المواضيع:
- مقدمة
- مستشعر ذكي للبطارية
- مكونات ومبادئ القياس لحساس البطارية
- شحن واستبدال البطارية
مقدمة:
في المركبات الحديثة، يتم ضبط حالة شحن المولد وفقًا للظروف. يتم التحكم في المولد من وحدة التحكم الإلكترونية في المحرك ويستقبل إشارات للشحن أكثر أو أقل. يولد المولد الطاقة عندما يتم إنشاء مجال مغناطيسي بين العضو الدوار والجزء الثابت. كلما زاد المجال المغناطيسي، زادت القوة المطلوبة لتدوير الدوار. وبالتالي فإن توليد كمية كبيرة من تيار الشحن يكلف الطاقة والوقود.
- يمكن زيادة سرعة الخمول عندما تكون البطارية فارغة تقريبًا عندما لا يكون هناك إمكانية لإعادة الشحن بشكل كافٍ؛
- أثناء التسارع الأقصى، لا يتم التحكم في المولد مؤقتًا من أجل استخدام كل عزم الدوران المتولد للدفع؛
- عند التباطؤ (فرملة المحرك)، تتحكم وحدة التحكم الإلكترونية في المولد لأقصى قدر من التأثير، بحيث يتم استخدام الطاقة الحركية للمركبة لتوليد الطاقة في المولد. يوضح الشكل إشارة الحد الأقصى لشحن البطارية (نظام 12 فولت).
يتم استخدام الإشارة الصادرة من مستشعر البطارية الذكي لتحديد حالة شحن البطارية. هذه واحدة من أهم البيانات لتحديد إلى أي مدى يجب التحكم في المولد.
مستشعر البطارية الذكي:
تم تجهيز جميع المركبات الحديثة تقريبًا بمستشعر للبطارية، يُعرف غالبًا باسم IBS (مستشعر البطارية الذكي)، أو مستشعر التيار أو جهاز مراقبة البطارية. في هذه المقالة سوف نشير إلى مصطلح "مستشعر البطارية". يعمل مستشعر البطارية بالتعاون الوثيق مع نظام مراقبة البطارية (BMS) الموجود في السيارة. هذا ينطبق بشكل خاص على المركبات المزودة بنظام التشغيل والتوقف. في هذه المركبات، تتعرض البطارية بشكل متكرر لضغط شديد حيث يتم تنشيط محرك بدء التشغيل عدة مرات في كل رحلة لبدء تشغيل المحرك. ولهذا السبب غالبًا ما يتم اختيار بطارية AGM في مثل هذه المركبات بدلاً من خلية الرصاص التقليدية. تتميز بطارية AGM بأنها أكثر مقاومة للتفريغ والشحن المتكرر.
تم دمج مستشعر البطارية في الكابل الأرضي، والذي يتم توصيله بين الطرف السالب للبطارية ونقطة أرضية على هيكل السيارة أو الهيكل. ستجد على مستشعر البطارية قابسًا به سلكان أو أكثر. سلك واحد يؤدي مباشرة إلى الطرف الموجب للبطارية، والسلك الثاني مخصص للاتصال.
يوجد داخل مبيت مستشعر البطارية لوحة دائرة بها معالج دقيق ووحدة تحكم تقيس الجهد والتيار ودرجة الحرارة والوقت. غالبًا ما يتم نقل البيانات من وحدة التحكم الإلكترونية (ECU) عبر ناقل LIN إلى المولد ووحدة التحكم المريحة (BCM) أو وحدة التحكم في المحرك. غالبًا ما توجد البوابة بين مستشعر البطارية ووحدة التحكم في المحرك أو BCM لترجمة رسالة ناقل LIN إلى رسالة ناقل CAN. تمت مناقشة هذا الأمر بمزيد من التفصيل في قسم "التشخيص باستخدام مستشعر البطارية الذكي".
يراقب مستشعر البطارية حالة البطارية ويقيس المعلمات التالية:
- جهد البطارية.
- التيار الذي يتم به شحن البطارية وتفريغها.
- درجة حرارة البطارية.
يرسل مستشعر البطارية هذه البيانات إلى وحدة التحكم في المحرك أو BCM. باستخدام هذه البيانات، تقوم وحدة التحكم الإلكترونية (ECU) بحساب ما يلي:
حالة الشحن (SOC) للبطارية. من خلال قياس التيار الصادر للمستهلك والتيار الوارد للبطارية، يمكن تحديد مقدار الطاقة التي لا تزال متوفرة في البطارية.
الحالة (الحالة الصحية، SOH) للبطارية. تتم مقارنة جهد البطارية وتيار التفريغ لتقييم جودة البطارية. أثناء بدء التشغيل، يمكن سحب ما يصل إلى 60 أمبير من التيار من البطارية باستخدام محرك بنزين صغير أو ما يصل إلى 120 أمبير مع محرك ديزل أثقل. يشير مدى انخفاض جهد البطارية إلى مستوى المقاومة الداخلية في البطارية. إذا انخفض الجهد من 11,5 إلى 10 فولت عند تيار 60 أمبير فهذا مقبول. إذا انخفض الجهد من 11,5 إلى 8 فولت بنفس تيار البدء، فهذا يشير إلى وجود مقاومة داخلية عالية جدًا في البطارية ويتطلب الاستبدال.
تيار هادئ أثناء التوقف. يكشف هذا عن اضطراب في التيار الهادئ، على سبيل المثال من قبل مستهلك غير مصرح به. سيتلقى السائق إشعارًا خلال الرحلة التالية إذا تم اكتشاف زيادة في التيار الهادئ.
مكونات ومبادئ قياس حساس البطارية:
غالبًا ما يتم دمج غلاف مستشعر البطارية والطرف الأرضي في جهاز واحد. يمكن أيضًا تشكيل الكابل الأرضي بالكامل باستخدام مستشعر البطارية أو توصيله بوصلة لولبية. يوجد داخل مستشعر البطارية مقاومة تحويلة ذات قيمة مقاومة منخفضة جدًا. ومن خلال قياس فرق الجهد عبر هذه التحويلة، يمكن حساب التيار. بالاشتراك مع جهد البطارية، يمكن حساب الطاقة التي يتم بها شحن البطارية أو تفريغها.
1. القطب المشبك القطب الأرضي.
2. مستشعر البطارية.
3. اتصال أرضي للمركبة.
4. تحويلة.
5. قم بتوصيل التوصيل لحافلة B+ وLIN.
يتم وضع مقاومة التحويل على التوالي بين الوصلة الأرضية للمركبة والطرف السالب للبطارية. يمر كل التيار من وإلى البطارية عبر هذه التحويلة. ونظرًا لقيمة المقاومة المنخفضة، يتم استهلاك جهد قليل في التحويلة.
يتم تحويل مستوى هذا الجهد إلى تيار في المعالج الدقيق، بالإضافة إلى قيمة المقاومة المعروفة للتحويلة:
- يشير انخفاض الجهد الكبير عبر التحويلة إلى وجود تيار كبير.
- يشير انخفاض الجهد المنخفض إلى تيار منخفض.
في الصورة المرفقة نرى رسما بيانيا يمثل فيه المقاوم R التحويلة والتيار I يمثل تيار التفريغ أثناء تفريغ البطارية. يوضح مقياس الفولتميتر، الذي يتم وضعه على التوازي عبر مقاومة التحويل، كيف تقيس إلكترونيات القياس الموجودة في مستشعر البطارية فرق الجهد عبر هذه التحويلة.
توفر الصورة أدناه نظرة عامة على المواقع التي تتم فيها قياسات درجة الحرارة والجهد والتيار.
تتم الإشارة إلى مقاومة التحويلة بالرقم 5. تتم قراءة فرق الجهد (V) عبر التحويلة على أنه تيار (A). يتم إرسال هذه البيانات عبر ناقل LIN إلى DME/DDE، وهي تسميات محرك البنزين (DME) ومحرك الديزل (DDE) الخاص بشركة BMW.
1. القطب الإيجابي للبطارية.
2. محطة البطارية الأرضية.
3. قياس جهد البطارية.
4. قياس درجة حرارة البطارية.
5. قياس التيار باستخدام المقاوم التحويل.
6. المعالج الدقيق في مستشعر البطارية الذكي.
7. سلك اتصال حافلة LIN
8. وحدة التحكم في المحرك
شحن البطارية واستبدالها:
يستخدم نظام إدارة البطارية مستشعر البطارية لقياس التيار المتدفق من وإلى البطارية وتخزين هذه المعلومات في الذاكرة. عندما تكون البطارية بحاجة إلى الشحن أو في حالة استخدام أداة مساعدة لبدء التشغيل، فمن المهم ألا يكون شاحن البطارية متصلاً مباشرة بأطراف البطارية، بل بنقاط الشحن. يقع مستشعر البطارية بين نقاط الشحن هذه وأطراف البطارية ولا يمكنه قياس تدفق الطاقة إلا عندما يكون شاحن البطارية متصلاً بنقاط الشحن. إذا كان شاحن البطارية متصلاً مباشرة بأطراف البطارية، فستشير ذاكرة BMS إلى أن البطارية فارغة (تقريبًا)، بينما في الواقع فهي مشحونة بالكامل. سيقوم المولد بعد ذلك بشحن البطارية بشكل زائد، وبعد ذلك سيتعطل النظام. تُظهر الصور أدناه شاحن بطارية متصلاً مباشرة بالبطارية وبنقاط الشحن الموجودة أسفل الغطاء.
بعد استبدال البطارية، يجب تسجيل البطارية في السيارة المجهزة بمستشعر البطارية. يُطلق عليه في ورشة العمل أيضًا "التعلم" أو "البرمجة". تأخذ إدارة البطارية بعين الاعتبار:
- شيخوخة البطارية. يمكن زيادة تيار الشحن للبطارية القديمة مع زيادة المقاومة الداخلية؛
- القدرة وتيار البدء البارد للبطارية.
أثناء التسجيل، يتم حذف القيم المخزنة للبطارية التي تدهورت بمرور الوقت. لذا، حتى لو تم تركيب بطارية مماثلة من نفس العلامة التجارية وبنفس السعة وتيار التشغيل البارد، فيجب تسجيل البطارية البديلة. وبطبيعة الحال، يجب أن تكون البيانات الخاصة بالبطارية ذات الخصائص المختلفة معروفة. ويمكن القيام بذلك عن طريق إدخال السعة يدويًا [Ah] وتيار البدء البارد [A]، أو عن طريق إدخال أرقام الأجزاء أو الأرقام التسلسلية. باستخدام معدات التشخيص الحديثة، يمكن مسح رمز الاستجابة السريعة الموضح على ملصق البطارية.
تُظهر لقطات الشاشة أدناه تسجيل البطارية باستخدام برنامج BMW (يسار) وVCDS (يمين).
التشخيص على مستشعر البطارية الذكي:
يتواصل مستشعر البطارية الذكي مع المولد ووحدة التحكم في المحرك أو BCM. يشرح هذا القسم كيفية قراءة الرسم التخطيطي وكيفية إجراء التشخيص.
في الرسم البياني التالي نرى حساس البطارية (A85) الذي يتم إمداده بجهد 2 فولت بواسطة منصهر على الطرف 12. الدبوس 1 مخصص للاتصال: من هنا يتم إرسال رسالة عبر ناقل LIN إلى البوابة (A25di) والمولد (O01). توجد الدبابيس 1 و 2 في القابس ثنائي السن الذي يظهر في الصور السابقة.
لا يحتوي السلكان الأسودان السفليان الموجودان على مستشعر البطارية على رقم دبوس: وهذا اتصال مباشر بالطرف السالب للبطارية.
يرسل مستشعر البطارية الذكي رسالة ناقل LIN إلى البوابة والمولد. البوابة هي نقطة الوصل بين الشبكات ذات البروتوكولات المختلفة (الفولتية والسرعات). في البوابة، يتم إرسال رسالة ناقل LIN عبر ناقل CAN إلى وحدة التحكم في المحرك و/أو BCM. على العكس من ذلك، يتحكم أحد جهازي التحكم هذين في المولد عبر البوابة وناقل LIN.
يمكن أن يعني وجود خطأ في اتصال ناقل LIN أنه لا يمكن استخدام بيانات مستشعر البطارية، أو أنه لا يتم التحكم في المولد بشكل صحيح. في الحالة الأخيرة، يتحول المولد إلى برنامج الطوارئ الذي يتم فيه استخدام التحكم التقليدي D+ لإنشاء جهد شحن وتيار شحن كافيين.
مسار التوتر إشارة حافلة LIN يمكن مع واحد راسم الذبذبات يتم قياسها للتقييم.
أسطورة:
P01: صندوق منصهرات حجرة المحرك
A25di: واجهة التشخيص (البوابة)
A85: مستشعر بطارية وحدة التحكم الإلكترونية
O01: دينامو
عندما يكون هناك خطأ ويكون اتصال ناقل LIN على ما يرام، فإننا نعلم أن جهد الإمداد والأرض للمستشعر جيدان. سبب الخطأ هو أحد المكونات في هذا المخطط. يمكن اتخاذ الخطوات التالية:
- التحقق من تحديثات البرامج الخاصة بأجهزة التحكم؛
- اختبار بطارية 12 فولت (يفضل أن تكون تحت الحمل)؛
- تحقق مما إذا كان قد تم تسجيل بيانات البطارية الصحيحة. ربما تم استبدال البطارية في الماضي، ولكن لم يتم إجراء التسجيل مطلقًا؛
- إعادة ضبط بيانات مستشعر البطارية؛
- تأكد من صحة رقم جزء المولد: المولد غير الصحيح الذي لا يتطابق مع المستشعر سيؤدي في النهاية إلى حدوث مشكلات؛
- إذا تم فحص ما ورد أعلاه ووجد أنه صحيح، فقد يكون من الممكن استنتاج أن مستشعر البطارية معيب. يحدث هذا أحيانًا مع البدء المتكرر (غير الصحيح) عبر كبلات التوصيل أو معزز البطارية.
الصفحات ذات الصلة:
