Minska elektriska fel i bilar genom att använda precisionsteknik för detektering och avkänning av litiumbatterier

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - អ្នកផ្គត់ផ្គង់ស្ថានីយ៍ថាមពលចល័ត

Vart femte bilfel är ett av batterierna. Under de närmaste åren, med den ökande populariteten för fordonsteknologier som elektrisk transmission, start/flameout-motorstyrning och hybrid (el/gas), kommer denna fråga att bli mer och mer allvarlig. För att minska felet detekteras batteriets spänning, ström och temperatur noggrant, och resultaten förbehandlas, laddningstillståndet och drifttillståndet används, och resultaten skickas till motorstyrenheten (ECU) och kontrollladdningsfunktionen.

Moderna bilar föddes i början av 1900-talet. Den första bilen förlitar sig på manuell start, med stor styrka, det finns en hög risk, och denna handvev av bilen har orsakat många dödsfall. 1902 utvecklades den första batteristartade motorn framgångsrikt.

År 1920 har alla bilar startats. Den första användningen är ett torrt batteri. När elektrisk energi är slut måste den bytas ut.

Snart ersätter vätskebatteriet (dvs. det urgamla blybatteriet) torrbatteriet. Fördelen med blybatteriet är när motorn går, den kan ladda från. Under det senaste århundradet har det skett liten förändring av blybatterier, och den sista viktiga förbättringen är att försegla den.

Sann förändring är behoven av den. Till en början används batteriet bara för att starta bilen, signalhornet och strömförsörjningen till lampan. Idag måste alla elsystem i bilen drivas före tändning.

En ökning av nya elektroniska enheter är inte bara GPS- och DVD-spelare och andra elektroniska konsumentprodukter. Idag har motorstyrenheten (ECU), elbilsfönstret och elstolen, och kroppens elektroniska enhet som den elektriska stolen blivit en standardkonfiguration för många basmodeller. Den nya belastningen av den exponentiella nivån har allvarligt påverkat, och felet som orsakas av det elektriska systemet är allt mer beviset.

Enligt ADAc- och RAC-statistiken kan nästan 36 % hänföras till elfel i alla bilhaverier. Om antalet analyseras kan det konstateras att mer än 50 % av felet orsakas av komponenterna i blybatteriet. Två nyckelfunktioner under batteriet bör återspegla tillståndet hos bly-syrabatterier: (1) Laddningsläge (SoC): SOC anger hur mycket laddning som kan tillföras, batteriets nominella kapacitet (dvs. det nya batteriet SOC SOC) procentuell representation.

(2) Driftstatus (SOH): SOH anger hur mycket laddning som kan lagras. Laddningsstatusindikatorn är bättre än batteriets bränslemätare. Det finns många sätt att beräkna SOC, varav två är två: öppen krets spänningsmätningsmetod och Coulomb-analys (även känd som Coulomb-räknemetoden).

(1) Mätmetod för öppen kretsspänning (VOC): Kondenserat förhållande mellan öppen kretsspänning och dess laddningstillstånd under batterifri. Denna beräkningsmetod har två grundläggande gränser: För det första, för att kunna beräkna SOC, måste batteriet öppna, utan belastning; den andra är att denna mätning är korrekt först efter en avsevärd stabilitetsperiod. Dessa begränsningar gör att VOC-metoden inte lämpar sig för onlineberäkning av SOC.

Denna metod används vanligtvis i en bilverkstad, där batteriet tas bort, och spänningen mellan de positiva och negativa elektriska polerna kan mätas med en spänningstabell. (2) Coulomb-analys: Denna metod använder Coulomb Count för att ta strömmen till tidpunkter och därigenom bestämma SOC. Med denna metod kan SOC beräknas i realtid, även om batteriet är belastat.

Felet i coulombmätningen kommer dock att öka med tiden. Det är vanligtvis heltäckande att använda öppen kretsspänning och coulombräkning för att beräkna batteriets laddningstillstånd. Driftstatusen för drifttillståndet återspeglar batteriets allmänna tillstånd och dess förmåga att lagra laddning jämfört med nya batterier.

På grund av själva batteriets natur är SOH mycket komplicerat, beroende på batteriets kemiska sammansättning och miljö. Batteriets SOH påverkas av många faktorer, inklusive laddningsacceptans, intern impedans, spänning, självurladdning och temperatur. Dessa faktorer anses generellt vara svåra att mäta dessa faktorer i realtidsmiljöer i fordonsmiljön.

I startfasen (motorstart) är batteriet under den största belastningen, vid denna tidpunkt är de SOC- och SOH-beräkningsmetoder som faktiskt används av utvecklaren av blybatterisensorn som faktiskt används av de ledande utvecklarna av bilbatterisensorer mycket konfidentiella, ofta patenterade. Skydda. Som ägare av immateriella rättigheter har de vanligtvis ett nära samarbete med VARTA och MOLL för att utveckla dessa algoritmer.

Figur 1 visar den vanligen använda diskreta kretsen för batteridetektering. Figur 1: Separat batteridetekteringslösning Denna krets kan delas in i tre delar: (1) batteridetektering: batterispänning detekteras av en resistiv dämpare direkt från batteriets positiva elektrod. För att detektera ström, ett detekteringsmotstånd (12V-applikation används vanligtvis i 100Mω) Bland batterinegativ och jord.

I denna konfiguration är bilens metallchassi i allmänhet, och detekteringsmotståndet är monterat i batteriets strömkrets. I andra konfigurationer är batteriets negativa elektrod. Om SOH-beräkningar måste du också detektera temperaturen på batteriet.

(2) Mikrokontroller: Mikrokontroller eller MCU viktiga slutförande två uppgifter. Den första uppgiften är att bearbeta resultatet av analog omvandlare (ADC). Detta arbete kan vara enkelt, till exempel endast grundläggande filtrering; det kan vara komplext, som att beräkna SOC och SOH.

Den faktiska funktionen beror på MCU:s bearbetningsförmåga och biltillverkarnas behov. Den andra uppgiften är att skicka processen genom kommunikationsgränssnittet till ECU:n. (3) Kommunikationsgränssnitt: För närvarande är LIN-gränssnittet (Local Interconnect Network) det vanligaste kommunikationsgränssnittet mellan batterisensorer och ECU:er.

Lin är ett enkellinje, lågkostnadsalternativ till ett välkänt CAN-protokoll. Detta är den enklaste konfigurationen av batteridetektering. De flesta precisionsalgoritmer för batteridetektering kräver dock både batterispänning och ström, eller batterispänning, ström och temperatur samtidigt.

För att göra synkron sampling måste du lägga till upp till två analog till digital omvandlare. Dessutom justerar ADC:erna och MCU:erna strömförsörjningen för att fungera korrekt, vilket orsakar ny kretskomplexitet. Detta har lösts av Lin-transceivertillverkaren genom att integrera strömförsörjningen.

Nästa utveckling av fordonsprecisionsbatteridetektering är integrerade ADC-, MCU- och Lin-transceivrar, såsom ADU:s AduC703X Series Precision Simulation Microcontroller. AduC703X levererar två eller tre 8KSP:er, 16-bitars<000000>sigma;-Adc, en 20,48MHzarm7TDMIMCU och en integrerad Linv2.

0-kompatibel transceiver. ADUC703X-serien är integrerad med en lågtrycksdifferensjustering, som kan drivas direkt från bly-syrabatteriet. För att möta behoven för detektering av bilbatterier inkluderar frontänden följande anordning: en spänningsdämpare för övervakning av batterispänningen; en programmerbar förstärkare, med 100mωNär du använder motståndet tillsammans, stödja fullskalig ström på 1A till 1500A; en ackumulator, stödjer antalet coulomb utan mjukvaruövervakning; och en enda temperatursensor.

Figur 2 visar en lösning på denna integrerade enhet. Figur 2: Lösning på integrerade enheter Ett exempel för några år sedan var att endast avancerade bilar är utrustade med en batterisensor. Idag finns det fler och fler medelstora och låga bilar för att installera små elektroniska enheter, och det kan bara ses i avancerade modeller för tio år sedan.

Antalet fel orsakade av blybatterier tillkommer därför kontinuerligt. Efter några år kommer varje bil att installera batterisensorn för att minska risken för att öka risken för den elektroniska enheten.