Aiheet:
- esittely
- Älykäs akkutunnistin
- Akkuanturin komponentit ja mittausperiaatteet
- Akun lataus ja vaihto
Esipuhe:
Nykyaikaisissa ajoneuvoissa laturin lataustila säädetään olosuhteiden mukaan. Laturia ohjataan moottorin ECU:sta ja se vastaanottaa signaaleja ladatakseen enemmän tai vähemmän. Laturi tuottaa energiaa, kun roottorin ja staattorin väliin muodostuu magneettikenttä. Mitä suurempi magneettikenttä, sitä enemmän voimaa tarvitaan roottorin kääntämiseen. Suuren latausvirran tuottaminen maksaa siten energiaa ja polttoainetta.
- Tyhjäkäyntinopeutta voidaan lisätä, kun akku on lähes tyhjä, kun lataus ei ole riittävä;
- Maksimikiihtyvyyden aikana vaihtovirtageneraattoria ei tilapäisesti ohjata, jotta se käyttää kaiken generoidun vääntömomentin työntövoimaan;
- Hidastuessa (moottorijarrutus) ECU ohjaa vaihtovirtageneraattoria mahdollisimman tehokkaasti, jolloin ajoneuvon kineettistä energiaa käytetään energian tuottamiseen laturissa. Kuvassa näkyy akun enimmäislataus (12 voltin järjestelmä).
Älykkään akkutunnistimen signaalia käytetään akun lataustilan määrittämiseen. Tämä on yksi tärkeimmistä tiedoista sen määrittämiseksi, missä määrin laturia tulisi ohjata.
Älykäs akkutunnistin:
Nykyaikaiset ajoneuvot on lähes kaikki varustettu akkuanturilla, joka tunnetaan usein nimellä IBS (Intelligent Battery Sensor), virta-anturi tai akkumonitori. Tässä artikkelissa viitataan termiin "akkuanturi". Akkutunnistin toimii tiiviissä yhteistyössä ajoneuvon Battery Monitor Systemin (BMS) kanssa. Tämä koskee erityisesti autoja, joissa on käynnistys- ja pysäytysjärjestelmä. Näissä ajoneuvoissa akkua rasitetaan toistuvasti, kun käynnistysmoottoria käynnistetään useita kertoja ajon aikana moottorin käynnistämiseksi. Siksi tällaisissa ajoneuvoissa valitaan usein AGM-akku perinteisen lyijykennon sijaan. AGM-akku kestää paremmin toistuvaa purkausta ja latausta.
Akkuanturi on integroitu maadoituskaapeliin, joka on kiinnitetty akun negatiivisen navan ja päällirakenteen tai rungon maadoituspisteen väliin. Akkuanturista löydät pistokkeen, jossa on kaksi tai useampia johtoja. Yksi johto johtaa suoraan akun positiiviseen napaan ja toinen johto on tiedonsiirtoa varten.
Akkuanturin kotelon sisällä on piirilevy, jossa on mikroprosessori ja ohjain, joka mittaa jännitettä, virtaa, lämpötilaa ja aikaa. Tämän elektronisen ohjausyksikön (ECU) tiedot välitetään usein LIN-väylän kautta laturiin ja mukavuusohjausyksikköön (BCM) tai moottorin ohjausyksikköön. Yhdyskäytävä sijaitsee usein akkuanturin ja BCM:n tai moottorin ohjausyksikön välissä LIN-väyläviestin muuntamiseksi CAN-väyläviestiksi. Tätä käsitellään tarkemmin osiossa "Älykkään akkutunnistimen diagnoosi".
Akkuanturi tarkkailee akun tilaa ja mittaa seuraavat parametrit:
- Akun jännite.
- Virta, jolla akku ladataan ja puretaan.
- Akun lämpötila.
Akkuanturi lähettää nämä tiedot moottorin ohjausyksikölle tai BCM:lle. Näiden tietojen perusteella ECU (Electronic Control Unit) laskee seuraavan:
Akun lataustila (SOC). Mittaamalla kuluttajille lähtevä virta ja akkuun tuleva virta voidaan määrittää, kuinka paljon energiaa akussa on vielä jäljellä.
Akun kunto (State Of Health, SOH). Akun jännitettä ja purkausvirtaa verrataan akun laadun arvioimiseksi. Käynnistyksen aikana akusta voidaan ottaa pienellä bensiinimoottorilla jopa 60 A virtaa tai raskaammalla dieselmoottorilla jopa 120 A virtaa. Se, kuinka paljon akun jännite laskee, osoittaa akun sisäisen vastuksen tason. Jos jännite putoaa 11,5:stä 10 volttiin 60 A:n virralla, tämä on hyväksyttävää. Jos jännite putoaa 11,5:stä 8 volttiin samalla käynnistysvirralla, tämä tarkoittaa, että akun sisäinen vastus on liian korkea ja se on vaihdettava.
Hidasvirta pysähdyksen aikana. Tämä havaitsee esimerkiksi luvattoman kuluttajan aiheuttaman lepovirran häiriön. Kuljettaja saa ilmoituksen seuraavan matkan aikana, jos havaitaan lisääntynyt lepovirta.
Akkuanturin komponentit ja mittausperiaatteet:
Akkuanturin kotelo ja maadoitusliitin on usein integroitu yhdeksi kokonaisuudeksi. Maadoituskaapeli voi myös muodostaa kokonaisuuden akkuanturin kanssa tai kiinnittää ruuviliitoksella. Akkuanturin sisällä on shunttivastus, jonka resistanssiarvo on erittäin pieni. Virta voidaan laskea mittaamalla tämän shuntin jännite-ero. Yhdessä akkujännitteen kanssa voidaan laskea teho, jolla akku ladataan tai puretaan.
1. Napapuristin maadoitusnapa;
2. Akun anturi;
3. Ajoneuvon maadoitusliitäntä;
4.Shuntti;
5. Pistokeliitäntä B+- ja LIN-väylälle.
Shunttivastus sijoitetaan sarjaan ajoneuvon maadoitusliitännän ja akun negatiivisen navan väliin. Kaikki virta akulle ja akusta kulkee tämän shuntin läpi. Pienen vastusarvon vuoksi shuntti kuluttaa vähän jännitettä.
Tämän jännitteen taso muunnetaan mikroprosessorissa virraksi yhdessä shuntin tunnetun resistanssiarvon kanssa:
- Suuri jännitehäviö shuntin yli osoittaa suurta virtaa.
- Pieni jännitehäviö tarkoittaa matalaa virtaa.
Oheisessa kuvassa näkyy kaavio, jossa vastus R edustaa shunttia ja virta I edustaa purkausvirtaa akun purkauksen aikana. Volttimittari, joka on sijoitettu rinnakkain shunttivastuksen poikki, havainnollistaa kuinka akkuanturin mittauselektroniikka mittaa jännite-eroa tämän shuntin yli.
Alla oleva kuva tarjoaa yleiskatsauksen paikoista, joissa lämpötilan, jännitteen ja virran mittaukset suoritetaan.
Shuntin resistanssi ilmaistaan numerolla 5. Shuntin yli oleva jännite-ero (V) luetaan virraksi (A). Nämä tiedot lähetetään LIN-väylän kautta DME/DDE:lle, jotka ovat BMW:n bensiinimoottorin (DME) ja dieselmoottorin (DDE) nimityksiä.
1. Akun positiivinen napa;
2. Akun maadoitusliitin;
3. Akun jännitteen mittaus;
4. Akun lämpötilan mittaus;
5. Virran mittaus shunttivastuksen avulla;
6. Mikroprosessori älykkäässä akkutunnistimessa;
7. LIN-väylän tiedonsiirtojohto
8. Moottorin ohjausyksikkö
Akun lataus ja vaihto:
Akunhallintajärjestelmä mittaa akkutunnistimen avulla akkuun ja akusta tulevan virran ja tallentaa nämä tiedot muistiin. Kun akku on ladattava tai jos käytetään käynnistysapua, on tärkeää, että akkulaturia ei kytketä suoraan akun napoihin, vaan latauspisteisiin. Akkutunnistin sijaitsee näiden latauspisteiden ja akun napojen välissä ja voi mitata energian virtausta vain, kun akkulaturi on kytketty latauspisteisiin. Jos akkulaturi on kytketty suoraan akun napoihin, BMS-muisti ilmoittaa akun olevan (melkein) tyhjä, vaikka todellisuudessa se on ladattu täyteen. Sitten laturi ylilataa akun, minkä jälkeen järjestelmässä tulee toimintahäiriö. Alla olevissa kuvissa näkyy akkulaturi, joka on kytketty suoraan akkuun ja konepellin alla oleviin latauspisteisiin.
Akun vaihdon jälkeen akku on rekisteröitävä akkutunnistimella varustetussa ajoneuvossa. Työpajassa sitä kutsutaan myös "oppimiseksi" tai "koodaukseksi". Akun hallinnassa huomioidaan:
- akun ikääntyminen. Vanhemman akun latausvirtaa, jolla on suurempi sisäinen vastus, voidaan lisätä;
- akun kapasiteetti ja kylmäkäynnistysvirta.
Tallennuksen aikana akun tallennetut arvot, jotka ovat kuluneet ajan myötä, poistetaan. Eli vaikka asennettaisiin identtinen samaa merkkiä oleva akku ja sama kapasiteetti ja kylmäkäynnistysvirta, vaihto on rekisteröitävä. Luonnollisesti akun, jolla on erilaiset ominaisuudet, tiedot on esitettävä. Tämä voidaan tehdä syöttämällä manuaalisesti kapasiteetti [Ah] ja kylmäkäynnistysvirta [A] tai syöttämällä osa- tai sarjanumerot. Nykyaikaisilla diagnostisilla laitteilla voidaan skannata akun tarrassa näkyvä QR-koodi.
Alla olevat kuvakaappaukset osoittavat akun rekisteröinnin BMW-ohjelmalla (vasemmalla) ja VCDS:llä (oikealla).
Älykkään akkuanturin diagnoosi:
Älykäs akkutunnistin kommunikoi laturin ja BCM:n tai moottorin ohjausyksikön kanssa. Tässä osassa kerrotaan, kuinka kaaviota luetaan ja miten diagnoosi voidaan tehdä.
Seuraavassa kaaviossa näkyy akkutunnistin (A85), joka saa 2 voltin syöttöjännitteen nastassa 12 olevasta sulakkeesta. Pin 1 on viestintää varten: tästä lähetetään viesti LIN-väylän kautta yhdyskäytävälle (A25di) ja laturiin (O01). Nastat 1 ja 2 sijaitsevat aiemmissa kuvissa näkyvässä kaksinapaisessa pistokkeessa.
Akkutunnistimen kahdella alimmalla mustalla johdolla ei ole pin-numeroa: tämä on suora yhteys akun negatiiviseen napaan.
Älykäs akkuanturi lähettää LIN-väyläviestin yhdyskäytävälle ja vaihtovirtageneraattorille. Yhdyskäytävä on eri protokollia (jännitteet ja nopeudet) käyttävien verkkojen välinen liitoskohta. Yhdyskäytävässä LIN-väyläviesti lähetetään CAN-väylän kautta BCM:lle ja/tai moottorin ohjausyksikölle. Toisaalta toinen näistä kahdesta ohjauslaitteesta ohjaa vaihtovirtageneraattoria yhdyskäytävän ja LIN-väylän kautta.
Vika LIN-väylän tiedonsiirrossa voi tarkoittaa, että akkuanturin tietoja ei voida käyttää tai että laturia ei ohjata kunnolla. Jälkimmäisessä tapauksessa laturi kytkeytyy hätäohjelmaan, jossa tavanomaisella D+-ohjauksella luodaan riittävä latausjännite ja latausvirta.
Jännitys kurssi LIN-väylän signaali voi yhdellä oskilloskooppi mitataan arviointia varten.
Alaotsikko:
P01: moottoritilan sulakerasia
A25di: diagnostiikkaliitäntä (yhdyskäytävä)
A85: ECU:n akkutunnistin
O01: dynamo
Kun on vika ja LIN-väylän tiedonsiirto on kunnossa, tiedämme, että anturin syöttöjännite ja maadoitus ovat hyvät. Vian aiheuttaa jokin tämän kaavion komponenteista. Seuraavat vaiheet voidaan suorittaa:
- tarkista ohjauslaitteiden ohjelmistopäivitykset;
- Testaa 12 voltin akku (mieluiten kuormitettuna);
- tarkista, onko oikeat akkutiedot rekisteröity. Akku on saatettu vaihtaa aiemmin, mutta rekisteröintiä ei koskaan suoritettu;
- nollaa akun anturin tiedot;
- tarkista, että laturin osanumero on oikea: väärä laturi, joka ei vastaa anturia, aiheuttaa lopulta ongelmia;
- Jos yllä oleva on tarkastettu ja todettu oikein, voi olla mahdollista päätellä, että akkutunnistin on viallinen. Tämä tapahtuu joskus, kun käynnistys tapahtuu usein (virheellisesti) jumpperikaapeleiden tai akun tehostimen kautta.
Aiheeseen liittyvät sivut:
