कार बैटरी का जीवन और विश्वसनीयता कैसे बढ़ाएं?

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Proveïdor de centrals portàtils

हर पांचवीं कार में से एक बैटरी खराब हो जाती है। भविष्य में, विद्युतीय ट्रांसमिशन, लॉन्च/फ्लेमआउट इंजन प्रबंधन और हाइब्रिड (बिजली/गैस) जैसी ऑटोमोटिव प्रौद्योगिकियों की बढ़ती लोकप्रियता के साथ, यह मुद्दा और अधिक गंभीर हो जाएगा। कार बैटरी की लाइफ और विश्वसनीयता कैसे बढ़ाएँ? हर पाँचवीं कार की खराबी बैटरी के कारण होती है।

भविष्य में, विद्युतीय ट्रांसमिशन, लॉन्च/फ्लेमआउट इंजन प्रबंधन और हाइब्रिड (बिजली/गैस) जैसी ऑटोमोटिव प्रौद्योगिकियों की बढ़ती लोकप्रियता के साथ, यह मुद्दा और अधिक गंभीर हो जाएगा। विफलता को कम करने के लिए, बैटरी के वोल्टेज, करंट और तापमान का सटीक परीक्षण किया जाता है, और परिणामों को पूर्व-समाधान किया जाता है, चार्जिंग स्थिति और ऑपरेटिंग स्थिति की गणना की जाती है, और परिणाम इंजन नियंत्रण इकाई (ईसीयू) को भेजे जाते हैं, और चार्जिंग फ़ंक्शन को नियंत्रित करते हैं। आधुनिक कारों का जन्म 20वीं सदी के प्रारंभ में हुआ।

पहली कार मैन्युअल स्टार्टअप पर निर्भर है। यह बहुत शक्तिशाली है, इसमें बहुत अधिक जोखिम है, और कार के इस हैंड क्रैंक से बहुत सारी मौतें हुई हैं। 1902 में पहली बैटरी चालित मोटर का सफलतापूर्वक विकास किया गया।

1920 तक सभी कारें चालू हो गयीं। प्रारंभिक प्रयोग सूखी बैटरी का है। जब विद्युत ऊर्जा समाप्त हो जाती है, तो उसे प्रतिस्थापित नहीं किया जाता।

जल्द ही, तरल बैटरी (अर्थात प्राचीन लेड-एसिड बैटरी) सूखी बैटरी की जगह ले लेगी। लेड-एसिड बैटरी का लाभ यह है कि जब इंजन चल रहा हो तो इसे माध्यम से चार्ज किया जा सकता है। पिछली शताब्दी में, लेड-एसिड बैटरियों में लगभग कोई परिवर्तन नहीं हुआ है, और अंतिम महत्वपूर्ण सुधार इसकी सीलिंग है।

सच्चा परिवर्तन इसकी आवश्यकता है। पहले बैटरी का उपयोग केवल कार को स्टार्ट करने, हॉर्न बजाने और लैम्प को बिजली देने के लिए किया जाता था। आजकल, कार के सभी विद्युत प्रणालियों को प्रज्वलित करने से पहले विद्युत आपूर्ति की जानी आवश्यक है।

नए इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में उछाल सिर्फ जीपीएस और डीवीडी प्लेयर और अन्य उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों तक ही सीमित नहीं है। आज, इंजन नियंत्रण इकाई (ईसीयू), इलेक्ट्रिक कार विंडो और इलेक्ट्रिक सीट, तथा इलेक्ट्रिक सीट जैसे बॉडी इलेक्ट्रॉनिक उपकरण कई बुनियादी मॉडलों का मानक विन्यास बन गए हैं। घातीय स्तर पर नया भार गंभीरता से पैदा हुआ है, और विद्युत प्रणाली के कारण होने वाली विफलता तेजी से इसका सबूत है।

ADAC और RAC के आंकड़ों के अनुसार, लगभग 36% कार विफलताओं का कारण विद्युत विफलता है। यदि संख्या का विघटन किया जाए तो पता चलता है कि 50% से अधिक खराबी लेड-एसिड बैटरी के घटकों के कारण होती है। बैटरी के स्वास्थ्य का मूल्यांकन निम्नलिखित प्रमुख विशेषताएं लीड-एसिड बैटरी के स्वास्थ्य को दर्शा सकती हैं: (1) चार्जिंग स्थिति (एसओसी): एसओसी इंगित करता है कि कितना चार्ज आपूर्ति की जा सकती है, बैटरी रेटेड क्षमता (यानी, बैटरी की कुल क्षमता) कितनी है।

उदाहरणार्थ, नई बैटरी का एस.ओ.सी.) प्रतिशत प्रतिनिधित्व। (2) संचालन स्थिति (SOH): SOH इंगित करता है कि कितना चार्ज संग्रहीत किया जा सकता है।

चार्जिंग स्थिति संकेत बैटरी ईंधन गेज से बेहतर है। एसओसी की गणना करने के कई तरीके हैं, जिनमें से दो सबसे अधिक प्रभावी हैं: ओपन सर्किट वोल्टेज माप विधि और कूलम्ब परख (जिसे कूलम्ब गणना भी कहा जाता है)। (1) ओपन सर्किट वोल्टेज (वीओसी) माप विधि: बैटरी-मुक्त के दौरान ओपन सर्किट वोल्टेज और इसकी चार्जिंग स्थिति के बीच संघनित संबंध।

इस गणना पद्धति की दो बुनियादी सीमाएँ हैं: एक तो एसओसी की गणना करना, बैटरी खुली न हो, और लोड जुड़ा न हो) दूसरा, यह माप काफी स्थिरता के बाद ही सटीक होता है। ये सीमाएं ऑनलाइन गणना SOC की गणना करने के लिए VOC दृष्टिकोण को कठिन बनाती हैं। इस विधि का प्रयोग आमतौर पर कार मरम्मत की दुकान में किया जाता है, जहां बैटरी को निकाल दिया जाता है, और धनात्मक तथा ऋणात्मक विद्युत ध्रुवों के बीच वोल्टेज को मापा जा सकता है।

(2) कूलम्ब परख: यह विधि वर्तमान को समय बिंदुओं पर ले जाने के लिए कूलम्ब गणना का उपयोग करती है, इस प्रकार एसओसी का निर्धारण करती है। इस दृष्टिकोण से, आप वास्तविक समय में SOC की गणना कर सकते हैं, भले ही बैटरी लोड की स्थिति में हो। हालाँकि, समय के साथ कूलॉम माप की त्रुटि बढ़ जाएगी।

यह आमतौर पर बैटरी की चार्जिंग स्थिति की गणना करने के लिए खुले सर्किट वोल्टेज और कूलम्ब गिनती का व्यापक रूप से उपयोग करता है। चलित अवस्था की परिचालन स्थिति बैटरी की सामान्य स्थिति, तथा नई बैटरियों की तुलना में चार्ज संग्रहीत करने की उसकी क्षमता को दर्शाती है। बैटरी की प्रकृति के कारण, SOH कंप्यूटिंग बहुत जटिल है, जो बैटरी की रासायनिक संरचना और पर्यावरण पर निर्भर करती है।

बैटरी का SOH कई कारकों से प्रभावित होता है, जिनमें चार्जिंग स्वीकृति, आंतरिक प्रतिबाधा, वोल्टेज, स्व-निर्वहन और तापमान शामिल हैं। इन कारकों को आम तौर पर ऑटोमोटिव वातावरण में वास्तविक समय के वातावरण में मापना कठिन माना जाता है। स्टार्टअप चरण (इंजन स्टार्ट) में, बैटरी अधिकतम लोड के अधीन होती है, इस समय, बैटरी बैटरी के SOH को सबसे अधिक प्रतिबिंबित करती है।

बॉश, हेला, आदि. अग्रणी कार बैटरी सेंसर डेवलपर्स द्वारा वास्तव में उपयोग की जाने वाली वास्तविक SOC और SOH गणनाएं अत्यधिक गोपनीय होती हैं और अक्सर पेटेंट संरक्षण द्वारा संरक्षित होती हैं। बौद्धिक संपदा के स्वामी के रूप में, वे आमतौर पर इन एल्गोरिदम को विकसित करने के लिए VARTA और MOLL के साथ मिलकर काम करते हैं।

इस सर्किट को तीन भागों में विभाजित किया जा सकता है: (1) बैटरी परीक्षण बैटरी वोल्टेज प्रतिरोधक एटेन्यूएटर का परीक्षण करने के लिए जो सीधे बैटरी पॉजिटिव इलेक्ट्रोड से अलग होता है। परीक्षण धारा के लिए, ऋणात्मक इलेक्ट्रोड और जमीन के बीच एक परीक्षण प्रतिरोधक (12V आमतौर पर 100M का उपयोग करें) लगाएं। इस विन्यास में, कार का धातु चेसिस आम तौर पर होता है, और परीक्षण अवरोधक बैटरी के वर्तमान सर्किट में स्थापित होता है।

अन्य विन्यास में, बैटरी का ऋणात्मक इलेक्ट्रोड होता है। SOH गणना के बारे में, बैटरी के तापमान का परीक्षण करने के लिए नहीं। (2) माइक्रोकंट्रोलर माइक्रोकंट्रोलर या एमसीयू दो महत्वपूर्ण कार्य पूरा करते हैं।

पहला कार्य एनालॉग से डिजिटल कनवर्टर (ADC) के परिणाम को हल करना है। यह कार्य सरल हो सकता है, जैसे केवल बुनियादी फ़िल्टरिंग), तथा जटिल भी हो सकता है, जैसे SOC और SOH की गणना करना। वास्तविक कार्य MCU के रेज़ोल्यूशन और वाहन निर्माताओं की आवश्यकताओं पर निर्भर करता है।

दूसरा कार्य संचार इंटरफेस के माध्यम से हल किये गए डेटा को ECU तक भेजना है। (3) संचार इंटरफ़ेस वर्तमान में, स्थानीय इंटरकनेक्ट नेटवर्क (लिन) इंटरफ़ेस बैटरी सेंसर और ईसीयू के बीच सबसे आम संचार इंटरफ़ेस है। लिन एक एकल लाइन, व्यापक रूप से ज्ञात CAN प्रोटोकॉल का कम लागत वाला विकल्प है।

यह बैटरी परीक्षण का सबसे सरल विन्यास है। हालाँकि, अधिकांश परिशुद्धता बैटरी परीक्षण एल्गोरिदम में बैटरी वोल्टेज और करंट, या बैटरी वोल्टेज, करंट और तापमान दोनों की आवश्यकता होती है। तुल्यकालिक नमूनाकरण के लिए, आपको दो एनालॉग से डिजिटल कन्वर्टर्स को जोड़ना होगा।

इसके अतिरिक्त, ADC और MCU विद्युत आपूर्ति को सही ढंग से कार्य करने के लिए समायोजित करते हैं, जिससे सर्किट में नई जटिलता उत्पन्न होती है। इसे LIN ट्रांसीवर निर्माता द्वारा विद्युत आपूर्ति को एकीकृत करके संसाधित किया गया है। ऑटोमोटिव परिशुद्धता बैटरी परीक्षण का अगला विकास एडीसी, एमसीयू और लिन ट्रांसीवर्स के साथ एकीकृत है, जैसे कि एडीआई के एडुसी703एक्स सीरीज परिशुद्धता सिमुलेशन माइक्रोकंट्रोलर्स।

AduC703X दो या तीन 8kSPs, 16-बिट (Sigma) - (Delta) ADC, एक 20.48MHzarm7TDMIMCU, और एक एकीकृत Linv2.0 संगत ट्रांसीवर की आपूर्ति करता है।

ADUC703X श्रृंखला एक निम्न दबाव अंतर समायोजक के साथ एकीकृत है, जिसे लेड-एसिड बैटरी से संचालित किया जा सकता है। ऑटोमोटिव बैटरी परीक्षणों की जरूरतों को पूरा करने के लिए, फ्रंट एंड में निम्नलिखित डिवाइस शामिल हैं: बैटरी वोल्टेज की निगरानी के लिए एक वोल्टेज एटेन्यूएटर) एक प्रोग्रामेबल लाभ एम्पलीफायर, जब 100 मीटर प्रतिरोधक के साथ उपयोग किया जाता है, 1500 ए से नीचे 1 ए के पूर्ण-पैमाने के वर्तमान का समर्थन करता है) एक संचय सॉफ्टवेयर निगरानी के बिना कूलम्ब गिनती का समर्थन करता है) और एक एकल तापमान सेंसर। कुछ वर्ष पहले, केवल उच्च-स्तरीय कारों में ही बैटरी सेंसर लगे होते थे।

आज, अधिक से अधिक मध्यम और निम्न-अंत कारों में छोटे इलेक्ट्रॉनिक उपकरण स्थापित किए जा रहे हैं, और दस साल पहले यह केवल उच्च-अंत मॉडल में ही देखा जा सकता था। इसलिए लेड-एसिड बैटरियों के कारण होने वाली खराबी की संख्या लगातार बढ़ती जा रही है। कुछ वर्षों के बाद प्रत्येक कार में बैटरी सेंसर लगाया जाएगा, जिससे विफलता का जोखिम बढ़ने का खतरा कम हो जाएगा।