Reduceți defecțiunile electrice ale autovehiculelor utilizând tehnologia de detectare și detectare a bateriilor cu litiu de precizie

Awdur: Iflowpower - Mofani oa Seteishene sa Motlakase se nkehang

La fiecare cinci defecțiuni mașini este una dintre baterii. În următorii câțiva ani, odată cu creșterea popularității tehnologiilor auto, cum ar fi transmisia electrică, managementul motorului pornire/stingere și hibrid (electricitate/gaz), această problemă va deveni din ce în ce mai serioasă. Pentru a reduce defecțiunea, tensiunea, curentul și temperatura bateriei sunt detectate cu acuratețe, iar rezultatele sunt pretratate, sunt utilizate starea de încărcare și starea de funcționare, iar rezultatele sunt trimise la unitatea de control al motorului (ECU) și la funcția de încărcare de control.

Mașinile moderne s-au născut la începutul secolului al XX-lea. Prima mașină se bazează pe pornire manuală, cu o mare putere, există un risc mare, iar această manivelă a mașinii a provocat multe morți. În 1902, primul motor pornit de la baterie a fost dezvoltat cu succes.

Până în 1920, toate mașinile au fost pornite. Utilizarea inițială este o baterie uscată. Când energia electrică este epuizată, aceasta trebuie înlocuită.

În curând, bateria lichidă (adică vechea baterie plumb-acid) înlocuiește bateria uscată. Avantajul bateriei plumb-acid este că atunci când motorul funcționează, se poate încărca de la. În ultimul secol, bateriile plumb-acid au avut loc schimbări reduse, iar ultima îmbunătățire importantă este etanșarea acesteia.

Adevărata schimbare sunt nevoile ei. La început, bateria este folosită doar pentru pornirea mașinii, claxonul și sursa de alimentare pentru lampă. Astăzi, toate sistemele electrice ale mașinii trebuie alimentate înainte de aprindere.

O creștere a noilor dispozitive electronice nu sunt doar playere GPS și DVD și alte dispozitive electronice de larg consum. Astăzi, unitatea de control al motorului (ECU), geamul mașinii electrice și scaunul electric și dispozitivul electronic al caroseriei, cum ar fi scaunul electric, au devenit o configurație standard a multor modele de bază. Noua sarcină a nivelului exponențial a afectat serios, iar defecțiunea cauzată de sistemul electric este tot mai mult dovada.

Conform statisticilor ADAc și RAC, aproape 36% pot fi atribuite defecțiunilor electrice în toate defecțiunile auto. Dacă se analizează numărul, se poate constata că mai mult de 50% din defecțiune este cauzată de componentele bateriei plumb-acid. Două caracteristici cheie de sub baterie ar trebui să reflecte starea de sănătate a bateriilor plumb-acid: (1) Starea de încărcare (SoC): SOC indică cât de multă încărcare poate fi furnizată, reprezentarea procentuală a capacității nominale a bateriei (adică noua baterie SOC SOC).

(2) Starea de funcționare (SOH): SOH indică cât de multă încărcare poate fi stocată. Indicarea stării de încărcare a stării de încărcare este mai bună decât indicatorul de combustibil al bateriei. Există multe modalități de a calcula SOC, dintre care două sunt două: metoda de măsurare a tensiunii în circuit deschis și testul Coulomb (cunoscut și ca metoda de numărare Coulomb).

(1) Metoda de măsurare a tensiunii în circuit deschis (VOC): relație condensată între tensiunea în circuit deschis și starea sa de încărcare în timpul lipsei bateriei. Această metodă de calcul are două limite de bază: În primul rând, pentru a calcula SOC, bateria trebuie să se deschidă, fără sarcină; a doua este că această măsurătoare este precisă numai după o perioadă considerabilă de stabilitate. Aceste limitări fac ca metoda VOC să nu fie adecvată pentru calcularea online a SOC.

Această metodă este de obicei folosită într-un atelier de reparații auto, unde bateria este scoasă, iar tensiunea dintre polii electrici pozitiv și negativ poate fi măsurată cu un tabel de tensiuni. (2) Testul Coulomb: Această metodă utilizează Contorul Coulomb pentru a duce curentul la punctele de timp, determinând astfel SOC. Folosind această metodă, SOC-ul poate fi calculat în timp real, chiar dacă bateria este în condiții de încărcare.

Cu toate acestea, eroarea de măsurare a coulombului va crește în timp. În general, se utilizează în mod cuprinzător tensiunea în circuit deschis și numărarea coulombilor pentru a calcula starea de încărcare a bateriei. Starea de funcționare a stării de funcționare reflectă starea generală a bateriei și capacitatea acesteia de a stoca încărcare în comparație cu bateriile noi.

Datorită naturii bateriei în sine, SOH este foarte complicat, în funcție de compoziția chimică și de mediul în care se află bateria. SOH al bateriei este afectat de mulți factori, inclusiv acceptarea încărcării, impedanța internă, tensiunea, autodescărcarea și temperatura. Acești factori sunt, în general, considerați a fi dificil de măsurat acești factori în medii în timp real din mediul auto.

În faza de pornire (pornirea motorului), bateria se află sub cea mai mare sarcină, în acest moment, metodele de calcul SOC și SOH utilizate efectiv de dezvoltatorul de senzori pentru baterii cu plumb utilizate efectiv de dezvoltatorii de lideri ai senzorilor pentru baterii auto sunt foarte confidențiale, fiind adesea brevetate. Proteja. În calitate de proprietar al proprietății intelectuale, de obicei lucrează îndeaproape cu VARTA și MOLL pentru a dezvolta acești algoritmi.

Figura 1 prezintă circuitul discret utilizat în mod obișnuit pentru detectarea bateriei. Figura 1: Soluție separată de detectare a bateriei Acest circuit poate fi împărțit în trei părți: (1) detectarea bateriei: tensiunea bateriei detectează printr-un atenuator rezistiv direct de la electrodul pozitiv al bateriei. Pentru a detecta curentul, un rezistor de detecție (aplicația de 12V este utilizată în general la 100Mω) Printre negativele bateriei și masă.

În această configurație, șasiul metalic al mașinii este în general, iar rezistența de detectare este montată în circuitul de curent al bateriei. În alte configurații, electrodul negativ al bateriei este. Despre calculele SOH, trebuie să detectați și temperatura bateriei.

(2) Microcontroller: Microcontroler sau MCU finalizare importantă două sarcini. Prima sarcină este de a procesa rezultatul convertorului analogic (ADC). Această lucrare poate fi simplă, cum ar fi doar filtrarea de bază; poate fi complex, cum ar fi calcularea SOC și SOH.

Funcția reală depinde de capacitățile de procesare ale MCU și de nevoile producătorilor de mașini. A doua sarcină este să trimiteți procesul prin interfața de comunicare către ECU. (3) Interfață de comunicație: în prezent, interfața rețelei de interconectare locală (LIN) este cea mai comună interfață de comunicare între senzorii bateriei și ECU.

Lin este o alternativă cu o singură linie, cu costuri reduse, la un protocol CAN larg cunoscut. Aceasta este cea mai ușoară configurație de detectare a bateriei. Cu toate acestea, majoritatea algoritmilor de detectare a bateriei de precizie necesită atât tensiunile bateriei, cât și curentul, sau tensiunea bateriei, curentul și temperatura simultan.

Pentru a realiza eșantionarea sincronă, trebuie să adăugați până la două convertoare analog-digitale. În plus, ADC-urile și MCU-urile reglează sursa de alimentare pentru a funcționa corect, provocând o nouă complexitate a circuitului. Acest lucru a fost rezolvat de producătorul transceiver-ului Lin prin integrarea sursei de alimentare.

Următoarea dezvoltare a detectării de precizie a bateriei auto este transceiver-urile ADC, MCU și Lin integrate, cum ar fi microcontrolerul de simulare de precizie din seria AduC703X de la ADU. AduC703X furnizează două sau trei 8KSP-uri, 16 biți<000000>sigma;-Adc, un 20.48MHzarm7TDMIMCU și un Linv2 integrat.

0 transceiver compatibil. Seria ADUC703X este integrată cu un reglator al diferenței de presiune joasă, care poate fi alimentat direct de la bateria plumb-acid. Pentru a răspunde nevoilor de detectare a bateriei auto, capătul frontal include următorul dispozitiv: un atenuator de tensiune pentru monitorizarea tensiunii bateriei; un amplificator de amplificare programabil, cu 100mωCând folosiți rezistorul împreună, susțineți curentul la scară maximă de la 1A la 1500A; un acumulator, suportă numărul de coulomb fără monitorizare software; și un singur senzor de temperatură.

Figura 2 prezintă o soluție pentru acest dispozitiv integrat. Figura 2: Soluție pentru dispozitivele integrate Un exemplu de acum câțiva ani, doar mașinile de ultimă generație sunt echipate cu un senzor de baterie. Astăzi, există din ce în ce mai multe mașini medii și low-end pentru instalarea de dispozitive electronice mici și poate fi văzută doar la modelele high-end în urmă cu zece ani.

Numărul de defecțiuni cauzate de bateriile plumb-acid se adaugă în mod continuu. După câțiva ani, fiecare mașină va instala senzorul bateriei pentru a reduce riscul creșterii riscului dispozitivului electronic.