Зменште кількість збоїв в електрообладнанні автомобіля, використовуючи технологію точного виявлення літієвих акумуляторів

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Umhlinzeki Wesiteshi Samandla Esiphathekayo

Кожні п&39;ять автомобілів виходять з ладу одного з акумуляторів. У найближчі кілька років із 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. Щоб зменшити несправність, напруга, струм і температура батареї точно визначаються, результати попередньо обробляються, використовується стан зарядки та робочий стан, а результати надсилаються до блоку керування двигуном (ECU) і контролюють функцію заряджання.

Сучасні автомобілі народилися на початку 20 століття. Перший автомобіль покладається на ручний запуск, з великою силою, існує високий ризик, і цей ручний шатун автомобіля спричинив 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, її необхідно замінити.

Незабаром рідкий акумулятор (тобто старовинний свинцево-кислотний акумулятор) замінить сухий акумулятор. Перевага свинцево-кислотної батареї в тому, що коли двигун працює, вона може заряджатися від. За останнє століття свинцево-кислотні батареї мало 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 експоненціального рівня серйозно вплинуло, і збій, спричинений електричною системою, стає все більш доказом.

Згідно зі статистичними даними ADAc і RAC, майже 36% усіх несправностей автомобіля можна віднести до електричної несправності. Якщо проаналізувати число, то можна виявити, що більше 50% несправностей спричинено компонентами свинцево-кислотної батареї. Дві ключові характеристики нижче батареї повинні відображати справність свинцево-кислотних батарей: (1) Стан зарядки (SoC): SOC вказує, скільки заряду можна забезпечити, відсоткове представлення номінальної ємності батареї (тобто нової батареї SOC SOC).

(2) Робочий стан (SOH): SOH вказує, скільки заряду можна зберегти. Індикація стану заряду краща, ніж покажчик рівня рівня заряду акумулятора. Існує багато способів обчислення SOC, два з яких є двома: метод вимірювання напруги холостого ходу та аналіз Кулона (також відомий як метод підрахунку 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: по-перше, щоб обчислити SOC, батарея має бути відкритою, без навантаження; по-друге, це вимірювання є точним лише після тривалого періоду стабільності. Ці обмеження роблять метод VOC непридатним для онлайн-розрахунку SOC.

Зазвичай цей метод використовується в автомайстерні, де акумулятор знімають, а напругу між позитивним і негативним полюсами можна виміряти за допомогою таблиці напруги. (2) Кулонівський аналіз: цей метод використовує кулонівський підрахунок, щоб прийняти струм до моментів часу, таким чином визначаючи SOC. Використовуючи цей метод, SOC можна розрахувати в режимі реального часу, 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 SOH є дуже складною, залежно 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) батарея перебуває під найбільшим навантаженням. У цей час методи розрахунку SOC і SOH, які фактично використовуються провідним розробником датчиків акумуляторів, фактично використовуваними провідними розробниками датчиків автомобільних акумуляторів, є суворо конфіденційними та часто запатентованими. Захищати. Як власник інтелектуальної власності, вони зазвичай тісно співпрацюють з VARTA та MOLL для розробки цих алгоритмів.

На рисунку 1 показана дискретна схема, яка зазвичай використовується для виявлення батареї. Малюнок 1: Окреме рішення для виявлення батареї. Цю схему можна розділити на три частини: (1) виявлення батареї: напруга батареї визначається за допомогою резистивного атенюатора безпосередньо з позитивного електрода батареї. Щоб виявити струм, резистор виявлення (12 В зазвичай використовується в 100 Мω) Серед мінусів акумулятора та заземлення.

У цій конфігурації, як правило, металеве шасі автомобіля, а опір виявлення встановлено в ланцюзі струму акумулятора. В інших конфігураціях негативний електрод батареї. Щодо розрахунків SOH, ви також повинні визначити температуру батареї.

(2) Мікроконтролер: мікроконтролер або мікроконтролер для виконання двох важливих завдань. Першим завданням є обробка результату аналогового перетворювача (АЦП). Ця робота може бути простою, наприклад лише базова фільтрація; це може бути складним, наприклад обчислення SOC і SOH.

Фактична функція залежить від можливостей обробки MCU та потреб виробників автомобілів. Друге завдання - відправити процес через комунікаційний інтерфейс до ECU. (3) Інтерфейс зв’язку: наразі інтерфейс локальної з’єднувальної мережі (LIN) є найпоширенішим інтерфейсом зв’язку між датчиками акумулятора та ECU.

Lin — це однолінійна недорога альтернатива загальновідомому протоколу CAN. Це найпростіша конфігурація визначення батареї. Однак більшість точних алгоритмів визначення батареї потребують одночасно напруги батареї та струму або напруги батареї, струму та температури.

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 вирішено виробником трансивера Lin шляхом інтеграції джерела живлення.

Наступною розробкою в галузі точного виявлення автомобільних акумуляторів є інтегровані приймачі ADC, MCU та Lin, такі як прецизійний симуляційний мікроконтролер серії ADU AduC703X. AduC703X постачає два або три 8KSP, 16-bit<000000>sigma;-Adc, 20,48MHzarm7TDMIMCU та вбудований Linv2.

0 сумісний трансивер. Серія ADUC703X інтегрована з регулятором низького перепаду тиску, який може живитися безпосередньо від свинцево-кислотної батареї. Щоб задовольнити потреби виявлення автомобільної батареї, передня частина включає в себе наступний пристрій: атенюатор напруги для контролю напруги батареї; програмований підсилювач посилення, з 100мωПри спільному використанні резистора підтримувайте повний струм від 1 А до 1500 А; накопичувач, підтримка кулонів без програмного моніторингу; і один датчик температури.

На малюнку 2 показано рішення цього інтегрованого пристрою. Малюнок 2: Рішення для інтегрованих пристроїв. Приклад: кілька років тому датчиком батареї були обладнані лише автомобілі високого класу. Сьогодні середніх і бюджетних автомобілів для установки невеликих електронних пристроїв стає все більше, а в висококласних моделях це можна побачити лише десять років тому.

Тому кількість несправностей, викликаних свинцево-кислотними акумуляторами, постійно збільшується. Через кілька років кожен автомобіль встановлюватиме датчик акумулятора, щоб зменшити ризик збільшення ризику електронного пристрою.