Viðfangsefni:
- Inngangur
- Greindur rafhlöðuskynjari
- Íhlutir og mælingarreglur rafhlöðuskynjarans
- Hleðsla og skipt um rafhlöðu
Kynning:
Í nútíma ökutækjum er hleðslustaða rafalans stillt að aðstæðum. Rafallalanum er stjórnað frá vélarstýringu og fær merki um að hlaða meira eða minna. Rafallalinn framleiðir orku þar sem segulsvið myndast á milli snúnings og stators. Því meira sem segulsviðið er, því meiri kraftur þarf til að snúa snúningnum. Mikill hleðslustraumur kostar því orku og eldsneyti.
- Hægt er að auka aðgerðalausan hraða þegar rafhlaðan er næstum tóm þegar ófullnægjandi endurhleðsla er möguleg;
- Við hámarkshröðun er rafstraumnum tímabundið ekki stjórnað til að nýta allt snúningsvægið sem myndast til að knýja áfram;
- Þegar hraðaminnkun er (vélhemlun) stjórnar ECU riðstraumnum að hámarksáhrifum, þannig að hreyfiorka ökutækisins er notuð til að framleiða orku í riðstraumnum. Myndin sýnir vísbendingu um hámarkshleðslu rafhlöðunnar (12 volta kerfi).
Merkið frá greinda rafhlöðuskynjaranum er notað til að ákvarða hleðslustöðu rafhlöðunnar. Þetta er ein mikilvægasta gögnin til að ákvarða að hvaða marki ætti að stjórna alternatornum.
Greindur rafhlöðuskynjari:
Nútímabílar eru nánast allir búnir rafhlöðuskynjara, oft þekktur sem IBS (Intelligent Battery Sensor), straumskynjari eða rafhlöðuskjár. Í þessari grein munum við vísa til hugtaksins „rafhlöðuskynjari“. Rafhlöðuskynjarinn vinnur í nánu samstarfi við rafhlöðueftirlitskerfið (BMS) í ökutækinu. Þetta á sérstaklega við um ökutæki með start- og stöðvunarkerfi. Í þessum farartækjum er rafgeymirinn ítrekað fyrir miklu álagi þar sem startmótorinn er ræstur nokkrum sinnum í hverri ferð til að ræsa vélina. Þess vegna er AGM rafhlaða oft valin í slíkum farartækjum í stað hefðbundins blýsala. AGM rafhlaða er ónæmari fyrir endurtekinni afhleðslu og hleðslu.
Rafhlöðuskynjarinn er innbyggður í jarðsnúruna, sem er festur á milli neikvæða tengi rafgeymisins og jarðpunkts á yfirbyggingu eða undirvagni. Á rafhlöðuskynjaranum finnurðu kló með tveimur eða fleiri vírum. Einn vír leiðir beint að jákvæðu skautinu á rafhlöðunni og annar vír er til samskipta.
Inni í rafhlöðuskynjarahúsinu er hringrás með örgjörva og stýringu sem mælir spennu, straum, hitastig og tíma. Gögnin frá þessari rafeindastýringareiningu (ECU) eru oft send um LIN-rútu til alternators og þægindastýringareiningarinnar (BCM) eða vélstýringareiningarinnar. Gáttin er oft staðsett á milli rafhlöðuskynjarans og BCM eða vélastýringareiningarinnar til að þýða LIN strætóskilaboðin í CAN strætóskilaboð. Nánar er fjallað um þetta í kaflanum „greining á snjalla rafhlöðuskynjaranum“.
Rafhlöðuskynjarinn fylgist með ástandi rafhlöðunnar og mælir eftirfarandi færibreytur:
- Rafhlaða spennan.
- Straumurinn sem rafhlaðan er hlaðin og tæmd með.
- Hitastig rafhlöðunnar.
Rafhlöðuskynjarinn sendir þessi gögn til vélstýringareiningarinnar eða BCM. Með því að nota þessi gögn reiknar ECU (rafræn stýrieining) eftirfarandi:
Hleðsluástand (SOC) rafhlöðunnar. Með því að mæla útstreymi til neytenda og innstraum til rafhlöðunnar er hægt að ákvarða hversu mikil orka er enn til í rafhlöðunni.
Ástand (State Of Health, SOH) rafhlöðunnar. Rafhlöðuspennan og afhleðslustraumurinn er borinn saman til að meta gæði rafhlöðunnar. Við ræsingu er hægt að draga allt að 60 A af straumi úr rafgeymi með lítilli bensínvél eða allt að 120 A með þyngri dísilvél. Að hve miklu leyti rafhlöðuspennan lækkar gefur til kynna hversu innri viðnám rafhlöðunnar er. Ef spennan lækkar úr 11,5 í 10 volt við 60 A straum er það ásættanlegt. Ef spennan lækkar úr 11,5 í 8 volt með sama startstraumi gefur það til kynna of hátt innra viðnám í rafhlöðunni og þarfnast endurnýjunar.
Rólegur straumur í kyrrstöðu. Þetta greinir truflun á kyrrstraumnum, til dæmis af óviðkomandi neytanda. Ökumaður fær tilkynningu í næstu ferð ef aukinn kyrrstraumur greinist.
Íhlutir og mælingarreglur rafhlöðuskynjarans:
Hús rafhlöðuskynjarans og jarðtengi eru oft samþætt í eina heild. Jarðstrengurinn getur líka myndað eina heild með rafhlöðuskynjaranum eða verið fest með skrúftengingu. Inni í rafhlöðuskynjaranum er shuntviðnám með mjög lágu viðnámsgildi. Með því að mæla spennumuninn yfir þennan shunt er hægt að reikna strauminn. Ásamt rafhlöðuspennunni er hægt að reikna út kraftinn sem rafhlaðan er hlaðin eða tæmd með.
1. Stöng klemma jörð stöng;
2. Rafhlöðuskynjari;
3. Jarðtenging ökutækis;
4.Skipting;
5. Stingatenging fyrir B+ og LIN strætó.
Shuntviðnámið er sett í röð á milli jarðtengis ökutækisins og neikvæðu skautsins á rafhlöðunni. Allur straumur til og frá rafhlöðunni fer í gegnum þennan shunt. Vegna lágs viðnámsgildis er lítil spenna neytt í shuntinu.
Stig þessarar spennu er breytt í straum í örgjörvanum ásamt þekktu viðnámsgildi shuntsins:
- Mikið spennufall yfir shunt gefur til kynna mikinn straum.
- Lágt spennufall gefur til kynna lágan straum.
Á meðfylgjandi mynd sjáum við skýringarmynd þar sem viðnám R táknar shunt og straumur I táknar afhleðslustraum við afhleðslu rafhlöðunnar. Spennumælirinn, sem er settur samhliða yfir shunt viðnámið, sýnir hvernig mælir rafeindabúnaðurinn í rafhlöðuskynjaranum mælir spennumuninn yfir þennan shunt.
Myndin hér að neðan gefur yfirlit yfir staðina þar sem hita-, spennu- og straummælingar fara fram.
Skipulagsviðnám er gefið til kynna með númerinu 5. Spennumunurinn (V) yfir shuntið er lesinn sem straumur (A). Þessi gögn eru send í gegnum LIN strætó til DME/DDE, sem eru merkingar fyrir bensínvél BMW (DME) og dísilvél (DDE).
1. Rafhlaða jákvæð stöng;
2. Jarðtengi rafhlöðunnar;
3. Mæling rafhlöðuspennu;
4. Mæling á hitastigi rafhlöðunnar;
5. Mæling á straumnum með því að nota shunt viðnám;
6. Örgjörvi í greindur rafhlöðuskynjari;
7. LIN strætó samskiptavír
8. Vélastýringareining
Hleðsla og skipt um rafhlöðu:
Rafhlöðustjórnunarkerfið notar rafhlöðuskynjarann til að mæla strauminn sem flæðir til og frá rafhlöðunni og geymir þessar upplýsingar í minni. Þegar hlaða þarf rafgeyminn eða ef notað er ræsihjálp er mikilvægt að hleðslutækið sé ekki tengt beint við rafhlöðuna heldur við hleðslupunktana. Rafhlöðuskynjarinn er staðsettur á milli þessara hleðslustaða og rafhlöðuskautanna og getur aðeins mælt orkuflæðið þegar hleðslutækið er tengt við hleðslupunktana. Ef rafhlöðuhleðslutækið er tengt beint við rafhlöðuna mun BMS minni gefa til kynna að rafhlaðan sé (næstum) tóm, á meðan hún er í raun fullhlaðin. Rafallalinn mun þá ofhlaða rafhlöðuna og eftir það bilar kerfið. Myndirnar hér að neðan sýna hleðslutæki sem er tengt beint við rafhlöðuna og við hleðslupunktana undir hettunni.
Eftir að skipt hefur verið um rafgeymi þarf að skrá rafgeyminn á ökutæki sem er búið rafhlöðuskynjara. Í vinnustofunni er það einnig kallað „nám“ eða „kóðun“. Rafhlöðustjórnun tekur mið af:
- öldrun rafhlöðunnar. Hægt er að auka hleðslustraum eldri rafhlöðu með aukinni innri viðnám;
- getu og kaldræsingarstraum rafhlöðunnar.
Við upptöku er geymdum gildum rafhlöðunnar sem hafa rýrnað með tímanum eytt. Þannig að jafnvel þó að sams konar rafhlaða af sömu tegund og sama afkastagetu og kaldræsistraumur sé settur upp, verður að skrá skiptin. Auðvitað verður að gera grein fyrir gögnum fyrir rafhlöðu með mismunandi eiginleika. Þetta er hægt að gera með því að slá handvirkt inn afkastagetu [Ah] og kaldræsingarstraum [A], eða með því að slá inn hlutanúmer eða raðnúmer. Með nútíma greiningarbúnaði er hægt að skanna QR kóðann sem sýndur er á límmiða rafhlöðunnar.
Skjámyndirnar hér að neðan sýna rafhlöðuskráningu með BMW forriti (vinstri) og VCDS (hægri).
Greining á snjöllum rafhlöðuskynjara:
Snjall rafhlöðuskynjarinn hefur samskipti við alternatorinn og BCM eða vélastýringareininguna. Þessi kafli útskýrir hvernig á að lesa skýringarmyndina og hvernig hægt er að gera greiningu.
Á eftirfarandi skýringarmynd sjáum við rafhlöðuskynjarann (A85) sem er með 2 volta straumspennu með öryggi á pinna 12. Pinna 1 er fyrir samskipti: héðan eru skilaboð send í gegnum LIN strætó til gáttar (A25di) og alternator (O01). Pinnar 1 og 2 eru staðsettir í tveggja pinna innstungunni sem sést á fyrri myndum.
Neðstu tveir svörtu vírarnir á rafhlöðuskynjaranum eru ekki með pinnanúmer: þetta er bein tenging við neikvæða skaut rafhlöðunnar.
Snjall rafhlöðuskynjarinn sendir LIN strætóskilaboð til gáttarinnar og alternatorsins. Gáttin er tengingin milli neta með mismunandi samskiptareglur (spennu og hraða). Í gáttinni eru LIN strætóskilaboðin send í gegnum CAN strætó til BCM og/eða vélastýringareiningarinnar. Aftur á móti stjórnar annað af þessum tveimur stjórntækjum alternatornum í gegnum gáttina og LIN strætó.
Bilun í LIN strætósamskiptum getur þýtt að ekki er hægt að nota rafhlöðuskynjaragögnin eða að rafstraumnum sé ekki stjórnað á réttan hátt. Í síðara tilvikinu skiptir alternatorinn yfir í neyðarforrit þar sem hefðbundin D+ stýring er notuð til að búa til nægilega hleðsluspennu og hleðslustraum.
Spennuleiðin í LIN strætómerki getur með einum sveiflusjá eru mældar til mats.
Legend:
P01: öryggisbox fyrir vélarrými
A25di: greiningarviðmót (gátt)
A85: ECU rafhlöðuskynjari
O01: dynamo
Þegar það er bilun og LIN strætó samskipti eru í lagi vitum við að framboðsspenna og jörð skynjarans eru góð. Bilunin stafar af einum af íhlutunum á þessari skýringarmynd. Hægt er að taka eftirfarandi skref:
- athuga hvort hugbúnaðaruppfærslur séu fyrir stjórntækin;
- Prófaðu 12 volta rafhlöðu (helst undir álagi);
- athugaðu hvort rétt rafhlöðugögn hafi verið skráð. Það kann að hafa verið skipt um rafhlöðu áður, en skráningin fór aldrei fram;
- endurstilla gögn rafhlöðuskynjarans;
- athugaðu hvort hlutanúmerið á alternatornum sé rétt: rangur alternator sem passar ekki við skynjarann mun að lokum valda vandamálum;
- Ef ofangreint hefur verið athugað og reynst rétt, gæti verið hægt að álykta að rafhlöðuskynjarinn sé bilaður. Þetta gerist stundum með tíðum (röngum) ræsingum með tengisnúrum eða rafhlöðuhvetjandi.
Tengdar síður:
