Як продовжити термін служби і надійність автомобільного акумулятора?

Аўтар: Iflowpower - Cyflenwr Gorsaf Bŵer Cludadwy

Кожні п&39;ять автомобілів виходять з ладу одного з акумуляторів. У майбутньому, зі зростанням популярності автомобільних технологій, таких як електрична трансмісія, керування двигуном із запуском/гасінням полум’я та гібрид (електрика/газ), ця проблема ставатиме все більш серйозною. Як продовжити термін служби і надійність автомобільного акумулятора? Кожна п&39;ята несправність автомобіля була викликана акумулятором.

У майбутньому, зі зростанням популярності автомобільних технологій, таких як електрична трансмісія, керування двигуном із запуском/гасінням полум’я та гібрид (електрика/газ), ця проблема ставатиме все більш серйозною. Для того, щоб зменшити несправність, напруга, струм і температура батареї точно перевіряються, і результати попередньо вирішуються, стан зарядки та робочий стан обчислюються, і результати надсилаються до блоку керування двигуном (ECU) і контролюють функцію заряджання. Сучасні автомобілі народилися на початку 20 століття.

Перший автомобіль покладається на ручний запуск. Він дуже потужний, існує високий ризик, і ця рукоятка автомобіля спричинила багато смертей. У 1902 році був успішно розроблений перший двигун, що запускався від батареї.

До 1920 року всі автомобілі були запущені. Початкове використання - сухий акумулятор. Коли електрична енергія вичерпується, вона не замінюється.

Незабаром рідкий акумулятор (тобто старовинний свинцево-кислотний акумулятор) замінить сухий акумулятор. Перевагою свинцево-кислотної батареї є можливість зарядки від середовища під час роботи двигуна. За останнє століття свинцево-кислотні батареї майже не змінилися, і останнім важливим удосконаленням є їх герметизація.

Справжня зміна – це її потреба. Спочатку батарея використовується лише для запуску автомобіля, звуковий сигнал і джерело живлення для лампи. Сьогодні всі електричні системи автомобіля повинні бути живлені перед запалюванням.

Сплеск нових електронних пристроїв стосується не лише GPS, DVD-програвачів та інших побутових електронних пристроїв. Сьогодні блок керування двигуном (ECU), електроскло автомобіля та електропривод сидіння, а також електронний пристрій кузова, наприклад електропривод сидіння, стали стандартною конфігурацією багатьох базових моделей. Нове навантаження на експоненціальному рівні народилося серйозно, і збій, викликаний електричною системою, все частіше є доказом.

Згідно зі статистичними даними ADAC і RAC, майже 36% несправностей автомобіля можна віднести до електричної несправності. Якщо розкласти це число, можна виявити, що більше 50% несправностей викликано компонентами свинцево-кислотної батареї. Оцінка працездатності батареї Наступні ключові характеристики можуть відображати працездатність свинцево-кислотної батареї: (1) Стан зарядки (SOC): SOC вказує, скільки заряду можна забезпечити, номінальна ємність батареї (тобто.

(наприклад, SOC нової батареї) відсоткове представлення. (2) Робочий стан (SOH): SOH вказує, скільки заряду можна зберегти.

Індикація стану заряджання краще, ніж індикатор рівня заряду акумулятора. Існує багато способів обчислення SOC, два з яких мають два: метод вимірювання напруги холостого ходу та аналіз Кулона (також відомий як підрахунок Кулона). (1) Метод вимірювання напруги розімкнутого ланцюга (VOC): стисло співвідношення між напругою розімкнутого ланцюга та станом заряду під час роботи без батареї.

Цей метод розрахунку має два основні обмеження: один полягає в обчисленні SOC, батарея не розімкнута та навантаження не підключене). По-друге, це вимірювання є точним лише після значної стабільності. Ці обмеження роблять підхід VOC для розрахунку онлайн-розрахунку SOC. Цей метод зазвичай використовується в автомайстерні, де знімається акумулятор і можна виміряти напругу між позитивним і негативним полюсами електромережі.

(2) Кулонівський аналіз: у цьому методі використовується кулонівський підрахунок, щоб прийняти струм до моментів часу, таким чином визначаючи SOC. Завдяки такому підходу ви можете розрахувати SOC в реальному часі, навіть якщо батарея знаходиться під навантаженням. Однак похибка кулонівського вимірювання з часом зростатиме.

Як правило, для розрахунку стану заряду батареї всебічно використовується напруга холостого ходу та підрахунок кулонів. Робочий стан у робочому стані відображає загальний стан батареї та її здатність накопичувати заряд порівняно з новими батареями. Через природу самої батареї обчислення SOH є дуже складним і залежить від хімічного складу та середовища батареї.

На SOH батареї впливає багато факторів, включаючи здатність до зарядки, внутрішній опір, напругу, саморозряд і температуру. Вважається, що ці фактори, як правило, важко виміряти в умовах реального часу в автомобільному середовищі. На етапі запуску (запуск двигуна) акумулятор знаходиться під максимальним навантаженням, в цей час акумулятор найбільше відображає SOH акумулятора.

Bosch, Hella та ін. Фактичні розрахунки SOC і SOH, які фактично використовуються провідними розробниками датчиків автомобільних акумуляторів, є суворо конфіденційними та часто захищені патентом. Як власник інтелектуальної власності, вони зазвичай тісно співпрацюють з VARTA та MOLL для розробки цих алгоритмів.

Цю схему можна розділити на три частини: (1) перевірка напруги батареї для перевірки резистивного атенюатора, який безпосередньо відділений від позитивного електрода батареї. Для тестового струму помістіть тестовий резистор (12 В зазвичай використовують 100 М) між негативним електродом і землею. У цій конфігурації металеве шасі автомобіля, як правило, і тестовий резистор встановлений в ланцюзі струму акумулятора.

В інших конфігураціях негативний електрод батареї. Про розрахунок SOH, а не для перевірки температури батареї. (2) Мікроконтролер мікроконтролера або MCU важливе виконання двох завдань.

Перше завдання полягає в розв’язанні результату аналого-цифрового перетворювача (АЦП). Ця робота може бути простою, як-от лише базова фільтрація), також може бути складною, як-от обчислення SOC і SOH. Фактична функція залежить від роздільної здатності MCU та потреб автовиробників.

Друге завдання полягає в тому, щоб надіслати дозволені дані через комунікаційний інтерфейс до ECU. (3) Інтерфейс зв’язку На даний момент інтерфейс локальної міжмережевої мережі (Lin) є найпоширенішим інтерфейсом зв’язку між датчиками акумулятора та ECU. Lin — це однолінійна недорога альтернатива загальновідомому протоколу CAN.

Це найпростіша конфігурація тестування акумулятора. Однак більшість точних алгоритмів тестування батареї вимагають і напруги, і струму батареї, або напруги, струму й температури батареї. Щоб зробити синхронну дискретизацію, вам потрібно додати до двох аналого-цифрових перетворювачів.

Крім того, АЦП і мікроконтролери регулюють джерело живлення для правильної роботи, що створює нову складність схеми. Це було оброблено виробником трансивера LIN шляхом інтеграції джерела живлення. Наступна розробка прецизійного тестування автомобільних акумуляторів інтегрована з прийомопередавачами ADC, MCU та Lin, такими як прецизійні симуляційні мікроконтролери серії ADI AduC703X.

AduC703X постачає два або три 8kSP, 16-бітний (Sigma) - (Delta) АЦП, 20,48 МГц Arm7TDMIMCU та вбудований трансивер, сумісний з Linv2.0.

Серія ADUC703X інтегрована з регулятором низького перепаду тиску, який може живитися від свинцево-кислотних акумуляторів. Щоб задовольнити потреби випробувань автомобільних акумуляторів, передня частина включає в себе наступний пристрій: аттенюатор напруги для моніторингу напруги акумулятора) Програмований підсилювач посилення, якщо він використовується з резистором 100 м, підтримує повний струм 1 А нижче 1500 А) Накопичувальна підтримка кулонів без моніторингу програмного забезпечення) і один датчик температури. Кілька років тому датчиками батареї були обладнані лише автомобілі високого класу.

Сьогодні все більше і більше автомобілів середнього та нижчого класу встановлюються в невеликі електронні пристрої, і це можна побачити лише в моделях високого класу десять років тому. Тому кількість несправностей, викликаних свинцево-кислотними акумуляторами, постійно збільшується. Через кілька років кожен автомобіль встановить датчик акумулятора, тим самим зменшуючи ризик збільшення ризику поломки.