Como prolongar a vida útil e a confiabilidade da bateria do carro?

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A cada cinco carros a falha é de uma das baterias. No futuro, com a crescente popularidade de tecnologias automotivas, como transmissão elétrica, gerenciamento de motor de partida/extinção e híbridos (eletricidade/gás), essa questão se tornará cada vez mais séria. Como estender a vida útil e a confiabilidade da bateria do carro? Cada cinco falhas do carro foram causadas pela bateria.

No futuro, com a crescente popularidade de tecnologias automotivas, como transmissão elétrica, gerenciamento de motor de partida/extinção e híbridos (eletricidade/gás), essa questão se tornará cada vez mais séria. Para reduzir a falha, a voltagem, a corrente e a temperatura da bateria são testadas com precisão, e os resultados são pré-resolvidos, o estado de carga e o estado operacional são calculados, e os resultados são enviados para a unidade de controle do motor (ECU) e a função de controle de carga. Os carros modernos nasceram no início do século XX.

O primeiro carro depende de partida manual. É muito potente, há um risco alto, e essa manivela do carro já causou muitas mortes. Em 1902, o primeiro motor a bateria foi desenvolvido com sucesso.

Em 1920, todos os carros já estavam em operação. O uso inicial é com uma bateria seca. Quando a energia elétrica se esgota, ela não é reposta.

Em breve, a bateria líquida (ou seja, a antiga bateria de chumbo-ácido) substituirá a bateria seca. A vantagem da bateria de chumbo-ácido é poder ser carregada a partir do meio quando o motor está funcionando. No último século, quase não houve mudanças nas baterias de chumbo-ácido, e a última melhoria importante foi a vedação.

A verdadeira mudança é a necessidade dela. No início, a bateria é usada apenas para dar partida no carro, na buzina e na alimentação da lâmpada. Hoje em dia, todos os sistemas elétricos do carro precisam ser energizados antes da ignição.

O aumento de novos dispositivos eletrônicos não se limita a GPS, DVD players e outros dispositivos eletrônicos de consumo. Hoje, a unidade de controle do motor (ECU), a janela elétrica do carro, o assento elétrico e o dispositivo eletrônico da carroceria, como o assento elétrico, tornaram-se uma configuração padrão de muitos modelos básicos. A nova carga no nível exponencial tem nascido com seriedade, e a falha causada pelo sistema elétrico é cada vez mais uma evidência.

De acordo com estatísticas do ADAC e do RAC, quase 36% das falhas do carro podem ser atribuídas a falhas elétricas. Se o número for decomposto, pode-se descobrir que mais de 50% da falha é causada pelos componentes da bateria de chumbo-ácido. Avaliação da saúde da bateria As seguintes características principais podem refletir a saúde da bateria de chumbo-ácido: (1) Estado de carga (SOC): O SOC indica quanta carga pode ser fornecida, a capacidade nominal da bateria (ou seja,

por exemplo, representação percentual do SOC (Solução de Corrente) da bateria nova. (2) Status de operação (SOH): SOH indica quanta carga pode ser armazenada.

A indicação do estado de carga é melhor que o indicador de carga da bateria. Há muitas maneiras de calcular o SOC, duas das quais têm dois: método de medição de tensão de circuito aberto e ensaio de Coulomb (também conhecido como contagem de Coulomb). (1) Método de medição de tensão de circuito aberto (VOC): Relação condensada entre a tensão de circuito aberto e seu estado de carga durante a ausência de bateria.

Este método de cálculo tem dois limites básicos: um é calcular o SOC, a bateria não está aberta e a carga não está conectada. Segundo, esta medição só é precisa após uma estabilidade considerável. Essas limitações tornam a abordagem VOC para calcular o SOC de cálculo online. Esse método geralmente é usado em oficinas mecânicas, onde a bateria é removida e a voltagem entre os polos elétricos positivo e negativo pode ser medida.

(2) Ensaio de Coulomb: Este método usa a contagem de Coulomb para medir a corrente em pontos no tempo, determinando assim o SOC. Com essa abordagem, você pode calcular o SOC em tempo real, mesmo se a bateria estiver sob condições de carga. Entretanto, o erro da medição de Coulomb aumentará com o tempo.

Geralmente, ele usa de forma abrangente a tensão de circuito aberto e a contagem de Coulomb para calcular o estado de carga da bateria. O status operacional do estado de execução reflete o estado geral da bateria e sua capacidade de armazenar carga em comparação com baterias novas. Devido à natureza da bateria em si, a computação SOH é muito complicada, dependendo da composição química e do ambiente da bateria.

O SOH da bateria é afetado por muitos fatores, incluindo aceitação de carga, impedância interna, voltagem, autodescarga e temperatura. Esses fatores são geralmente considerados difíceis de medir em ambientes em tempo real no ambiente automotivo. Na fase de inicialização (partida do motor), a bateria está sob carga máxima, neste momento, a bateria está refletindo melhor o SOH da bateria.

Bosch, Hella, etc. Os cálculos reais de SOC e SOH usados ​​pelos principais desenvolvedores de sensores para baterias de automóveis são altamente confidenciais e geralmente protegidos por patente. Como proprietários da propriedade intelectual, eles geralmente trabalham em estreita colaboração com a VARTA e a MOLL para desenvolver esses algoritmos.

Este circuito pode ser dividido em três partes: (1) teste de tensão da bateria para testar o atenuador resistivo que é diretamente separado do eletrodo positivo da bateria. Para a corrente de teste, coloque um resistor de teste (12 V geralmente usa 100 M) entre o eletrodo negativo e o terra. Nessa configuração, o chassi de metal do carro geralmente é, e o resistor de teste é instalado no circuito de corrente da bateria.

Em outras configurações, o eletrodo negativo da bateria é. Sobre o cálculo do SOH, não para testar a temperatura da bateria. (2) Microcontrolador microcontrolador ou MCU conclusão importante de duas tarefas.

A primeira tarefa é resolver o resultado do conversor analógico para digital (ADC). Este trabalho pode ser simples, como apenas filtragem básica, mas também pode ser complexo, como calcular SOC e SOH. A função real depende da resolução do MCU e das necessidades das montadoras.

A segunda tarefa é enviar os dados resolvidos através da interface de comunicação para a ECU. (3) Interface de comunicação Atualmente, a interface de rede de interconexão local (Lin) é a interface de comunicação mais comum entre sensores de bateria e ECUs. Lin é uma alternativa de linha única e baixo custo para um protocolo CAN amplamente conhecido.

Esta é a configuração mais simples de teste de bateria. No entanto, a maioria dos algoritmos de teste de bateria de precisão exigem tanto a voltagem e a corrente da bateria, ou a voltagem, a corrente e a temperatura da bateria. Para fazer amostragem síncrona, você precisa adicionar até dois conversores analógico para digital.

Além disso, o ADC e os MCUs ajustam a fonte de alimentação para funcionar corretamente, causando nova complexidade no circuito. Isso foi processado pelo fabricante do transceptor LIN integrando a fonte de alimentação. O próximo desenvolvimento de testes de precisão de baterias automotivas é integrado com transceptores ADC, MCU e Lin, como os microcontroladores de simulação de precisão da série AduC703X da ADI.

O AduC703X fornece dois ou três 8kSPs, ADC de 16 bits (Sigma) - (Delta), um arm7TDMIMCU de 20,48 MHz e um transceptor integrado compatível com Linv2.0.

A série ADUC703X é integrada com um ajustador de baixa diferença de pressão, que pode ser alimentado por baterias de chumbo-ácido. Para atender às necessidades de testes de baterias automotivas, o front-end inclui o seguinte dispositivo: um atenuador de tensão para monitorar a tensão da bateria) Um amplificador de ganho programável, quando usado com um resistor de 100 m, suporta a corrente de escala total de 1 A abaixo de 1500 A) Um acumulador (suporte para contagem de Coulomb sem monitoramento de software) e um único sensor de temperatura. Alguns anos atrás, apenas carros de luxo eram equipados com sensores de bateria.

Hoje em dia, há cada vez mais carros de médio e baixo custo equipados com pequenos dispositivos eletrônicos, algo que só era possível ver em modelos de alto padrão há dez anos. O número de falhas causadas por baterias de chumbo-ácido aumenta constantemente. Após alguns anos, cada carro instalará o sensor de bateria, reduzindo assim o risco de aumento do risco de falha.