ચોકસાઇ લિથિયમ બેટરી શોધ અને સેન્સિંગ ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરીને ઓટોમોટિવ ઇલેક્ટ્રિકલ નિષ્ફળતા ઘટાડવી

著者：Iflowpower – Dodávateľ prenosných elektrární

દર પાંચ કારની નિષ્ફળતા એક બેટરીની નિષ્ફળતા છે. આગામી થોડા વર્ષોમાં, ઇલેક્ટ્રિકલ ટ્રાન્સમિશન, સ્ટાર્ટ/ફ્લેમઆઉટ એન્જિન મેનેજમેન્ટ અને હાઇબ્રિડ (વીજળી/ગેસ) જેવી ઓટોમોટિવ ટેકનોલોજીની વધતી જતી લોકપ્રિયતા સાથે, આ મુદ્દો વધુને વધુ ગંભીર બનશે. ખામી ઘટાડવા માટે, બેટરીના વોલ્ટેજ, કરંટ અને તાપમાનને સચોટ રીતે શોધી કાઢવામાં આવે છે, અને પરિણામોને પ્રીટ્રીટ કરવામાં આવે છે, ચાર્જિંગ સ્થિતિ અને ઓપરેટિંગ સ્થિતિનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, અને પરિણામો એન્જિન કંટ્રોલ યુનિટ (ECU) અને કંટ્રોલ ચાર્જિંગ ફંક્શનને મોકલવામાં આવે છે.

આધુનિક કારનો જન્મ 20મી સદીની શરૂઆતમાં થયો હતો. પહેલી કાર મેન્યુઅલ સ્ટાર્ટઅપ પર આધાર રાખે છે, ખૂબ જ મજબૂતાઈ સાથે, તેમાં જોખમ વધારે છે, અને કારના આ હેન્ડ ક્રેન્કને કારણે ઘણા લોકો મૃત્યુ પામ્યા છે. ૧૯૦૨ માં, પ્રથમ બેટરીથી શરૂ થયેલી મોટર સફળતાપૂર્વક વિકસાવવામાં આવી.

૧૯૨૦ સુધીમાં, બધી ગાડીઓ શરૂ થઈ ગઈ હતી. શરૂઆતમાં ડ્રાય બેટરીનો ઉપયોગ થાય છે. જ્યારે વિદ્યુત ઊર્જા ખતમ થઈ જાય, ત્યારે તેને બદલવી જ જોઈએ.

ટૂંક સમયમાં, પ્રવાહી બેટરી (એટલે ​​કે પ્રાચીન લીડ-એસિડ બેટરી) સૂકી બેટરીને બદલે છે. લીડ-એસિડ બેટરીનો ફાયદો એ છે કે જ્યારે એન્જિન કામ કરતું હોય, ત્યારે તે ચાર્જ થઈ શકે છે. છેલ્લી સદીમાં, લીડ-એસિડ બેટરીમાં બહુ ઓછો ફેરફાર થયો છે, અને છેલ્લો મહત્વપૂર્ણ સુધારો તેને સીલ કરવાનો છે.

સાચો પરિવર્તન તેની જરૂરિયાતો છે. શરૂઆતમાં, બેટરીનો ઉપયોગ ફક્ત કાર શરૂ કરવા, હોર્ન અને લેમ્પ માટે પાવર સપ્લાય કરવા માટે થાય છે. આજે, કારની બધી ઇલેક્ટ્રિકલ સિસ્ટમો ઇગ્નીશન પહેલાં પાવર હોવી આવશ્યક છે.

નવા ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોમાં વધારો ફક્ત GPS અને DVD પ્લેયર્સ અને અન્ય ગ્રાહક ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોમાં જ નથી. આજે, એન્જિન કંટ્રોલ યુનિટ (ECU), ઇલેક્ટ્રિક કારની બારી અને ઇલેક્ટ્રિક સીટ, અને ઇલેક્ટ્રિક સીટ જેવા બોડી ઇલેક્ટ્રોનિક ડિવાઇસ ઘણા મૂળભૂત મોડેલોના પ્રમાણભૂત રૂપરેખાંકન બની ગયા છે. ઘાતાંકીય સ્તરના નવા ભારને ગંભીર અસર થઈ છે, અને વિદ્યુત પ્રણાલીને કારણે થતી નિષ્ફળતા વધુને વધુ પુરાવા બની રહી છે.

ADAc અને RAC ના આંકડા અનુસાર, કારની બધી નિષ્ફળતાઓમાં લગભગ 36% ઇલેક્ટ્રિકલ નિષ્ફળતાને આભારી હોઈ શકે છે. જો સંખ્યાનું વિશ્લેષણ કરવામાં આવે તો, તે શોધી શકાય છે કે 50% થી વધુ ખામી લીડ-એસિડ બેટરીના ઘટકોને કારણે થાય છે. બેટરીની નીચે બે મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ લીડ-એસિડ બેટરીના સ્વાસ્થ્યને પ્રતિબિંબિત કરે છે: (1) ચાર્જિંગ સ્થિતિ (SoC): SOC દર્શાવે છે કે કેટલો ચાર્જ પૂરો પાડી શકાય છે, બેટરીની રેટેડ ક્ષમતા (એટલે ​​કે, નવી બેટરી SOC SOC) ટકાવારીનું પ્રતિનિધિત્વ.

(2) ઓપરેશન સ્ટેટસ (SOH): SOH દર્શાવે છે કે કેટલો ચાર્જ સંગ્રહિત કરી શકાય છે. બેટરીના ફ્યુઅલ ગેજ કરતાં ચાર્જિંગ સ્ટેટ ચાર્જ સ્ટેટસ સૂચક વધુ સારું છે. SOC ની ગણતરી કરવાની ઘણી રીતો છે, જેમાંથી બે છે: ઓપન સર્કિટ વોલ્ટેજ માપન પદ્ધતિ અને કુલોમ્બ એસે (જેને કુલોમ્બ ગણતરી પદ્ધતિ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે).

(1) ઓપન સર્કિટ વોલ્ટેજ (VOC) માપન પદ્ધતિ: બેટરી-મુક્ત દરમિયાન ઓપન સર્કિટ વોલ્ટેજ અને તેની ચાર્જિંગ સ્થિતિ વચ્ચેનો સંક્ષિપ્ત સંબંધ. આ ગણતરી પદ્ધતિમાં બે મૂળભૂત મર્યાદાઓ છે: પ્રથમ, SOC ની ગણતરી કરવા માટે, બેટરી ખુલવી જોઈએ, કોઈ ભાર ન હોવો જોઈએ; બીજું એ છે કે આ માપન નોંધપાત્ર સ્થિરતા સમયગાળા પછી જ સચોટ છે. આ મર્યાદાઓ VOC પદ્ધતિને SOC ની ઓનલાઈન ગણતરી માટે યોગ્ય નથી બનાવે છે.

આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે કાર રિપેર શોપમાં થાય છે, જ્યાં બેટરી દૂર કરવામાં આવે છે, અને હકારાત્મક અને નકારાત્મક વિદ્યુત ધ્રુવો વચ્ચેનો વોલ્ટેજ વોલ્ટેજ ટેબલનો ઉપયોગ કરીને માપી શકાય છે. (2) કુલોમ્બ પરીક્ષણ: આ પદ્ધતિ કુલોમ્બ કાઉન્ટનો ઉપયોગ કરીને વર્તમાનને સમય બિંદુઓ પર લઈ જાય છે, જેનાથી SOC નક્કી થાય છે. આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને, બેટરી લોડ સ્થિતિમાં હોય તો પણ, SOC ની ગણતરી વાસ્તવિક સમયમાં કરી શકાય છે.

જોકે, સમય જતાં કુલોમ્બ માપનની ભૂલ વધશે. બેટરીની ચાર્જિંગ સ્થિતિની ગણતરી કરવા માટે તે સામાન્ય રીતે ઓપન સર્કિટ વોલ્ટેજ અને કુલોમ્બ ગણતરીનો વ્યાપક ઉપયોગ કરે છે. ચાલી રહેલ સ્થિતિની કાર્યકારી સ્થિતિ બેટરીની સામાન્ય સ્થિતિ અને નવી બેટરીની તુલનામાં ચાર્જ સંગ્રહિત કરવાની તેની ક્ષમતાને પ્રતિબિંબિત કરે છે.

બેટરીની પ્રકૃતિને કારણે, SOH ખૂબ જ જટિલ છે, જે બેટરીની રાસાયણિક રચના અને વાતાવરણ પર આધાર રાખે છે. બેટરીનો SOH ઘણા પરિબળોથી પ્રભાવિત થાય છે, જેમાં ચાર્જિંગ સ્વીકૃતિ, આંતરિક અવબાધ, વોલ્ટેજ, સ્વ-ડિસ્ચાર્જ અને તાપમાનનો સમાવેશ થાય છે. આ પરિબળોને સામાન્ય રીતે ઓટોમોટિવ વાતાવરણમાં વાસ્તવિક સમયના વાતાવરણમાં માપવા મુશ્કેલ માનવામાં આવે છે.

સ્ટાર્ટઅપ તબક્કા (એન્જિન સ્ટાર્ટ) માં, બેટરી સૌથી વધુ ભાર હેઠળ હોય છે, આ સમયે, અગ્રણી ઓટોમોટિવ બેટરી સેન્સર ડેવલપર્સ દ્વારા ખરેખર ઉપયોગમાં લેવાતી લીડ બેટરી સેન્સર ડેવલપર્સ દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતી SOC અને SOH ગણતરી પદ્ધતિઓ ખૂબ જ ગુપ્ત હોય છે, ઘણીવાર પેટન્ટ કરવામાં આવે છે. રક્ષણ કરો. બૌદ્ધિક સંપદાના માલિક તરીકે, તેઓ સામાન્ય રીતે આ અલ્ગોરિધમ્સ વિકસાવવા માટે VARTA અને MOLL સાથે નજીકથી કામ કરે છે.

આકૃતિ 1 બેટરી શોધ માટે સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા ડિસ્ક્રીટ સર્કિટ બતાવે છે. આકૃતિ 1: અલગ બેટરી શોધ ઉકેલ આ સર્કિટને ત્રણ ભાગોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે: (1) બેટરી શોધ: બેટરી પોઝિટિવ ઇલેક્ટ્રોડમાંથી સીધા જ રેઝિસ્ટિવ એટેન્યુએટર દ્વારા બેટરી વોલ્ટેજ શોધે છે. કરંટ શોધવા માટે, ડિટેક્શન રેઝિસ્ટર (12V એપ્લિકેશનનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે 100M માં થાય છે)ω) બેટરી નેગેટિવ અને ગ્રાઉન્ડ વચ્ચે.

આ રૂપરેખાંકનમાં, કારની મેટલ ચેસિસ સામાન્ય રીતે હોય છે, અને ડિટેક્શન રેઝિસ્ટન્સ બેટરીના વર્તમાન સર્કિટમાં માઉન્ટ થયેલ હોય છે. અન્ય રૂપરેખાંકનોમાં, બેટરીનો નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ છે. SOH ગણતરીઓ વિશે, તમારે બેટરીનું તાપમાન પણ શોધવું આવશ્યક છે.

(2) માઇક્રોકન્ટ્રોલર: માઇક્રોકન્ટ્રોલર અથવા MCU મહત્વપૂર્ણ પૂર્ણ બે કાર્યો. પહેલું કાર્ય એનાલોગ કન્વર્ટર (ADC) ના પરિણામ પર પ્રક્રિયા કરવાનું છે. આ કાર્ય સરળ હોઈ શકે છે, જેમ કે ફક્ત મૂળભૂત ફિલ્ટરિંગ; તે જટિલ હોઈ શકે છે, જેમ કે SOC અને SOH ની ગણતરી.

વાસ્તવિક કાર્ય MCU ની પ્રક્રિયા ક્ષમતાઓ અને કાર ઉત્પાદકોની જરૂરિયાતો પર આધાર રાખે છે. બીજું કાર્ય કોમ્યુનિકેશન ઇન્ટરફેસ દ્વારા પ્રક્રિયાને ECU માં મોકલવાનું છે. (૩) કોમ્યુનિકેશન ઇન્ટરફેસ: હાલમાં, લોકલ ઇન્ટરકનેક્ટ નેટવર્ક (LIN) ઇન્ટરફેસ બેટરી સેન્સર અને ECU વચ્ચેનો સૌથી સામાન્ય કોમ્યુનિકેશન ઇન્ટરફેસ છે.

લિન એ એક જ લાઇન, ઓછા ખર્ચે વ્યાપકપણે જાણીતા CAN પ્રોટોકોલનો વિકલ્પ છે. આ બેટરી શોધનું સૌથી સરળ રૂપરેખાંકન છે. જોકે, મોટાભાગના ચોકસાઇ બેટરી શોધ અલ્ગોરિધમ્સ માટે બેટરી વોલ્ટેજ અને કરંટ, અથવા બેટરી વોલ્ટેજ, કરંટ અને તાપમાન બંને એકસાથે જરૂરી છે.

સિંક્રનસ સેમ્પલિંગ બનાવવા માટે, તમારે બે એનાલોગથી ડિજિટલ કન્વર્ટર ઉમેરવા પડશે. વધુમાં, ADC અને MCU પાવર સપ્લાયને યોગ્ય રીતે કાર્ય કરવા માટે ગોઠવે છે, જેના કારણે નવી સર્કિટ જટિલતા ઊભી થાય છે. લિન ટ્રાન્સસીવર ઉત્પાદક દ્વારા પાવર સપ્લાયને એકીકૃત કરીને આ સમસ્યાનું નિરાકરણ લાવવામાં આવ્યું છે.

ઓટોમોટિવ પ્રિસિઝન બેટરી ડિટેક્શનનો આગામી વિકાસ એડીસી, એમસીયુ અને લિન ટ્રાન્સસીવર્સનો સમાવેશ કરે છે, જેમ કે ADU ના AduC703X સિરીઝ પ્રિસિઝન સિમ્યુલેશન માઇક્રોકન્ટ્રોલર. AduC703X બે કે ત્રણ 8KSP, 16-bit<000000>sigma;-Adc, એક 20.48MHzarm7TDMIMCU, અને એક સંકલિત Linv2 સપ્લાય કરે છે.

0 સુસંગત ટ્રાન્સસીવર. ADUC703X શ્રેણી લો પ્રેશર ડિફરન્સ એડજસ્ટર સાથે સંકલિત છે, જેને સીધી લીડ-એસિડ બેટરીથી પાવર કરી શકાય છે. ઓટોમોટિવ બેટરી ડિટેક્શનની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરવા માટે, ફ્રન્ટ એન્ડમાં નીચેના ઉપકરણનો સમાવેશ થાય છે: બેટરી વોલ્ટેજનું નિરીક્ષણ કરવા માટે વોલ્ટેજ એટેન્યુએટર; પ્રોગ્રામેબલ ગેઇન એમ્પ્લીફાયર, 100 મીટર સાથેωરેઝિસ્ટરનો એકસાથે ઉપયોગ કરતી વખતે, 1A થી 1500A સુધીના પૂર્ણ-સ્કેલ પ્રવાહને સપોર્ટ કરો; એક સંચયક, સોફ્ટવેર મોનિટરિંગ વિના કુલોમ્બ ગણતરીને સપોર્ટ કરો; અને એક જ તાપમાન સેન્સર.

આકૃતિ 2 આ સંકલિત ઉપકરણનો ઉકેલ દર્શાવે છે. આકૃતિ 2: સંકલિત ઉપકરણોનો ઉકેલ થોડા વર્ષો પહેલાનું ઉદાહરણ, ફક્ત હાઇ-એન્ડ કારમાં જ બેટરી સેન્સર હોય છે. આજે, નાના ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણો ઇન્સ્ટોલ કરવા માટે વધુને વધુ મધ્યમ અને ઓછી કિંમતની કાર છે, અને દસ વર્ષ પહેલાં તે ફક્ત ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા મોડેલોમાં જ જોવા મળે છે.

તેથી, લીડ-એસિડ બેટરીના કારણે થતા ખામીઓની સંખ્યા સતત ઉમેરવામાં આવે છે. થોડા વર્ષો પછી, દરેક કાર બેટરી સેન્સર ઇન્સ્ટોલ કરશે જેથી ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણના જોખમમાં વધારો થવાનું જોખમ ઓછું થાય.