Smanjite električni kvar automobila korištenjem precizne tehnologije otkrivanja i senzora litijskih baterija

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Lieferant von tragbaren Kraftwerken

Svakih pet automobila kvari jedan od akumulatora. U sljedećih nekoliko godina, s povećanjem popularnosti automobilskih tehnologija kao što su električni prijenos, start/flameout upravljanje motorom i hibrid (struja/plin), ovo će pitanje postati sve ozbiljnije. Kako bi se smanjio kvar, napon, struja i temperatura akumulatora se točno otkrivaju, a rezultati se prethodno obrađuju, koristi se stanje napunjenosti i radno stanje, a rezultati se šalju u upravljačku jedinicu motora (ECU) i kontrolira funkciju punjenja.

Moderni automobili rođeni su početkom 20. stoljeća. Prvi automobil se oslanjao na ručno pokretanje, s velikom snagom, postoji veliki rizik, a ova ručna kurbla automobila uzrokovala je mnogo smrti. Godine 1902. uspješno je razvijen prvi motor s baterijskim pokretanjem.

Do 1920. svi automobili su pokrenuti. Početna uporaba je suha baterija. Kada se električna energija potroši, mora se zamijeniti.

Uskoro će tekuća baterija (tj. stara olovna baterija) zamijeniti suhu bateriju. Prednost olovnog akumulatora je u tome što se, kada motor radi, može puniti. U prošlom stoljeću malo je promjena u olovnim baterijama, a zadnje važno poboljšanje je brtvljenje.

Istinska promjena je potreba za njom. U početku se baterija koristi samo za pokretanje automobila, sirenu i napajanje za lampu. Danas se svi električni sustavi automobila moraju napajati prije paljenja.

Porast broja novih elektroničkih uređaja ne odnosi se samo na GPS i DVD playere i druge potrošačke elektroničke uređaje. Danas su upravljačka jedinica motora (ECU), električni prozor automobila i električno sjedalo, te elektronički uređaj za tijelo kao što je električno sjedalo postali standardna konfiguracija mnogih osnovnih modela. Novo opterećenje eksponencijalne razine ozbiljno je utjecalo, a kvar uzrokovan električnim sustavom sve je više dokaz.

Prema statistikama ADAc i RAC, gotovo 36% se može pripisati električnom kvaru u svim kvarovima automobila. Ako se broj analizira, može se ustanoviti da je više od 50% kvara uzrokovano komponentama olovnog akumulatora. Dvije ključne značajke ispod baterije trebale bi odražavati ispravnost olovnih baterija: (1) Stanje punjenja (SoC): SOC označava koliko se može napuniti, postotak nominalnog kapaciteta baterije (tj. nove baterije SOC SOC).

(2) Radni status (SOH): SOH pokazuje koliko se napunjenosti može pohraniti. Indikacija statusa napunjenosti stanja punjenja bolja je od mjerača goriva baterije. Postoji mnogo načina za izračunavanje SOC-a, od kojih su dva dva: metoda mjerenja napona otvorenog kruga i Coulombova analiza (također poznata kao metoda Coulombovog brojanja).

(1) Metoda mjerenja napona otvorenog kruga (VOC): kondenzirani odnos između napona otvorenog kruga i stanja napunjenosti tijekom rada bez baterije. Ova metoda izračuna ima dva osnovna ograničenja: Prvo, da bi se izračunao SOC, baterija mora biti otvorena, bez opterećenja; drugo je da je to mjerenje točno tek nakon značajnog razdoblja stabilnosti. Ova ograničenja čine VOC metodu neprikladnom za online izračun SOC.

Ova metoda se obično koristi u automehaničarskoj radionici, gdje se izvadi akumulator, a napon između pozitivnog i negativnog električnog pola može se izmjeriti tablicom napona. (2) Coulomb test: Ova metoda koristi Coulomb Count za određivanje struje do vremenskih točaka, čime se određuje SOC. Koristeći ovu metodu, SOC se može izračunati u stvarnom vremenu, čak i ako je baterija pod opterećenjem.

Međutim, pogreška kulonskog mjerenja povećavat će se tijekom vremena. Općenito se sveobuhvatno koristi napon otvorenog kruga i brojanje kulona za izračunavanje stanja napunjenosti baterije. Radni status u stanju rada odražava opće stanje baterije i njenu sposobnost skladištenja napunjenosti u usporedbi s novim baterijama.

Zbog prirode same baterije, SOH je vrlo kompliciran, ovisno o kemijskom sastavu i okolini baterije. Na SOH baterije utječu mnogi čimbenici, uključujući prihvaćanje punjenja, unutarnju impedanciju, napon, samopražnjenje i temperaturu. Općenito se smatra da je te čimbenike teško izmjeriti u okruženjima u stvarnom vremenu u automobilskom okruženju.

U fazi pokretanja (pokretanje motora), baterija je pod najvećim opterećenjem, u ovom trenutku, metode izračuna SOC i SOH koje zapravo koriste vodeći razvojni programeri senzora baterija koje zapravo koriste vodeći razvojni programeri senzora automobilskih baterija su vrlo povjerljive, često patentirane. Zaštititi. Kao vlasnici intelektualnog vlasništva, obično blisko surađuju s tvrtkama VARTA i MOLL na razvoju ovih algoritama.

Slika 1 prikazuje diskretni krug koji se često koristi za detekciju baterije. Slika 1: Zasebno rješenje za detekciju baterije Ovaj krug se može podijeliti u tri dijela: (1) detekcija baterije: napon baterije otkriva otporni prigušivač izravno s pozitivne elektrode baterije. Za otkrivanje struje, otpornik za otkrivanje (12V aplikacija se općenito koristi u 100Mω) Između negativa baterije i mase.

U ovoj konfiguraciji, metalna šasija automobila općenito je, a otpor detekcije ugrađen je u strujni krug baterije. U drugim konfiguracijama, negativna elektroda baterije je. Što se tiče proračuna SOH, također morate otkriti temperaturu baterije.

(2) Mikrokontroler: Mikrokontroler ili MCU važan završetak dva zadatka. Prvi zadatak je obrada rezultata analognog pretvarača (ADC). Ovaj posao može biti jednostavan, kao što je samo osnovno filtriranje; može biti složeno, kao što je izračunavanje SOC i SOH.

Stvarna funkcija ovisi o mogućnostima obrade MCU-a i potrebama proizvođača automobila. Drugi zadatak je poslati proces kroz komunikacijsko sučelje u ECU. (3) Komunikacijsko sučelje: Trenutno je sučelje lokalne mreže međusobnog povezivanja (LIN) najčešće komunikacijsko sučelje između senzora baterije i ECU-a.

Lin je jednolinijska, jeftina alternativa široko poznatom CAN protokolu. Ovo je najlakša konfiguracija otkrivanja baterije. Međutim, većina preciznih algoritama za detekciju baterija zahtijeva i napon baterije i struju, ili napon baterije, struju i temperaturu istovremeno.

Kako biste napravili sinkrono uzorkovanje, morate dodati do dva analogno-digitalna pretvarača. Osim toga, ADC i MCU-ovi prilagođavaju napajanje za ispravan rad, uzrokujući novu složenost sklopa. To je riješio proizvođač primopredajnika Lin integracijom napajanja.

Sljedeći razvoj precizne automobilske detekcije baterija su integrirani ADC, MCU i Lin primopredajnici, kao što je ADU-ov mikrokontroler za preciznu simulaciju serije AduC703X. AduC703X isporučuje dva ili tri 8KSP-a, 16-bitni<000000>sigma;-Adc, 20,48MHzarm7TDMIMCU i integrirani Linv2.

0 kompatibilan primopredajnik. Serija ADUC703X integrirana je s regulatorom niske razlike tlaka, koji se može napajati izravno iz olovne baterije. Kako bi se zadovoljile potrebe detekcije automobilskih baterija, prednji kraj uključuje sljedeći uređaj: prigušivač napona za praćenje napona baterije; pojačalo s programibilnim pojačanjem, sa 100mωKada koristite otpornik zajedno, podržite punu struju od 1A do 1500A; akumulator, podržava brojanje kulona bez nadzora softvera; i jedan senzor temperature.

Slika 2 prikazuje rješenje ovog integriranog uređaja. Slika 2: Rješenje za integrirane uređaje Primjer od prije nekoliko godina, samo su vrhunski automobili bili opremljeni senzorom baterije. Danas je sve više srednjih i nižih automobila za ugradnju malih elektroničkih uređaja, a u skupljim modelima to se moglo vidjeti samo prije desetak godina.

Broj kvarova uzrokovanih olovnim baterijama stoga se kontinuirano dodaje. Nakon nekoliko godina, svaki će automobil ugraditi senzor baterije kako bi se smanjio rizik od povećanja rizika od elektroničkog uređaja.