Как продлить срок службы и надежность автомобильного аккумулятора?

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Leverancier van draagbare energiecentrales

Каждая пятая поломка автомобиля — это выход из строя аккумуляторной батареи. В будущем, с ростом популярности таких автомобильных технологий, как электрическая трансмиссия, управление запуском/срывом пламени двигателя и гибридные (электричество/газ), эта проблема будет становиться все более серьезной. Как продлить срок службы и надежность аккумулятора автомобиля? Каждая пятая неисправность автомобиля связана с аккумулятором.

В будущем, с ростом популярности таких автомобильных технологий, как электрическая трансмиссия, управление запуском/срывом пламени двигателя и гибридные (электричество/газ), эта проблема будет становиться все более серьезной. Чтобы уменьшить количество отказов, напряжение, ток и температура аккумулятора тщательно проверяются, результаты предварительно обрабатываются, рассчитывается состояние заряда и рабочее состояние, а результаты отправляются в блок управления двигателем (ЭБУ) и функцию управления зарядкой. Современные автомобили появились в начале 20 века.

Первая машина заводится вручную. Он очень мощный, сопряжен с высоким риском, и этот ручной привод автомобиля стал причиной множества смертей. В 1902 году был успешно разработан первый двигатель с аккумуляторным пуском.

К 1920 году все автомобили были запущены. Первоначальное использование — сухая батарея. Когда электрическая энергия исчерпывается, ее замена не производится.

Вскоре на смену сухим аккумуляторам приходит жидкий аккумулятор (то есть старый свинцово-кислотный аккумулятор). Преимущество свинцово-кислотного аккумулятора заключается в возможности его зарядки от среды при работающем двигателе. За последнее столетие свинцово-кислотные аккумуляторы практически не изменились, и последним важным усовершенствованием стала их герметизация.

Истинные изменения — это его потребность. Сначала аккумулятор используется только для запуска автомобиля, подачи звукового сигнала и питания фары. Сегодня все электрические системы автомобиля должны быть запитаны до зажигания.

Всплеск новых электронных устройств — это не только GPS-навигаторы, DVD-плееры и другие потребительские электронные устройства. Сегодня блок управления двигателем (ЭБУ), электростеклоподъемники и электросиденья автомобилей, а также электронные устройства кузова, такие как электросиденья, стали стандартной конфигурацией многих базовых моделей. Новая нагрузка на экспоненциальном уровне возникла серьезно, и отказ, вызванный электрической системой, становится все более очевидным.

По статистике ADAC и RAC, почти 36% поломок автомобилей связаны с неисправностями электрооборудования. Если разложить это число, то можно обнаружить, что более 50% неисправностей вызваны компонентами свинцово-кислотного аккумулятора. Оценка состояния аккумулятора Следующие ключевые характеристики могут отражать состояние свинцово-кислотного аккумулятора: (1) Состояние заряда (SOC): SOC показывает, сколько заряда может быть подано, номинальная емкость аккумулятора (т.

е., процентное представление уровня заряда новой батареи. (2) Состояние работы (SOH): SOH показывает, сколько заряда может храниться.

Индикация состояния заряда точнее, чем индикатор уровня заряда аккумулятора. Существует много способов расчета SOC, два из которых включают в себя: метод измерения напряжения разомкнутой цепи и метод Кулона (также известный как подсчет Кулона). (1) Метод измерения напряжения разомкнутой цепи (VOC): сжатое соотношение между напряжением разомкнутой цепи и ее состоянием заряда при отсутствии батареи.

Этот метод расчета имеет два основных ограничения: во-первых, для расчета SOC батарея не открыта, а нагрузка не подключена. Во-вторых, это измерение становится точным только после достижения значительной стабильности. Эти ограничения делают подход VOC к расчету онлайн-расчета SOC невозможным. Этот метод обычно используется в автомастерской, где снимают аккумулятор и измеряют напряжение между положительным и отрицательным электрическими полюсами.

(2) Кулоновский анализ: этот метод использует подсчет Кулона для измерения тока в определенные моменты времени, тем самым определяя SOC. При таком подходе можно рассчитать уровень заряда в режиме реального времени, даже если аккумулятор находится под нагрузкой. Однако погрешность измерения кулона со временем будет увеличиваться.

Как правило, для расчета состояния заряда аккумулятора в комплексе используется напряжение разомкнутой цепи и подсчет кулонов. Рабочее состояние аккумулятора отражает общее состояние аккумулятора и его способность сохранять заряд по сравнению с новыми аккумуляторами. Из-за особенностей самой батареи вычисления SOH очень сложны и зависят от химического состава и среды, в которой находится батарея.

На уровень заряда аккумулятора влияют многие факторы, включая способность принимать заряд, внутреннее сопротивление, напряжение, саморазряд и температуру. Обычно считается, что эти факторы трудно измерить в режиме реального времени в автомобильной среде. На этапе запуска (запуска двигателя) аккумуляторная батарея находится под максимальной нагрузкой, в это время состояние ее заряда наиболее полно отражается в ее состоянии.

Bosch, Hella и т.д. Фактические расчеты SOC и SOH, которые фактически используются ведущими разработчиками датчиков автомобильных аккумуляторов, строго конфиденциальны и часто защищены патентами. Как владельцы интеллектуальной собственности, они обычно тесно сотрудничают с VARTA и MOLL при разработке этих алгоритмов.

Эту схему можно разделить на три части: (1) тестовое напряжение батареи для проверки резистивного аттенюатора, который напрямую отделен от положительного электрода батареи. Для испытательного тока поместите испытательный резистор (для 12 В обычно используют 100 МОм) между отрицательным электродом и землей. В этой конфигурации металлическое шасси автомобиля, как правило, и испытательный резистор устанавливаются в токовую цепь аккумулятора.

В других конфигурациях отрицательный электрод батареи. Что касается расчета SOH, то он не предназначен для проверки температуры батареи. (2) Микроконтроллер микроконтроллер или MCU важное завершение двух задач.

Первая задача — решить результат работы аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Эта работа может быть простой, например, только базовая фильтрация), а может быть и сложной, например, расчет SOC и SOH. Фактическая функция зависит от разрешения микроконтроллера и потребностей автопроизводителей.

Вторая задача — отправить полученные данные через интерфейс связи в ЭБУ. (3) Интерфейс связи В настоящее время интерфейс локальной межсетевой связи (Lin) является наиболее распространенным интерфейсом связи между датчиками аккумуляторной батареи и ЭБУ. Lin — это однолинейная, недорогая альтернатива широко известному протоколу CAN.

Это самая простая конфигурация тестирования аккумулятора. Однако большинство алгоритмов точного тестирования аккумуляторов требуют как напряжения, так и тока аккумулятора, или напряжения, тока и температуры аккумулятора. Для осуществления синхронной выборки необходимо добавить до двух аналого-цифровых преобразователей.

Кроме того, АЦП и микроконтроллеры регулируют питание для правильной работы, что приводит к усложнению схемы. Производитель трансивера LIN реализовал эту задачу путем интеграции источника питания. Следующая разработка в области прецизионного тестирования автомобильных аккумуляторов интегрирована с АЦП, микроконтроллерами и приемопередатчиками Lin, такими как прецизионные микроконтроллеры моделирования серии AduC703X компании ADI.

AduC703X оснащен двумя или тремя 8kSP, 16-битным (сигма)-(дельта) АЦП, 20,48 МГц arm7TDMIMCU и интегрированным приемопередатчиком, совместимым с Linv2.0.

Серия ADUC703X оснащена регулятором низкого перепада давления, который может питаться от свинцово-кислотных аккумуляторов. Для удовлетворения потребностей испытаний автомобильных аккумуляторов в состав входной части входят следующие устройства: аттенюатор напряжения для контроля напряжения аккумулятора, программируемый усилитель усиления, при использовании с резистором сопротивлением 100 мОм поддерживающий полный ток 1 А (ниже 1500 А), функция накопления, поддержка подсчета кулонов без программного контроля и один датчик температуры. Несколько лет назад датчиками заряда аккумулятора оснащались только автомобили премиум-класса.

Сегодня все больше автомобилей среднего и бюджетного класса оснащаются небольшими электронными устройствами, а десять лет назад их можно было увидеть только в моделях высшего класса. Поэтому число неисправностей, вызванных свинцово-кислотными аккумуляторами, постоянно увеличивается. Через несколько лет в каждом автомобиле будет установлен датчик заряда аккумулятора, тем самым снижая риск увеличения риска выхода его из строя.