अचूक लिथियम बॅटरी शोध आणि संवेदन तंत्रज्ञानाचा वापर करून ऑटोमोटिव्ह इलेक्ट्रिकल बिघाड कमी करा.

著者：Iflowpower – Lieferant von tragbaren Kraftwerken

प्रत्येक पाच कारमध्ये बिघाड हा एका बॅटरीचा असतो. पुढील काही वर्षांत, इलेक्ट्रिकल ट्रान्समिशन, स्टार्ट/फ्लेमआउट इंजिन व्यवस्थापन आणि हायब्रिड (वीज/गॅस) यांसारख्या ऑटोमोटिव्ह तंत्रज्ञानाच्या वाढत्या लोकप्रियतेसह, ही समस्या अधिकाधिक गंभीर होत जाईल. दोष कमी करण्यासाठी, बॅटरीचा व्होल्टेज, करंट आणि तापमान अचूकपणे शोधले जाते आणि निकाल प्रीट्रीट केले जातात, चार्जिंग स्थिती आणि ऑपरेटिंग स्थिती वापरली जाते आणि निकाल इंजिन कंट्रोल युनिट (ECU) आणि कंट्रोल चार्जिंग फंक्शनला पाठवले जातात.

आधुनिक गाड्यांचा जन्म २० व्या शतकाच्या सुरुवातीला झाला. पहिली कार मॅन्युअल स्टार्टअपवर अवलंबून होती, खूप ताकद असल्याने, त्यात धोका जास्त असतो आणि कारच्या या हँड क्रॅंकमुळे बरेच मृत्यू झाले आहेत. १९०२ मध्ये, पहिली बॅटरी सुरू झालेली मोटर यशस्वीरित्या विकसित करण्यात आली.

१९२० पर्यंत सर्व गाड्या सुरू झाल्या होत्या. सुरुवातीला कोरडी बॅटरी वापरली जाते. जेव्हा विद्युत ऊर्जा संपते तेव्हा ती बदलावी लागते.

लवकरच, द्रव बॅटरी (म्हणजेच प्राचीन लीड-अ‍ॅसिड बॅटरी) कोरड्या बॅटरीची जागा घेते. लीड-अ‍ॅसिड बॅटरीचा फायदा म्हणजे इंजिन चालू असताना ते चार्ज होऊ शकते. गेल्या शतकात, लीड-अ‍ॅसिड बॅटरीमध्ये फारसा बदल झालेला नाही आणि शेवटची महत्त्वाची सुधारणा म्हणजे ती सील करणे.

खरा बदल म्हणजे त्याच्या गरजा. सुरुवातीला, बॅटरी फक्त कार सुरू करण्यासाठी, हॉर्न वाजवण्यासाठी आणि दिव्यासाठी वीज पुरवण्यासाठी वापरली जाते. आज, कारच्या सर्व इलेक्ट्रिकल सिस्टीमना इग्निशन करण्यापूर्वी पॉवर देणे आवश्यक आहे.

नवीन इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांमध्ये वाढ केवळ जीपीएस आणि डीव्हीडी प्लेअर आणि इतर ग्राहकोपयोगी इलेक्ट्रॉनिक उपकरणे नाहीत. आज, इंजिन कंट्रोल युनिट (ECU), इलेक्ट्रिक कार विंडो आणि इलेक्ट्रिक सीट आणि इलेक्ट्रिक सीटसारखे बॉडी इलेक्ट्रॉनिक उपकरण हे अनेक मूलभूत मॉडेल्सचे मानक कॉन्फिगरेशन बनले आहे. घातांकीय पातळीच्या नवीन भारामुळे गंभीर परिणाम झाला आहे आणि विद्युत यंत्रणेमुळे होणारे बिघाड हे त्याचे अधिकाधिक पुरावे आहेत.

ADAc आणि RAC च्या आकडेवारीनुसार, सर्व कार बिघाडांमध्ये जवळजवळ ३६% विद्युत बिघाड कारणीभूत ठरू शकतात. जर संख्येचे विश्लेषण केले तर असे आढळून येईल की ५०% पेक्षा जास्त दोष लीड-अ‍ॅसिड बॅटरीच्या घटकांमुळे होतो. बॅटरीखालील दोन प्रमुख वैशिष्ट्ये लीड-अ‍ॅसिड बॅटरीच्या आरोग्याचे प्रतिबिंबित करतात: (१) चार्जिंग स्थिती (SoC): SOC किती चार्ज पुरवता येईल हे दर्शवते, बॅटरीची रेट केलेली क्षमता (म्हणजेच, नवीन बॅटरी SOC SOC) टक्केवारीचे प्रतिनिधित्व.

(२) ऑपरेशन स्टेटस (SOH): SOH किती चार्ज साठवता येईल हे दर्शवते. बॅटरीच्या इंधन गेजपेक्षा चार्जिंग स्टेट चार्ज स्टेटस इंडिकेशन चांगले आहे. एसओसी मोजण्याचे अनेक मार्ग आहेत, त्यापैकी दोन आहेत: ओपन सर्किट व्होल्टेज मापन पद्धत आणि कौलॉम्ब परख (ज्याला कौलॉम्ब गणना पद्धत देखील म्हणतात).

(१) ओपन सर्किट व्होल्टेज (VOC) मापन पद्धत: बॅटरी-फ्री दरम्यान ओपन सर्किट व्होल्टेज आणि त्याची चार्जिंग स्थिती यांच्यातील घनरूप संबंध. या गणना पद्धतीला दोन मूलभूत मर्यादा आहेत: पहिली, SOC मोजण्यासाठी, बॅटरी उघडली पाहिजे, कोणताही भार नसावा; दुसरी म्हणजे हे मोजमाप स्थिरतेच्या महत्त्वपूर्ण कालावधीनंतरच अचूक असते. या मर्यादांमुळे VOC पद्धत SOC च्या ऑनलाइन गणनासाठी योग्य नाही.

ही पद्धत सहसा कार दुरुस्तीच्या दुकानात वापरली जाते, जिथे बॅटरी काढून टाकली जाते आणि पॉझिटिव्ह आणि निगेटिव्ह इलेक्ट्रिकल पोलमधील व्होल्टेज व्होल्टेज टेबलने मोजता येते. (२) कूलॉम्ब परख: ही पद्धत कूलॉम्ब काउंट वापरून विद्युतधारा वेळेच्या बिंदूंवर नेते, ज्यामुळे SOC निश्चित होते. या पद्धतीचा वापर करून, बॅटरी लोड स्थितीत असली तरीही, रिअल टाइममध्ये SOC ची गणना केली जाऊ शकते.

तथापि, कालांतराने कूलॉम्ब मापनातील त्रुटी वाढत जाईल. बॅटरीच्या चार्जिंग स्थितीची गणना करण्यासाठी ते सामान्यतः ओपन सर्किट व्होल्टेज आणि कूलॉम्ब काउंटिंगचा व्यापक वापर करते. चालू स्थितीची ऑपरेटिंग स्थिती बॅटरीची सामान्य स्थिती आणि नवीन बॅटरीच्या तुलनेत चार्ज साठवण्याची तिची क्षमता प्रतिबिंबित करते.

बॅटरीच्या स्वरूपामुळे, बॅटरीच्या रासायनिक रचना आणि वातावरणावर अवलंबून, SOH खूप गुंतागुंतीचा आहे. बॅटरीचा SOH चार्जिंग स्वीकृती, अंतर्गत प्रतिबाधा, व्होल्टेज, स्व-डिस्चार्ज आणि तापमान यासह अनेक घटकांमुळे प्रभावित होतो. ऑटोमोटिव्ह वातावरणात रिअल-टाइम वातावरणात हे घटक मोजणे सामान्यतः कठीण मानले जाते.

स्टार्टअप टप्प्यात (इंजिन स्टार्ट) बॅटरी सर्वात जास्त भाराखाली असते, यावेळी, आघाडीच्या ऑटोमोटिव्ह बॅटरी सेन्सर डेव्हलपर्सनी प्रत्यक्षात वापरलेल्या लीड बॅटरी सेन्सर डेव्हलपर्सद्वारे वापरल्या जाणाऱ्या SOC आणि SOH गणना पद्धती अत्यंत गोपनीय असतात, बहुतेकदा पेटंट केल्या जातात. संरक्षण करा. बौद्धिक संपत्तीचे मालक म्हणून, ते सहसा हे अल्गोरिदम विकसित करण्यासाठी VARTA आणि MOLL सोबत जवळून काम करतात.

आकृती १ मध्ये बॅटरी शोधण्यासाठी सामान्यतः वापरले जाणारे डिस्क्रिट सर्किट दाखवले आहे. आकृती १: स्वतंत्र बॅटरी डिटेक्शन सोल्यूशन हे सर्किट तीन भागांमध्ये विभागले जाऊ शकते: (१) बॅटरी डिटेक्शन: बॅटरी पॉझिटिव्ह इलेक्ट्रोडमधून थेट रेझिस्टिव्ह अॅटेन्युएटरद्वारे बॅटरी व्होल्टेज शोधले जाते. विद्युत प्रवाह शोधण्यासाठी, एक शोध रोधक (१२ व्ही अनुप्रयोग सामान्यतः १०० मीटरमध्ये वापरला जातो)ω) बॅटरी निगेटिव्ह आणि ग्राउंडमध्ये.

या कॉन्फिगरेशनमध्ये, कारचा मेटल चेसिस सामान्यतः असतो आणि डिटेक्शन रेझिस्टन्स बॅटरीच्या करंट सर्किटमध्ये बसवला जातो. इतर कॉन्फिगरेशनमध्ये, बॅटरीचा नकारात्मक इलेक्ट्रोड असतो. SOH गणनेबद्दल, तुम्हाला बॅटरीचे तापमान देखील शोधावे लागेल.

(२) मायक्रोकंट्रोलर: मायक्रोकंट्रोलर किंवा एमसीयू ही दोन कामे पूर्ण करण्याची महत्त्वाची गोष्ट आहे. पहिले काम म्हणजे अॅनालॉग कन्व्हर्टर (ADC) च्या निकालावर प्रक्रिया करणे. हे काम सोपे असू शकते, जसे की फक्त मूलभूत फिल्टरिंग; ते जटिल असू शकते, जसे की SOC आणि SOH मोजणे.

प्रत्यक्ष कार्य MCU च्या प्रक्रिया क्षमता आणि कार उत्पादकांच्या गरजांवर अवलंबून असते. दुसरे काम म्हणजे कम्युनिकेशन इंटरफेसद्वारे प्रक्रिया ECU ला पाठवणे. (३) कम्युनिकेशन इंटरफेस: सध्या, लोकल इंटरकनेक्ट नेटवर्क (LIN) इंटरफेस हा बॅटरी सेन्सर्स आणि ECU मधील सर्वात सामान्य कम्युनिकेशन इंटरफेस आहे.

लिन हा एका सुप्रसिद्ध CAN प्रोटोकॉलसाठी एकल-लाइन, कमी किमतीचा पर्याय आहे. बॅटरी शोधण्याचे हे सर्वात सोपे कॉन्फिगरेशन आहे. तथापि, बहुतेक अचूक बॅटरी शोध अल्गोरिदमसाठी बॅटरी व्होल्टेज आणि करंट, किंवा बॅटरी व्होल्टेज, करंट आणि तापमान एकाच वेळी आवश्यक असते.

सिंक्रोनस सॅम्पलिंग करण्यासाठी, तुम्हाला दोन अॅनालॉग ते डिजिटल कन्व्हर्टर जोडावे लागतील. याव्यतिरिक्त, एडीसी आणि एमसीयू वीजपुरवठा योग्यरित्या कार्य करण्यासाठी समायोजित करतात, ज्यामुळे नवीन सर्किट गुंतागुंत निर्माण होते. लिन ट्रान्सीव्हर उत्पादकाने वीज पुरवठा एकत्रित करून हे सोडवले आहे.

ऑटोमोटिव्ह प्रिसिजन बॅटरी डिटेक्शनचा पुढील विकास म्हणजे ADC, MCU आणि लिन ट्रान्सीव्हर्सचा समावेश, जसे की ADU चे AduC703X सिरीज प्रिसिजन सिम्युलेशन मायक्रोकंट्रोलर. AduC703X दोन किंवा तीन 8KSPs, 16-बिट<000000>sigma;-Adc, एक 20.48MHzarm7TDMIMCU आणि एक एकात्मिक Linv2 पुरवते.

० सुसंगत ट्रान्सीव्हर. ADUC703X मालिका कमी दाबाच्या फरक समायोजकासह एकत्रित केली आहे, जी थेट लीड-अ‍ॅसिड बॅटरीमधून चालवता येते. ऑटोमोटिव्ह बॅटरी डिटेक्शनच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी, फ्रंट एंडमध्ये खालील उपकरण समाविष्ट आहे: बॅटरी व्होल्टेजचे निरीक्षण करण्यासाठी व्होल्टेज अ‍ॅटेन्युएटर; १०० मीटरसह प्रोग्राम करण्यायोग्य गेन अॅम्प्लिफायरωरेझिस्टर एकत्र वापरताना, 1A ते 1500A पर्यंतच्या पूर्ण-स्केल करंटला समर्थन द्या; एक संचयक, सॉफ्टवेअर मॉनिटरिंगशिवाय कूलॉम्ब काउंटला समर्थन द्या; आणि एकच तापमान सेन्सर.

आकृती २ मध्ये या एकात्मिक उपकरणाचे समाधान दाखवले आहे. आकृती २: एकात्मिक उपकरणांवर उपाय काही वर्षांपूर्वीचे उदाहरण, फक्त उच्च दर्जाच्या कारमध्ये बॅटरी सेन्सर होता. आज, लहान इलेक्ट्रॉनिक उपकरणे बसवण्यासाठी मध्यम आणि कमी दर्जाच्या कार अधिकाधिक उपलब्ध आहेत आणि दहा वर्षांपूर्वी ते फक्त उच्च दर्जाच्या मॉडेल्समध्येच दिसून येते.

त्यामुळे लीड-अ‍ॅसिड बॅटरीमुळे होणाऱ्या बिघाडांची संख्या सतत वाढत आहे. काही वर्षांनी, इलेक्ट्रॉनिक उपकरणाचा धोका वाढण्याचा धोका कमी करण्यासाठी प्रत्येक कार बॅटरी सेन्सर बसवेल.