צמצם תקלות חשמליות ברכב על ידי שימוש בטכנולוגיית זיהוי וחישה מדויקת של סוללת ליתיום

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - ପୋର୍ଟେବଲ୍ ପାୱାର ଷ୍ଟେସନ୍ ଯୋଗାଣକାରୀ

כל תקלה של חמש מכוניות היא אחת הסוללות. בשנים הקרובות, עם הפופולריות הגוברת של טכנולוגיות רכב כגון תיבת הילוכים חשמלית, ניהול מנוע התנע/התלהבות והיברידית (חשמל/גז), נושא זה יהפוך לחמור יותר ויותר. על מנת להפחית את התקלה, המתח, הזרם והטמפרטורה של הסוללה מזוהים במדויק, והתוצאות עוברות טיפול מקדים, נעשה שימוש במצב הטעינה ומצב ההפעלה, והתוצאות נשלחות ליחידת בקרת המנוע (ECU), ולפונקציית טעינת הבקרה.

מכוניות מודרניות נולדו בתחילת המאה ה-20. המכונית הראשונה מסתמכת על הפעלה ידנית, עם חוזק רב, יש סיכון גבוה, וכננת היד הזו של המכונית גרמה למוות רב. בשנת 1902 פותח בהצלחה מנוע הסוללה הראשון.

עד 1920, כל המכוניות התניעו. השימוש הראשוני הוא סוללה יבשה. כאשר האנרגיה החשמלית נגמרת, יש להחליף אותה.

בקרוב, הסוללה הנוזלית (כלומר סוללת העופרת-חומצה העתיקה) מחליפה את הסוללה היבשה. היתרון של סוללת העופרת-חומצה הוא כשהמנוע עובד, הוא יכול להיטען ממנו. במאה הקודמת, יש מעט שינויים בסוללות עופרת, והשיפור החשוב האחרון הוא איטום.

שינוי אמיתי הוא הצרכים שלו. בתחילה, הסוללה משמשת רק להתנעת המכונית, הצופר ואספקת החשמל של המנורה. כיום, כל מערכות החשמל של המכונית חייבות להיות מופעלות לפני ההצתה.

עלייה במכשירים אלקטרוניים חדשים הם לא רק נגני GPS ו-DVD ומכשירים אלקטרוניים אחרים. כיום, יחידת בקרת המנוע (ECU), חלון המכונית החשמלית והמושב החשמלי, והמכשיר האלקטרוני של הגוף כמו המושב החשמלי הפכו לתצורה סטנדרטית של דגמים בסיסיים רבים. העומס החדש של הרמה האקספוננציאלית השפיע קשות, והכשל שנגרם על ידי מערכת החשמל הוא יותר ויותר הראיה.

על פי הנתונים הסטטיסטיים של ADAc ו-RAC, כמעט 36% ניתן לייחס לכשל חשמלי בכל תקלות המכוניות. אם מנתחים את המספר, ניתן לגלות שיותר מ-50% מהתקלה נגרמת על ידי מרכיבי סוללת העופרת-חומצה. שתי תכונות עיקריות מתחת לסוללה צריכות לשקף את תקינותן של סוללות עופרת-חומצה: (1) מצב טעינה (SoC): SOC מציין כמה טעינה ניתן לספק, ייצוג אחוזי הסוללה (כלומר, הסוללה החדשה SOC SOC).

(2) מצב פעולה (SOH): SOH מציין כמה טעינה ניתן לאחסן. חיווי מצב הטעינה טוב יותר ממד הדלק של הסוללה. ישנן דרכים רבות לחישוב ה-SOC, שתיים מהן שתיים: שיטת מדידת מתח במעגל פתוח ומבחן Coulomb (הידוע גם כשיטת ספירת Coulomb).

(1) שיטת מדידת מתח מעגל פתוח (VOC): יחס דחוס בין מתח מעגל פתוח ומצב הטעינה שלו בזמן חוסר סוללה. לשיטת חישוב זו יש שתי מגבלות בסיסיות: ראשית, על מנת לחשב את ה-SOC, הסוללה חייבת להיפתח, ללא עומס; השני הוא שמדידה זו מדויקת רק לאחר תקופת יציבות ניכרת. מגבלות אלו הופכות את שיטת ה-VOC לא מתאימה לחישוב מקוון של SOC.

בדרך כלל משתמשים בשיטה זו בבית תיקון רכב, שם מסירים את המצבר, וניתן למדוד את המתח בין עמודי החשמל החיובי והשלילי באמצעות טבלת מתחים. (2) בדיקת Coulomb: שיטה זו משתמשת ב-Coulomb Count כדי לקחת את הזרם לנקודות זמן, ובכך לקבוע SOC. בשיטה זו ניתן לחשב את ה-SOC בזמן אמת, גם אם הסוללה נמצאת בתנאי עומס.

עם זאת, השגיאה של מדידת הקולומב תגדל עם הזמן. בדרך כלל זה משתמש במתח מעגל פתוח ובספירת קולומב כדי לחשב את מצב הטעינה של הסוללה. מצב הפעולה של מצב הריצה משקף את המצב הכללי של הסוללה, ואת יכולתה לאגור טעינה בהשוואה לסוללות חדשות.

בשל אופי הסוללה עצמה, SOH מסובך מאוד, תלוי בהרכב הכימי והסביבה של הסוללה. ה-SOH של הסוללה מושפע מגורמים רבים, כולל קבלת טעינה, עכבה פנימית, מתח, פריקה עצמית וטמפרטורה. גורמים אלו נחשבים בדרך כלל כקשים למדידת גורמים אלו בסביבות בזמן אמת בסביבת הרכב.

בשלב האתחול (התנעת מנוע), הסוללה נמצאת בעומס הגדול ביותר, בשלב זה, שיטות החישוב SOC ו-SOH המשמשות בפועל את מפתח חיישני הסוללות המובילות המשמשות בפועל את מפתחי חיישני הסוללות המובילים לרכב, הן סודיות ביותר, ולעתים קרובות רשומות עליהן פטנט. לְהַגֵן. כבעלים של קניין רוחני, הם בדרך כלל עובדים בשיתוף פעולה הדוק עם VARTA ו-MOLL כדי לפתח אלגוריתמים אלה.

איור 1 מציג את המעגל הבדיד הנפוץ לזיהוי סוללות. איור 1: פתרון זיהוי סוללה נפרד ניתן לחלק את המעגל הזה לשלושה חלקים: (1) זיהוי סוללה: מתח הסוללה מזהה על ידי מנחת התנגדות ישירות מהאלקטרודה החיובית של הסוללה. כדי לזהות זרם, נגד זיהוי (בדרך כלל משתמשים ביישום 12V ב-100Mω) בין שלילי הסוללה והארקה.

בתצורה זו, שלדת המתכת של המכונית היא בדרך כלל, והתנגדות הזיהוי מותקנת במעגל הנוכחי של הסוללה. בתצורות אחרות, האלקטרודה השלילית של הסוללה היא. לגבי חישובי SOH, עליך לזהות גם את הטמפרטורה של הסוללה.

(2) מיקרו-בקר: מיקרו-בקר או MCU חשוב להשלים שתי משימות. המשימה הראשונה היא לעבד את התוצאה של ממיר אנלוגי (ADC). עבודה זו עשויה להיות פשוטה, כגון סינון בסיסי בלבד; זה עשוי להיות מורכב, כגון חישוב SOC ו-SOH.

הפונקציה בפועל תלויה ביכולות העיבוד של MCU ובצרכים של יצרני הרכב. המשימה השנייה היא לשלוח את התהליך דרך ממשק התקשורת ל-ECU. (3) ממשק תקשורת: נכון לעכשיו, ממשק רשת החיבורים המקומית (LIN) הוא ממשק התקשורת הנפוץ ביותר בין חיישני סוללה ו-ECU.

Lin הוא קו יחיד, חלופה בעלות נמוכה לפרוטוקול CAN ידוע. זוהי התצורה הקלה ביותר של זיהוי סוללה. עם זאת, רוב אלגוריתמי זיהוי הסוללה המדויקים דורשים הן מתחי סוללה והן זרם, או מתח סוללה, זרם וטמפרטורה בו זמנית.

על מנת לבצע דגימה סינכרונית, עליך להוסיף עד שני ממירים אנלוגיים לדיגיטליים. בנוסף, ה-ADC וה-MCU מתאימים את אספקת הכוח לעבודה נכונה, מה שגורם למורכבות מעגל חדשה. זה נפתר על ידי יצרנית מקלטי המשדר Lin על ידי שילוב ספק הכוח.

הפיתוח הבא של זיהוי סוללות דיוק לרכב הוא מקלטי משדר ADC, MCU ו-Lin משולבים, כמו מיקרו-בקר הדמיית הדיוק מסדרת ADU של ADU. AduC703X מספק שניים או שלושה 8KSPs, 16-bit<000000>sigma;-Adc, 20.48MHzarm7TDMIMCU ו-Linv2 משולב.

מקלט משדר תואם 0. סדרת ADUC703X משולבת עם מתאם הפרש לחץ נמוך, שניתן להפעיל ישירות מסוללת העופרת-חומצה. על מנת לענות על הצרכים של זיהוי מצבר רכב, הקצה הקדמי כולל את ההתקן הבא: מנחת מתח לניטור מתח המצבר; מגבר רווח הניתן לתכנות, עם 100 מטרωבעת שימוש בנגד יחד, תמכו בזרם בקנה מידה מלא של 1A עד 1500A; מצבר, תומך בספירת קולומב ללא ניטור תוכנה; וחיישן טמפרטורה יחיד.

איור 2 מציג פתרון להתקן משולב זה. איור 2: פתרון להתקנים משולבים דוגמה שלפני כמה שנים, רק מכוניות יוקרתיות מצוידות בחיישן סוללה. כיום יש יותר ויותר מכוניות בינוניות ונמוכות להתקנת מכשירים אלקטרוניים קטנים, וניתן לראות זאת רק בדגמים יוקרתיים לפני עשר שנים.

לכן, מספר התקלות הנגרמות על ידי סוללות עופרת חומצה מתווסף ללא הרף. לאחר מספר שנים, כל מכונית תתקין את חיישן הסוללה כדי להפחית את הסיכון להגדלת הסיכון של המכשיר האלקטרוני.