Kurangkan kegagalan elektrik automotif dengan menggunakan teknologi pengesanan dan pengesanan bateri litium ketepatan

著者：Iflowpower – Dodavatel přenosných elektráren

Setiap kegagalan lima kereta adalah salah satu daripada bateri. Dalam beberapa tahun akan datang, dengan peningkatan populariti teknologi automotif seperti penghantaran elektrik, pengurusan enjin mula / nyala api dan hibrid (elektrik / gas), isu ini akan menjadi lebih serius. Untuk mengurangkan kerosakan, voltan, arus dan suhu bateri dikesan dengan tepat, dan hasilnya diprarawat, keadaan pengecasan dan keadaan operasi digunakan, dan hasilnya dihantar ke unit kawalan enjin (ECU), dan fungsi pengecasan kawalan.

Kereta moden dilahirkan pada awal abad ke-20. Kereta pertama bergantung pada permulaan manual, dengan kekuatan yang besar, terdapat risiko yang tinggi, dan engkol tangan kereta ini telah menyebabkan banyak kematian. Pada tahun 1902, motor dimulakan bateri pertama telah berjaya dibangunkan.

Menjelang tahun 1920, semua kereta telah dimulakan. Penggunaan awal adalah bateri kering. Apabila tenaga elektrik habis, ia mesti diganti.

Tidak lama kemudian, bateri cecair (iaitu bateri asid plumbum purba) menggantikan bateri kering. Kelebihan bateri asid plumbum ialah apabila enjin berfungsi, ia boleh mengecas dari. Pada abad yang lalu, terdapat sedikit perubahan dalam bateri asid plumbum, dan penambahbaikan penting terakhir ialah mengelaknya.

Perubahan sebenar adalah keperluannya. Pada mulanya, bateri hanya digunakan untuk menghidupkan kereta, hon dan bekalan kuasa untuk lampu. Hari ini, semua sistem elektrik kereta mesti dikuasakan sebelum pencucuhan.

Lonjakan dalam peranti elektronik baharu bukan sahaja pemain GPS dan DVD dan peranti elektronik pengguna lain. Hari ini, unit kawalan enjin (ECU), tingkap kereta elektrik dan tempat duduk elektrik, dan peranti elektronik badan seperti tempat duduk elektrik telah menjadi konfigurasi standard bagi banyak model asas. Beban baru tahap eksponen telah terjejas dengan serius, dan kegagalan yang disebabkan oleh sistem elektrik semakin menjadi bukti.

Menurut statistik ADAc dan RAC, hampir 36% boleh dikaitkan dengan kegagalan elektrik dalam semua kegagalan kereta. Jika nombor itu dianalisis, didapati lebih daripada 50% kerosakan disebabkan oleh komponen bateri asid plumbum. Dua ciri utama di bawah bateri harus mencerminkan kesihatan bateri asid plumbum: (1) Keadaan pengecasan (SoC): SOC menunjukkan jumlah cas yang boleh dibekalkan, perwakilan peratusan kapasiti penarafan bateri (iaitu, SOC SOC bateri baharu).

(2) Status operasi (SOH): SOH menunjukkan jumlah cas yang boleh disimpan. Petunjuk status pengecasan keadaan pengecasan adalah lebih baik daripada tolok bahan api bateri. Terdapat banyak cara untuk mengira SOC, dua daripadanya ialah dua: kaedah pengukuran voltan litar terbuka dan ujian Coulomb (juga dikenali sebagai kaedah pengiraan Coulomb).

(1) Kaedah pengukuran voltan litar terbuka (VOC): Hubungan pekat antara voltan litar terbuka dan keadaan pengecasannya semasa tanpa bateri. Kaedah pengiraan ini mempunyai dua had asas: Pertama, untuk mengira SOC, bateri mesti dibuka, tiada beban; yang kedua ialah ukuran ini hanya tepat selepas tempoh kestabilan yang agak besar. Had ini menjadikan kaedah VOC tidak sesuai untuk pengiraan dalam talian SOC.

Kaedah ini biasanya digunakan di kedai pembaikan kereta, di mana bateri dikeluarkan, dan voltan antara kutub elektrik positif dan negatif boleh diukur dengan jadual voltan. (2) Coulomb assay: Kaedah ini menggunakan Coulomb Count untuk membawa arus ke titik masa, dengan itu menentukan SOC. Menggunakan kaedah ini, SOC boleh dikira dalam masa nyata, walaupun bateri berada di bawah keadaan beban.

Walau bagaimanapun, ralat pengukuran coulomb akan meningkat dari semasa ke semasa. Ia secara umumnya menggunakan voltan litar terbuka dan pengiraan coulomb untuk mengira keadaan pengecasan bateri. Status pengendalian keadaan berjalan mencerminkan keadaan umum bateri, dan keupayaannya untuk menyimpan cas berbanding bateri baharu.

Oleh kerana sifat bateri itu sendiri, SOH sangat rumit, bergantung pada komposisi kimia dan persekitaran bateri. SOH bateri dipengaruhi oleh banyak faktor, termasuk penerimaan pengecasan, impedans dalaman, voltan, nyahcas sendiri dan suhu. Faktor ini secara amnya dianggap sukar untuk mengukur faktor ini dalam persekitaran masa nyata dalam persekitaran automotif.

Dalam fasa permulaan (permulaan enjin), bateri berada di bawah beban terbesar, pada masa ini, kaedah pengiraan SOC dan SOH yang sebenarnya digunakan oleh pembangun penderia bateri utama yang sebenarnya digunakan oleh pembangun penderia bateri automotif terkemuka adalah sangat sulit, selalunya dipatenkan. Lindungi. Sebagai pemilik harta intelek, mereka biasanya bekerjasama rapat dengan VARTA dan MOLL untuk membangunkan algoritma ini.

Rajah 1 menunjukkan litar diskret yang biasa digunakan untuk pengesanan bateri. Rajah 1: Penyelesaian pengesanan bateri berasingan Litar ini boleh dibahagikan kepada tiga bahagian: (1) pengesanan bateri: voltan bateri mengesan oleh pengecut perintang terus daripada elektrod positif bateri. Untuk mengesan arus, perintang pengesanan (aplikasi 12V biasanya digunakan dalam 100Mω) Antara negatif bateri dan pembumian.

Dalam konfigurasi ini, casis logam kereta secara amnya, dan rintangan pengesanan dipasang dalam litar semasa bateri. Dalam konfigurasi lain, elektrod negatif bateri ialah. Mengenai pengiraan SOH, anda juga mesti mengesan suhu bateri.

(2) Pengawal Mikro: Pengawal mikro atau MCU menyelesaikan dua tugas penting. Tugas pertama ialah memproses hasil penukar analog (ADC). Kerja ini mungkin mudah, seperti hanya penapisan asas; ia mungkin rumit, seperti mengira SOC dan SOH.

Fungsi sebenar bergantung pada keupayaan pemprosesan MCU dan keperluan pengeluar kereta. Tugas kedua ialah menghantar proses melalui antara muka komunikasi ke ECU. (3) Antara muka komunikasi: Pada masa ini, antara muka rangkaian antara sambungan tempatan (LIN) ialah antara muka komunikasi yang paling biasa antara penderia bateri dan ECU.

Lin ialah satu talian, alternatif kos rendah kepada protokol CAN yang terkenal. Ini adalah konfigurasi pengesanan bateri yang paling mudah. Walau bagaimanapun, kebanyakan algoritma pengesanan bateri ketepatan memerlukan kedua-dua voltan dan arus bateri, atau voltan bateri, arus dan suhu secara serentak.

Untuk membuat pensampelan segerak, anda perlu menambah sehingga dua penukar analog kepada digital. Di samping itu, ADC dan MCU melaraskan bekalan kuasa untuk berfungsi dengan betul, menyebabkan kerumitan litar baharu. Ini telah diselesaikan oleh pengeluar transceiver Lin dengan menyepadukan bekalan kuasa.

Pembangunan pengesanan bateri ketepatan automotif seterusnya adalah transceiver ADC, MCU dan Lin yang disepadukan, seperti Pengawal Mikro Simulasi Ketepatan Siri AduC703X ADU. AduC703X membekalkan dua atau tiga 8KSP, 16-bit<000000>sigma;-Adc, 20.48MHzarm7TDMIMCU dan Linv2 bersepadu.

0 transceiver yang serasi. Siri ADUC703X disepadukan dengan pelaras perbezaan tekanan rendah, yang boleh dikuasakan terus daripada bateri asid plumbum. Untuk memenuhi keperluan pengesanan bateri automotif, hujung hadapan termasuk peranti berikut: pengecil voltan untuk memantau voltan bateri; penguat perolehan boleh atur cara, dengan 100mωApabila menggunakan perintang bersama-sama, sokong arus skala penuh 1A hingga 1500A; penumpuk, menyokong kiraan coulomb tanpa pemantauan perisian; dan sensor suhu tunggal.

Rajah 2 menunjukkan penyelesaian kepada peranti bersepadu ini. Rajah 2: Penyelesaian kepada peranti bersepadu Contoh beberapa tahun yang lalu, hanya kereta mewah dilengkapi dengan sensor bateri. Hari ini, terdapat lebih banyak kereta sederhana dan rendah untuk memasang peranti elektronik kecil, dan ia hanya boleh dilihat dalam model mewah sepuluh tahun yang lalu.

Oleh itu, bilangan kerosakan yang disebabkan oleh bateri asid plumbum ditambah secara berterusan. Selepas beberapa tahun, setiap kereta akan memasang sensor bateri untuk mengurangkan risiko meningkatkan risiko peranti elektronik.