Дәл литий батареяларын анықтау және сезу технологиясын қолдану арқылы автомобильдің электр ақауларын азайтыңыз

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Furnizuesi portativ i stacionit të energjisë elektrike

Әрбір бес машинаның істен шығуы батареялардың бірі болып табылады. Алдағы бірнеше жылда электр беріліс қорабы, қозғалтқышты іске қосу/қозғалтқышты басқару және гибридті (электр/газ) сияқты автомобиль технологияларының танымалдылығы артып келе жатқандықтан, бұл мәселе барған сайын маңызды бола түседі. Ақаулықты азайту үшін аккумулятордың кернеуі, тогы және температурасы дәл анықталады және нәтижелер алдын ала өңделеді, зарядтау күйі мен жұмыс күйі пайдаланылады, ал нәтижелер қозғалтқышты басқару блогына (ECU) және басқару зарядтау функциясына жіберіледі.

Қазіргі заманғы автомобильдер 20 ғасырдың басында дүниеге келді. Бірінші машина қолмен іске қосуға сүйенеді, үлкен күшпен, жоғары тәуекел бар және автомобильдің бұл қол иіндісі көптеген өлімге әкелді. 1902 жылы аккумулятордың бірінші қозғалтқышы сәтті жасалды.

1920 жылға қарай барлық машиналар іске қосылды. Бастапқы пайдалану құрғақ батарея болып табылады. Электр энергиясы таусылған кезде оны ауыстыру керек.

Көп ұзамай сұйық аккумулятор (яғни ежелгі қорғасын-қышқылды аккумулятор) құрғақ батареяны ауыстырады. Қорғасын-қышқылды аккумулятордың артықшылығы - қозғалтқыш жұмыс істеп тұрған кезде, ол зарядтауға болады. Өткен ғасырда қорғасын-қышқылды аккумуляторларда аз өзгеріс болды, ал соңғы маңызды жақсарту оны тығыздау болып табылады.

Нағыз өзгеріс - оның қажеттіліктері. Бастапқыда аккумулятор тек автокөлікті, сигналды сигналды және шамды қуаттандыруды іске қосу үшін қолданылады. Бүгінгі күні автокөліктің барлық электр жүйелері тұтану алдында қуаттандырылуы керек.

Жаңа электронды құрылғылардың көбеюі тек GPS және DVD ойнатқыштары және басқа да тұтынушылық электронды құрылғылар ғана емес. Бүгінгі таңда қозғалтқышты басқару блогы (ECU), автомобильдің электрлік терезесі мен электрлік орындық және электрлік орындық сияқты корпустың электронды құрылғысы көптеген негізгі үлгілердің стандартты конфигурациясына айналды. Экспоненциалды деңгейдің жаңа жүктемесі айтарлықтай әсер етті және электр жүйесінен туындаған сәтсіздік барған сайын дәлелденді.

ADAc және RAC статистикасына сәйкес, 36% дерлік автомобильдердің барлық ақауларындағы электр ақауларына байланысты болуы мүмкін. Егер санды талдасақ, ақаудың 50% -дан астамы қорғасын-қышқылды аккумулятордың құрамдас бөліктерінен туындайтынын анықтауға болады. Аккумулятордың астындағы екі негізгі мүмкіндік қорғасын-қышқылды аккумуляторлардың денсаулығын көрсетуі керек: (1) Зарядтау күйі (SoC): SOC қанша зарядтауға болатынын, батареяның номиналды сыйымдылығын (яғни, жаңа батареяның SOC SOC) пайыздық көрінісін көрсетеді.

(2) Жұмыс күйі (SOH): SOH қанша зарядты сақтауға болатынын көрсетеді. Зарядтау күйінің заряд күйінің көрсеткіші аккумулятордың отын көрсеткішінен жақсырақ. SOC есептеудің көптеген жолдары бар, олардың екеуі екі: ашық тізбектегі кернеуді өлшеу әдісі және кулондық талдау (кулондық санау әдісі ретінде де белгілі).

(1) Ашық тізбектегі кернеуді (VOC) өлшеу әдісі: Ашық тізбектегі кернеу мен оның аккумуляторсыз зарядтау күйі арасындағы конденсацияланған байланыс. Бұл есептеу әдісінің екі негізгі шегі бар: Біріншіден, SOC есептеу үшін батарея ашылуы керек, жүктеме жоқ; екіншісі - бұл өлшеу айтарлықтай тұрақтылық кезеңінен кейін ғана дәл болады. Бұл шектеулер VOC әдісін SOC онлайн есептеу үшін жарамсыз етеді.

Бұл әдіс әдетте автомобиль жөндеу шеберханасында қолданылады, онда аккумулятор алынып тасталады және оң және теріс электр полюстерінің арасындағы кернеуді кернеу кестесімен өлшеуге болады. (2) Кулон талдауы: Бұл әдіс ағымды уақыт нүктелеріне қабылдау үшін Кулон санауын пайдаланады, осылайша SOC анықтайды. Бұл әдісті пайдаланып, батарея жүктеме жағдайында болса да, SOC нақты уақыт режимінде есептелуі мүмкін.

Дегенмен, кулонды өлшеу қателігі уақыт өте келе артады. Ол әдетте батареяның зарядтау күйін есептеу үшін ашық тізбектегі кернеу мен кулондық санауды жан-жақты пайдаланады. Жұмыс күйінің жұмыс күйі аккумулятордың жалпы күйін және оның жаңа батареялармен салыстырғанда зарядты сақтау қабілетін көрсетеді.

Батареяның табиғатына байланысты SOH батареяның химиялық құрамы мен қоршаған ортаға байланысты өте күрделі. Аккумулятордың SOH зарядтауды қабылдау, ішкі кедергі, кернеу, өздігінен разряд және температура сияқты көптеген факторларға әсер етеді. Бұл факторларды, әдетте, автомобиль ортасындағы нақты уақыттағы ортада осы факторларды өлшеу қиын деп саналады.

Іске қосу фазасында (қозғалтқышты іске қосу) аккумулятор ең үлкен жүктеме астында болады, қазіргі уақытта жетекші автомобиль аккумуляторының сенсорын әзірлеушілер шын мәнінде пайдаланатын жетекші аккумуляторлық сенсорды әзірлеуші ​​іс жүзінде қолданатын SOC және SOH есептеу әдістері өте құпия болып табылады, көбінесе патенттелген. Қорғау. Зияткерлік меншік иесі ретінде олар әдетте VARTA және MOLL-пен осы алгоритмдерді әзірлеу үшін тығыз жұмыс істейді.

1-суретте батареяны анықтау үшін жиі қолданылатын дискретті схема көрсетілген. 1-сурет: Батареяны анықтаудың бөлек шешімі Бұл тізбекті үш бөлікке бөлуге болады: (1) батареяны анықтау: батарея кернеуін резистивті аттенюатор арқылы батареяның оң электродынан тікелей анықтайды. Токты анықтау үшін анықтау резисторы (12 В қолданбасы әдетте 100 М-де қолданыладыω) Батареяның негативтері мен жердің арасында.

Бұл конфигурацияда автомобильдің металл шассиі әдетте болып табылады және анықтау кедергісі батареяның ток тізбегіне орнатылады. Басқа конфигурацияларда аккумулятордың теріс электроды болып табылады. SOH есептеулері туралы сіз сондай-ақ батареяның температурасын анықтауыңыз керек.

(2) Микроконтроллер: микроконтроллер немесе MCU маңызды екі тапсырманы орындау. Бірінші тапсырма аналогтық түрлендіргіштің (ADC) нәтижесін өңдеу болып табылады. Бұл жұмыс қарапайым болуы мүмкін, мысалы, тек негізгі сүзгілеу; ол күрделі болуы мүмкін, мысалы, SOC және SOH есептеу.

Нақты функция MCU өңдеу мүмкіндіктері мен автомобиль өндірушілерінің қажеттіліктеріне байланысты. Екінші тапсырма - процесті байланыс интерфейсі арқылы ЭКЮ-ға жіберу. (3) Байланыс интерфейсі: Қазіргі уақытта жергілікті өзара байланыс желісі (LIN) интерфейсі батарея сенсорлары мен ECU арасындағы ең көп таралған байланыс интерфейсі болып табылады.

Lin - кең танымал CAN протоколына бір жол, арзан балама. Бұл батареяны анықтаудың ең оңай конфигурациясы. Дегенмен, батареяның дәлдігін анықтау алгоритмдерінің көпшілігі бір уақытта батарея кернеуін де, токты да немесе батарея кернеуін де, ток пен температураны да қажет етеді.

Синхронды таңдау жасау үшін екі аналогты сандық түрлендіргішке дейін қосу керек. Сонымен қатар, ADC және MCU қуат көзін дұрыс жұмыс істеу үшін реттейді, бұл схеманың жаңа күрделілігін тудырады. Мұны Lin трансивер өндірушісі қуат көзін біріктіру арқылы шешті.

Автокөлік батареяларының дәлдігін анықтаудың келесі дамуы ADU AduC703X сериялы дәлдік модельдеу микроконтроллері сияқты біріктірілген ADC, MCU және Lin трансиверлері болып табылады. AduC703X екі немесе үш 8KSP, 16-бит<000000>sigma;-Adc, 20,48MHzzarm7TDMIMCU және біріктірілген Linv2 береді.

0 үйлесімді қабылдағыш. ADUC703X сериясы тікелей қорғасын-қышқылды аккумулятордан қуат алуға болатын төмен қысым айырмашылығын реттегішпен біріктірілген. Автокөлік аккумуляторын анықтау қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін алдыңғы жағында келесі құрылғы бар: аккумулятордың кернеуін бақылауға арналған кернеуді төмендеткіш; бағдарламаланатын күшейткіш күшейткіш, 100мωРезисторды бірге пайдаланған кезде 1А-дан 1500А-ға дейінгі толық ауқымды токты қолдаңыз; аккумулятор, бағдарламалық қамтамасыз етуді бақылаусыз кулон санауын қолдау; және бір температура сенсоры.

2-суретте осы біріктірілген құрылғының шешімі көрсетілген. 2-сурет: Біріктірілген құрылғылардың шешімі Бірнеше жыл бұрынғы мысал, тек жоғары санатты автомобильдер аккумуляторлық сенсормен жабдықталған. Бүгінгі таңда шағын электронды құрылғыларды орнатуға арналған орташа және төмен деңгейлі автомобильдер барған сайын көбейіп келеді және оны он жыл бұрынғы жоғары деңгейлі модельдерде ғана көруге болады.

Сондықтан қорғасын-қышқылды аккумуляторлардан туындаған ақаулар саны үздіксіз қосылады. Бірнеше жылдан кейін әрбір автокөлік электронды құрылғының қаупін арттыру қаупін азайту үшін батарея сенсорын орнатады.