सटीक लिथियम ब्याट्री पत्ता लगाउने र सेन्सिङ प्रविधि प्रयोग गरेर अटोमोटिभ विद्युतीय विफलता कम गर्नुहोस्

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Soláthraí Stáisiún Cumhachta Inaistrithe

प्रत्येक पाँच कारको बिग्रने समस्या भनेको ब्याट्री मध्ये एक हो। आगामी केही वर्षहरूमा, विद्युतीय प्रसारण, स्टार्ट/फ्लेमआउट इन्जिन व्यवस्थापन र हाइब्रिड (बिजुली/ग्यास) जस्ता अटोमोटिभ प्रविधिहरूको बढ्दो लोकप्रियतासँगै, यो समस्या झन्झन् गम्भीर हुँदै जानेछ। गल्ती कम गर्न, ब्याट्रीको भोल्टेज, करेन्ट र तापक्रम सही रूपमा पत्ता लगाइन्छ, र परिणामहरू पूर्व-उपचार गरिन्छ, चार्जिङ अवस्था र सञ्चालन अवस्था प्रयोग गरिन्छ, र परिणामहरू इन्जिन नियन्त्रण इकाई (ECU) र नियन्त्रण चार्जिङ प्रकार्यमा पठाइन्छ।

आधुनिक कारहरूको जन्म २० औं शताब्दीको सुरुतिर भएको थियो। पहिलो कार म्यानुअल स्टार्टअपमा भर पर्छ, धेरै बलियो हुँदा, उच्च जोखिम हुन्छ, र कारको यो हात क्र्याङ्कले धेरै मृत्यु निम्त्याएको छ। १९०२ मा, पहिलो ब्याट्रीबाट सुरु भएको मोटर सफलतापूर्वक विकास गरिएको थियो।

१९२० सम्ममा सबै कारहरू सुरु भइसकेका थिए। सुरुवाती प्रयोग सुख्खा ब्याट्री हो। जब बिजुलीको ऊर्जा सकियो, यसलाई बदल्नु पर्छ।

चाँडै, तरल ब्याट्री (अर्थात् प्राचीन लिड-एसिड ब्याट्री) ले सुख्खा ब्याट्रीलाई प्रतिस्थापन गर्नेछ। लिड-एसिड ब्याट्रीको फाइदा भनेको इन्जिन काम गरिरहेको बेला, यो चार्ज हुन सक्छ। पछिल्लो शताब्दीमा, लिड-एसिड ब्याट्रीहरूमा थोरै परिवर्तन भएको छ, र अन्तिम महत्त्वपूर्ण सुधार भनेको यसलाई सिल गर्नु हो।

साँचो परिवर्तन भनेको यसको आवश्यकता हो। सुरुमा, ब्याट्री केवल कार सुरु गर्न, हर्न बजाउन र बत्तीको लागि पावर सप्लाई गर्न प्रयोग गरिन्छ। आज, कारको सबै विद्युतीय प्रणालीहरू इग्निशन गर्नु अघि पावर हुनुपर्छ।

नयाँ इलेक्ट्रोनिक उपकरणहरूमा वृद्धि केवल GPS र DVD प्लेयरहरू र अन्य उपभोक्ता इलेक्ट्रोनिक उपकरणहरूमा मात्र होइन। आज, इन्जिन नियन्त्रण एकाइ (ECU), इलेक्ट्रिक कारको झ्याल र इलेक्ट्रिक सिट, र इलेक्ट्रिक सिट जस्ता बडी इलेक्ट्रोनिक उपकरण धेरै आधारभूत मोडेलहरूको मानक कन्फिगरेसन बनेको छ। घातीय स्तरको नयाँ भारले गम्भीर रूपमा असर गरेको छ, र विद्युतीय प्रणालीको कारणले हुने विफलता बढ्दो रूपमा प्रमाणित हुँदै गइरहेको छ।

ADAc र RAC तथ्याङ्कका अनुसार, सबै कार विफलताहरूमा लगभग ३६% विद्युतीय विफलतालाई जिम्मेवार ठहराउन सकिन्छ। यदि संख्याको विश्लेषण गरियो भने, यो पत्ता लगाउन सकिन्छ कि ५०% भन्दा बढी गल्ती लिड-एसिड ब्याट्रीको घटकहरूको कारणले हुन्छ। ब्याट्री मुनिका दुई प्रमुख विशेषताहरूले लिड-एसिड ब्याट्रीहरूको स्वास्थ्य प्रतिबिम्बित गर्नुपर्छ: (१) चार्जिङ अवस्था (SoC): SOC ले कति चार्ज आपूर्ति गर्न सकिन्छ भन्ने संकेत गर्छ, ब्याट्रीको मूल्याङ्कन क्षमता (अर्थात्, नयाँ ब्याट्री SOC SOC) प्रतिशत प्रतिनिधित्व।

(२) सञ्चालन स्थिति (SOH): SOH ले कति चार्ज भण्डारण गर्न सकिन्छ भन्ने संकेत गर्छ। ब्याट्रीको इन्धन गेज भन्दा चार्जिङ अवस्था चार्ज स्थिति संकेत राम्रो छ। SOC गणना गर्ने धेरै तरिकाहरू छन्, जसमध्ये दुई हुन्: खुला सर्किट भोल्टेज मापन विधि र कुलम्ब परख (जसलाई कुलम्ब गणना विधि पनि भनिन्छ)।

(१) खुला सर्किट भोल्टेज (VOC) मापन विधि: ब्याट्री-मुक्त हुँदा खुला सर्किट भोल्टेज र यसको चार्जिङ अवस्था बीचको सघन सम्बन्ध। यस गणना विधिमा दुई आधारभूत सीमाहरू छन्: पहिलो, SOC गणना गर्न, ब्याट्री खोल्नु पर्छ, कुनै लोड छैन; दोस्रो यो मापन पर्याप्त स्थिरता अवधि पछि मात्र सही हुन्छ। यी सीमितताहरूले VOC विधिलाई SOC को अनलाइन गणनाको लागि उपयुक्त बनाउँदैन।

यो विधि सामान्यतया कार मर्मत पसलमा प्रयोग गरिन्छ, जहाँ ब्याट्री हटाइन्छ, र सकारात्मक र नकारात्मक विद्युतीय पोलहरू बीचको भोल्टेज भोल्टेज तालिकाको साथ मापन गर्न सकिन्छ। (२) कुलम्ब परख: यो विधिले कुलम्ब काउन्ट प्रयोग गरेर वर्तमानलाई समय बिन्दुहरूमा लैजान्छ, जसले गर्दा SOC निर्धारण हुन्छ। यो विधि प्रयोग गरेर, ब्याट्री लोड अवस्थामा भए पनि, वास्तविक समयमा SOC गणना गर्न सकिन्छ।

यद्यपि, कुलम्ब मापनको त्रुटि समयसँगै बढ्दै जानेछ। यसले ब्याट्रीको चार्जिङ अवस्था गणना गर्न सामान्यतया ओपन सर्किट भोल्टेज र कुलम्ब गणनाको व्यापक प्रयोग गर्छ। चलिरहेको अवस्थाको सञ्चालन स्थितिले ब्याट्रीको सामान्य अवस्था र नयाँ ब्याट्रीहरूको तुलनामा चार्ज भण्डारण गर्ने क्षमतालाई प्रतिबिम्बित गर्दछ।

ब्याट्रीको प्रकृतिको कारणले गर्दा, SOH धेरै जटिल छ, जुन ब्याट्रीको रासायनिक संरचना र वातावरणमा निर्भर गर्दछ। ब्याट्रीको SOH चार्जिङ स्वीकृति, आन्तरिक प्रतिबाधा, भोल्टेज, स्व-डिस्चार्ज र तापक्रम सहित धेरै कारकहरूले प्रभावित हुन्छ। यी कारकहरूलाई सामान्यतया अटोमोटिभ वातावरणमा वास्तविक-समय वातावरणमा यी कारकहरू मापन गर्न गाह्रो मानिन्छ।

स्टार्टअप चरण (इन्जिन स्टार्ट) मा, ब्याट्री सबैभन्दा ठूलो भारमा हुन्छ, यस समयमा, प्रमुख अटोमोटिभ ब्याट्री सेन्सर विकासकर्ताहरूले वास्तवमा प्रयोग गर्ने लिड ब्याट्री सेन्सर विकासकर्ताहरूले प्रयोग गर्ने SOC र SOH गणना विधिहरू अत्यधिक गोप्य हुन्छन्, प्रायः पेटेन्ट गरिन्छ। सुरक्षा गर्नुहोस्। बौद्धिक सम्पत्तिको मालिकको रूपमा, तिनीहरू सामान्यतया यी एल्गोरिदमहरू विकास गर्न VARTA र MOLL सँग नजिकबाट काम गर्छन्।

चित्र १ ले ब्याट्री पत्ता लगाउनको लागि सामान्यतया प्रयोग हुने डिस्क्रिट सर्किट देखाउँछ। चित्र १: छुट्टै ब्याट्री पत्ता लगाउने समाधान यो सर्किटलाई तीन भागमा विभाजन गर्न सकिन्छ: (१) ब्याट्री पत्ता लगाउने: ब्याट्री भोल्टेजले ब्याट्री पोजिटिभ इलेक्ट्रोडबाट सिधै प्रतिरोधी एटेन्युएटरद्वारा पत्ता लगाउँछ। करेन्ट पत्ता लगाउन, डिटेक्शन रेजिस्टर (१२V एप्लिकेसन सामान्यतया १००M मा प्रयोग गरिन्छ)ω) ब्याट्री नकारात्मक र ग्राउन्ड बीच।

यस कन्फिगरेसनमा, कारको धातुको चेसिस सामान्यतया हुन्छ, र पत्ता लगाउने प्रतिरोध ब्याट्रीको वर्तमान सर्किटमा माउन्ट गरिएको हुन्छ। अन्य कन्फिगरेसनहरूमा, ब्याट्रीको नकारात्मक इलेक्ट्रोड हुन्छ। SOH गणनाको बारेमा, तपाईंले ब्याट्रीको तापक्रम पनि पत्ता लगाउनु पर्छ।

(२) माइक्रोकन्ट्रोलर: माइक्रोकन्ट्रोलर वा MCU ले दुई महत्त्वपूर्ण कार्यहरू पूरा गर्दछ। पहिलो कार्य भनेको एनालग कन्भर्टर (ADC) को नतिजा प्रशोधन गर्नु हो। यो काम सरल हुन सक्छ, जस्तै आधारभूत फिल्टरिङ मात्र; यो जटिल हुन सक्छ, जस्तै SOC र SOH गणना गर्ने।

वास्तविक कार्य MCU को प्रशोधन क्षमता र कार निर्माताहरूको आवश्यकतामा निर्भर गर्दछ। दोस्रो कार्य भनेको प्रक्रियालाई सञ्चार इन्टरफेस मार्फत ECU मा पठाउनु हो। (३) सञ्चार इन्टरफेस: हाल, स्थानीय इन्टरकनेक्ट नेटवर्क (LIN) इन्टरफेस ब्याट्री सेन्सर र ECU हरू बीचको सबैभन्दा सामान्य सञ्चार इन्टरफेस हो।

लिन एकल लाइन, व्यापक रूपमा ज्ञात CAN प्रोटोकलको कम लागतको विकल्प हो। यो ब्याट्री पत्ता लगाउने सबैभन्दा सजिलो कन्फिगरेसन हो। यद्यपि, धेरैजसो परिशुद्धता ब्याट्री पत्ता लगाउने एल्गोरिदमहरूलाई ब्याट्री भोल्टेज र करेन्ट, वा ब्याट्री भोल्टेज, करेन्ट र तापक्रम एकैसाथ आवश्यक पर्दछ।

सिंक्रोनस नमूना बनाउनको लागि, तपाईंले दुईवटा एनालग देखि डिजिटल कन्भर्टरहरू थप्नुपर्छ। यसको अतिरिक्त, ADC र MCU हरूले पावर सप्लाईलाई सही रूपमा काम गर्न समायोजन गर्छन्, जसले गर्दा नयाँ सर्किट जटिलता उत्पन्न हुन्छ। यो समस्या लिन ट्रान्सीभर निर्माताले पावर सप्लाईलाई एकीकृत गरेर समाधान गरेको छ।

अटोमोटिभ प्रेसिजन ब्याट्री पत्ता लगाउने अर्को विकास ADC, MCU र लिन ट्रान्सीभरहरू एकीकृत छन्, जस्तै ADU को AduC703X सिरिज प्रेसिजन सिमुलेशन माइक्रोकन्ट्रोलर। AduC703X ले दुई वा तीन 8KSPs, 16-bit<000000>sigma;-Adc, एक 20.48MHzarm7TDMIMCU, र एकीकृत Linv2 आपूर्ति गर्दछ।

० मिल्दो ट्रान्सीभर। ADUC703X शृङ्खला कम चाप भिन्नता समायोजकसँग एकीकृत छ, जुन सिधै लिड-एसिड ब्याट्रीबाट संचालित हुन सक्छ। अटोमोटिभ ब्याट्री पत्ता लगाउने आवश्यकताहरू पूरा गर्न, अगाडिको भागमा निम्न उपकरण समावेश छ: ब्याट्री भोल्टेज निगरानीको लागि भोल्टेज एटेन्युएटर; १०० मिटरको साथ प्रोग्रामेबल गेन एम्पलीफायरωरेजिस्टर सँगै प्रयोग गर्दा, १A देखि १५००A सम्मको पूर्ण-स्केल करेन्टलाई समर्थन गर्नुहोस्; एक एक्युमुलेटर, सफ्टवेयर अनुगमन बिना कुलम्ब गणनालाई समर्थन गर्नुहोस्; र एकल तापक्रम सेन्सर।

चित्र २ ले यस एकीकृत उपकरणको समाधान देखाउँछ। चित्र २: एकीकृत उपकरणहरूको समाधान केही वर्ष पहिलेको उदाहरण, केवल उच्च-अन्तका कारहरूमा ब्याट्री सेन्सर जडान गरिएको थियो। आज, साना इलेक्ट्रोनिक उपकरणहरू जडान गर्ने मध्यम र कम-अन्तका कारहरू बढ्दै गएका छन्, र यो दस वर्ष पहिले उच्च-अन्तका मोडेलहरूमा मात्र देख्न सकिन्छ।

त्यसैले लिड-एसिड ब्याट्रीबाट हुने गल्तीहरूको संख्या निरन्तर थपिँदै जान्छ। केही वर्ष पछि, प्रत्येक कारले इलेक्ट्रोनिक उपकरणको जोखिम बढाउने जोखिम कम गर्न ब्याट्री सेन्सर स्थापना गर्नेछ।