigma;-Adc, 20,48MHzarm7TDMIMCU ja integroitu Linv2.

0 yhteensopiva lähetin-vastaanotin. ADUC703X-sarja on integroitu matalapaine-eron säätimellä, joka saa virtaa suoraan lyijyakusta. Autojen akun tunnistuksen tarpeiden täyttämiseksi etupäässä on seuraava laite: jännitteenvaimennin akun jännitteen valvontaa varten; ohjelmoitava vahvistusvahvistin, 100mωKun käytät vastusta yhdessä, tue täysimittaista virtaa 1A - 1500A; akku, tukee kulonilukua ilman ohjelmiston valvontaa; ja yksi lämpötila-anturi.

Kuvassa 2 on esitetty ratkaisu tähän integroituun laitteeseen. Kuva 2: Ratkaisu integroituihin laitteisiin Muutaman vuoden takainen esimerkki, että vain huippuluokan autot on varustettu akkutunnistimella. Nykyään pienten elektronisten laitteiden asentamiseen tarkoitettuja keski- ja matalaluokkaisia ​​autoja on yhä enemmän, ja se on nähtävissä vain huippuluokan malleissa kymmenen vuotta sitten.

Lyijyakkujen aiheuttamia vikoja lisätään siksi jatkuvasti. Muutaman vuoden kuluttua jokainen auto asentaa akkutunnistimen, jotta elektronisen laitteen riski kasvaa.