Subyek:
- Inleiding
- Sensor baterai cerdas
- Komponen dan prinsip pengukuran sensor baterai
- Mengisi dan mengganti baterai
Perkenalan:
Pada kendaraan modern, status pengisian daya alternator disesuaikan dengan keadaan. Alternator dikendalikan dari ECU mesin dan menerima sinyal untuk mengisi daya lebih atau kurang. Alternator menghasilkan energi ketika medan magnet dibuat antara rotor dan stator. Semakin besar medan magnet maka semakin besar pula gaya yang diperlukan untuk memutar rotor. Oleh karena itu, menghasilkan arus pengisian dalam jumlah besar membutuhkan energi dan bahan bakar.
- Kecepatan idle dapat ditingkatkan ketika baterai hampir kosong ketika pengisian ulang tidak mencukupi;
- Selama akselerasi maksimum, alternator untuk sementara tidak dikontrol agar dapat menggunakan seluruh torsi yang dihasilkan untuk penggerak;
- Saat melakukan perlambatan (engine brake), ECU mengontrol alternator secara maksimal, sehingga energi kinetik kendaraan digunakan untuk menghasilkan energi pada alternator. Gambar tersebut menunjukkan indikasi daya baterai maksimum (sistem 12 volt).
Sinyal dari sensor baterai cerdas digunakan untuk menentukan status pengisian daya baterai. Ini adalah salah satu data terpenting untuk menentukan sejauh mana alternator harus dikontrol.
Sensor baterai cerdas:
Kendaraan modern hampir semuanya dilengkapi dengan sensor baterai yang sering disebut dengan IBS (Intelligent Battery Sensor), sensor arus, atau monitor baterai. Pada artikel ini kita akan mengacu pada istilah “sensor baterai”. Sensor baterai bekerja sama erat dengan Battery Monitor System (BMS) di dalam kendaraan. Hal ini terutama berlaku untuk kendaraan dengan sistem start dan stop. Pada kendaraan ini, baterai berulang kali mengalami tekanan berat karena motor starter diaktifkan beberapa kali setiap perjalanan untuk menghidupkan mesin. Itulah sebabnya baterai AGM sering dipilih pada kendaraan semacam itu daripada sel timbal tradisional. Baterai AGM lebih tahan terhadap pengosongan dan pengisian daya berulang kali.
Sensor baterai diintegrasikan ke dalam kabel ground, yang dipasang di antara terminal negatif baterai dan titik ground pada bodywork atau sasis. Pada sensor baterai Anda akan menemukan colokan dengan dua kabel atau lebih. Satu kabel mengarah langsung ke terminal positif baterai, dan kabel kedua untuk komunikasi.
Di dalam rumah sensor baterai terdapat papan sirkuit dengan mikroprosesor dan pengontrol yang mengukur tegangan, arus, suhu dan waktu. Data dari Electronic Control Unit (ECU) ini seringkali dikirimkan melalui bus LIN ke alternator dan comfort control unit (BCM) atau unit kendali mesin. Gerbang sering kali terletak di antara sensor baterai dan BCM atau unit kontrol mesin untuk menerjemahkan pesan bus LIN menjadi pesan bus CAN. Hal ini dibahas lebih lanjut di bagian “diagnosis pada sensor baterai cerdas”.
Sensor baterai memantau kondisi baterai dan mengukur parameter berikut:
- Tegangan baterai.
- Arus yang digunakan baterai untuk diisi dan dikosongkan.
- Suhu baterai.
Sensor baterai mengirimkan data ini ke unit kontrol mesin atau BCM. Dengan menggunakan data ini, ECU (Electronic Control Unit) menghitung hal berikut:
Status pengisian daya (SOC) baterai. Dengan mengukur arus yang keluar ke konsumen dan arus yang masuk ke baterai, maka dapat diketahui berapa besar energi yang masih tersedia di dalam baterai.
Kondisi (Status Kesehatan, SOH) baterai. Tegangan baterai dan arus pengosongan dibandingkan untuk menilai kualitas baterai. Selama penyalaan, arus hingga 60 A dapat dialirkan dari baterai dengan mesin bensin kecil atau hingga 120 A dengan mesin diesel yang lebih berat. Sejauh mana tegangan baterai turun menunjukkan tingkat resistansi internal baterai. Jika tegangan turun dari 11,5 menjadi 10 volt pada arus 60 A, hal ini dapat diterima. Jika tegangan turun dari 11,5 menjadi 8 volt dengan arus awal yang sama, ini menunjukkan resistansi internal baterai terlalu tinggi dan memerlukan penggantian.
Arus diam saat macet. Ini mendeteksi gangguan pada arus diam, misalnya oleh konsumen yang tidak berwenang. Pengemudi akan menerima pemberitahuan pada perjalanan berikutnya jika terdeteksi peningkatan arus diam.
Komponen dan prinsip pengukuran sensor baterai:
Rumah sensor baterai dan terminal ground sering kali diintegrasikan menjadi satu kesatuan. Kabel ground juga dapat dibentuk utuh dengan sensor baterai atau dipasang dengan sambungan sekrup. Di dalam sensor baterai terdapat resistor shunt dengan nilai resistansi yang sangat rendah. Dengan mengukur perbedaan tegangan pada shunt ini, arus dapat dihitung. Dikombinasikan dengan tegangan baterai, daya yang digunakan untuk mengisi atau mengosongkan baterai dapat dihitung.
1. Tiang penjepit tiang tanah;
2. Sensor baterai;
3. Sambungan darat kendaraan;
4. Berburu;
5. Sambungkan sambungan untuk bus B+ dan LIN.
Resistor shunt ditempatkan secara seri antara sambungan ground kendaraan dan terminal negatif aki. Semua arus masuk dan keluar baterai melewati shunt ini. Karena nilai resistansi yang rendah, sedikit tegangan yang dikonsumsi dalam shunt.
Tingkat tegangan ini diubah menjadi arus dalam mikroprosesor, bersama dengan nilai resistansi shunt yang diketahui:
- Penurunan tegangan yang besar pada shunt menunjukkan arus yang besar.
- Penurunan tegangan rendah menunjukkan arus rendah.
Pada gambar terlampir kita melihat diagram di mana resistor R mewakili shunt dan arus I mewakili arus pelepasan selama pengosongan baterai. Voltmeter, yang ditempatkan secara paralel pada resistor shunt, menggambarkan bagaimana alat ukur elektronik pada sensor baterai mengukur perbedaan tegangan pada shunt ini.
Gambar di bawah memberikan gambaran umum lokasi di mana pengukuran suhu, tegangan dan arus dilakukan.
Resistansi shunt ditunjukkan dengan angka 5. Beda tegangan (V) pada shunt dibaca sebagai arus (A). Data ini dikirim melalui bus LIN ke DME/DDE, yang merupakan sebutan untuk mesin bensin (DME) dan mesin diesel (DDE) BMW.
1. Kutub positif baterai;
2. Terminal ground baterai;
3. Mengukur tegangan baterai;
4. Pengukuran suhu baterai;
5. Pengukuran arus menggunakan resistor shunt;
6. Mikroprosesor pada sensor baterai cerdas;
7. Kabel komunikasi bus LIN
8. Unit kendali mesin
Mengisi dan mengganti baterai:
Sistem manajemen baterai menggunakan sensor baterai untuk mengukur arus yang mengalir ke dan dari baterai dan menyimpan informasi ini dalam memori. Bila baterai perlu diisi atau jika alat bantu start digunakan, pengisi daya baterai harus dihubungkan tidak langsung ke terminal baterai, namun ke titik pengisian. Sensor baterai terletak di antara titik pengisian daya dan terminal baterai dan hanya dapat mengukur aliran energi bila pengisi daya baterai dihubungkan ke titik pengisian daya. Jika pengisi daya baterai dihubungkan langsung ke terminal baterai, memori BMS akan menunjukkan bahwa baterai (hampir) kosong, padahal sebenarnya sudah terisi penuh. Alternator kemudian akan mengisi daya baterai secara berlebihan, setelah itu sistem akan mengalami kegagalan fungsi. Gambar di bawah menunjukkan pengisi daya baterai yang terhubung langsung ke baterai dan ke titik pengisian daya di bawah kap.
Setelah aki diganti, aki harus didaftarkan pada kendaraan yang dilengkapi sensor aki. Dalam workshop disebut juga dengan “learning” atau “coding”. Manajemen baterai memperhitungkan:
- penuaan baterai. Arus pengisian baterai lama dengan resistansi internal yang meningkat dapat ditingkatkan;
- kapasitas dan arus start dingin baterai.
Selama perekaman, nilai tersimpan baterai yang semakin menurun seiring waktu akan dihapus. Jadi meskipun baterai yang sama dengan merek yang sama dan kapasitas serta arus start dingin yang sama dipasang, penggantiannya harus didaftarkan. Tentu saja, data untuk baterai dengan sifat berbeda harus diketahui. Hal ini dapat dilakukan dengan memasukkan kapasitas [Ah] dan arus start dingin [A] secara manual, atau dengan memasukkan nomor komponen atau nomor seri. Dengan peralatan diagnostik modern, kode QR yang tertera pada stiker baterai dapat dipindai.
Tangkapan layar di bawah menunjukkan mendaftarkan baterai dengan program BMW (kiri) dan VCDS (kanan).
Diagnosis pada sensor baterai cerdas:
Sensor baterai cerdas berkomunikasi dengan alternator dan BCM atau unit kontrol mesin. Bagian ini menjelaskan cara membaca diagram dan cara membuat diagnosis.
Pada diagram berikut kita melihat sensor baterai (A85) yang disuplai dengan tegangan suplai 2 volt melalui sekring pada pin 12. Pin 1 untuk komunikasi: dari sini pesan dikirim melalui bus LIN ke gateway (A25di) dan alternator (O01). Pin 1 dan 2 terletak di konektor dua pin yang terlihat pada gambar sebelumnya.
Dua kabel hitam terbawah pada sensor baterai tidak memiliki nomor pin: ini adalah sambungan langsung ke terminal negatif baterai.
Sensor baterai cerdas mengirimkan pesan bus LIN ke gateway dan alternator. Gateway adalah persimpangan antara jaringan dengan protokol yang berbeda (voltase dan kecepatan). Di gateway, pesan bus LIN dikirim melalui bus CAN ke BCM dan/atau unit kontrol mesin. Sebaliknya, salah satu dari dua perangkat kontrol mengontrol alternator melalui gateway dan bus LIN.
Kesalahan pada komunikasi bus LIN dapat menyebabkan data sensor baterai tidak dapat digunakan, atau alternator tidak dikontrol dengan benar. Dalam kasus terakhir, alternator beralih ke program darurat di mana kontrol D+ konvensional digunakan untuk menghasilkan tegangan pengisian dan arus pengisian yang cukup.
Kursus ketegangan Sinyal bus LIN bisa dengan satu osiloskop diukur untuk penilaian.
Subtitel:
P01: kotak sekering kompartemen mesin
A25di: antarmuka diagnostik (gerbang)
A85: Sensor baterai ECU
O01: dinamo
Ketika ada kesalahan dan komunikasi bus LIN baik-baik saja, kita tahu bahwa tegangan suplai dan ground sensor baik. Kesalahan ini disebabkan oleh salah satu komponen dalam diagram ini. Langkah-langkah berikut dapat diambil:
- memeriksa pembaruan perangkat lunak pada perangkat kontrol;
- Uji baterai 12 volt (sebaiknya di bawah beban);
- periksa apakah data baterai yang benar telah didaftarkan. Baterai mungkin pernah diganti sebelumnya, tetapi registrasi tidak pernah dilakukan;
- setel ulang data sensor baterai;
- periksa apakah nomor bagian alternator sudah benar: alternator yang salah dan tidak sesuai dengan sensor pada akhirnya akan menimbulkan masalah;
- Jika hal di atas telah diperiksa dan ternyata benar, dapat disimpulkan bahwa sensor baterai rusak. Hal ini terkadang terjadi karena seringnya start (yang salah) melalui kabel jumper atau booster baterai.
Halaman terkait:
