Предметы:
- введение
- Интеллектуальный датчик заряда батареи
- Компоненты и принципы измерения датчика батареи
- Зарядка и замена аккумулятора
Инлейдинг:
В современных автомобилях уровень заряда генератора регулируется в зависимости от обстоятельств. Генератор управляется от ЭБУ двигателя и получает сигналы о необходимости большего или меньшего заряда. Генератор генерирует энергию, поскольку между ротором и статором создается магнитное поле. Чем больше магнитное поле, тем больше силы требуется для вращения ротора. Поэтому создание большого зарядного тока требует затрат энергии и топлива.
- Скорость холостого хода можно увеличить, когда аккумулятор почти разряжен, когда возможна недостаточная подзарядка;
- Во время максимального ускорения генератор временно не контролируется, чтобы использовать весь генерируемый крутящий момент для движения;
- При замедлении (торможении двигателем) ЭБУ управляет генератором с максимальной эффективностью, так что кинетическая энергия автомобиля используется для выработки энергии в генераторе. На рисунке представлена индикация максимального заряда аккумулятора (система 12 В).
Сигнал интеллектуального датчика аккумулятора используется для определения состояния заряда аккумулятора. Это одна из наиболее важных данных, позволяющая определить, в какой степени следует контролировать генератор.
Интеллектуальный датчик заряда батареи:
Почти все современные автомобили оснащены датчиком аккумуляторной батареи, часто известным как IBS (интеллектуальный датчик аккумуляторной батареи), датчиком тока или монитором аккумуляторной батареи. В этой статье мы будем использовать термин «датчик батареи». Датчик аккумуляторной батареи работает в тесном сотрудничестве с системой контроля аккумуляторной батареи (BMS) в автомобиле. Особенно это актуально для автомобилей с системой старт-стоп. В этих транспортных средствах аккумуляторная батарея постоянно подвергается сильной нагрузке, поскольку стартер активируется несколько раз за поездку для запуска двигателя. Именно поэтому в таких автомобилях вместо традиционного свинцового элемента часто выбирают аккумулятор AGM. Аккумулятор AGM более устойчив к многократному разряду и зарядке.
Датчик аккумуляторной батареи встроен в кабель заземления, который крепится между отрицательной клеммой аккумуляторной батареи и точкой заземления на кузове или шасси. На датчике аккумуляторной батареи вы найдете вилку с двумя и более проводами. Один провод ведет непосредственно к положительной клемме аккумулятора, а второй провод предназначен для связи.
Внутри корпуса датчика батареи находится печатная плата с микропроцессором и контроллером, который измеряет напряжение, ток, температуру и время. Данные от этого электронного блока управления (ECU) часто передаются по шине LIN на генератор и блок управления комфортом (BCM) или блок управления двигателем. Шлюз часто располагается между датчиком аккумуляторной батареи и блоком управления двигателем или BCM для преобразования сообщения шины LIN в сообщение шины CAN. Это обсуждается далее в разделе «Диагностика интеллектуального датчика аккумуляторной батареи».
Датчик аккумулятора контролирует состояние аккумулятора и измеряет следующие параметры:
- Напряжение аккумулятора.
- Ток, которым заряжается и разряжается аккумулятор.
- Температура аккумулятора.
Датчик аккумуляторной батареи отправляет эти данные в блок управления двигателем или BCM. Используя эти данные, ECU (электронный блок управления) рассчитывает следующее:
Состояние заряда (SOC) аккумулятора. Измеряя исходящий ток к потребителям и входящий ток в батарею, можно определить, сколько энергии еще доступно в батарее.
Состояние (Состояние работоспособности, SOH) аккумулятора. Напряжение батареи и ток разряда сравниваются для оценки качества батареи. Во время запуска от аккумуляторной батареи может потребляться ток до 60 А при использовании небольшого бензинового двигателя или до 120 А при использовании более тяжелого дизельного двигателя. Степень падения напряжения батареи указывает на уровень внутреннего сопротивления батареи. Если напряжение упадет с 11,5 до 10 Вольт при токе 60 А, это допустимо. Если напряжение падает с 11,5 до 8 Вольт при том же пусковом токе, это указывает на слишком высокое внутреннее сопротивление в аккумуляторе и требует замены.
Ток покоя во время простоя. Это обнаруживает нарушение тока покоя, например, со стороны неавторизованного потребителя. Водитель получит уведомление во время следующей поездки, если будет обнаружен повышенный ток покоя.
Компоненты и принципы измерения датчика батареи:
Корпус датчика аккумуляторной батареи и клемма заземления часто объединены в одно целое. Кабель заземления также может составлять единое целое с датчиком аккумуляторной батареи или крепиться с помощью винтового соединения. Внутри датчика аккумуляторной батареи имеется шунтирующий резистор с очень низким значением сопротивления. Измерив разницу напряжений на этом шунте, можно рассчитать ток. В сочетании с напряжением аккумулятора можно рассчитать мощность, с которой аккумулятор заряжается или разряжается.
1. Заземляющий полюс с зажимом;
2. Датчик заряда батареи;
3. Заземление автомобиля;
4. Шунт;
5. Штекерное соединение для шины B+ и LIN.
Шунтирующий резистор устанавливается последовательно между заземлением автомобиля и отрицательной клеммой аккумуляторной батареи. Весь ток, поступающий и исходящий от батареи, проходит через этот шунт. Благодаря малому значению сопротивления в шунте потребляется небольшое напряжение.
Уровень этого напряжения преобразуется в ток в микропроцессоре вместе с известным значением сопротивления шунта:
- Большое падение напряжения на шунте указывает на большой ток.
- Низкое падение напряжения указывает на низкий ток.
На прикрепленном изображении мы видим схему, на которой резистор R представляет собой шунт, а ток I представляет собой ток разряда во время разряда аккумулятора. Вольтметр, подключенный параллельно шунтирующему резистору, показывает, как измерительная электроника датчика батареи измеряет разность напряжений на этом шунте.
На изображении ниже представлен обзор мест, где проводятся измерения температуры, напряжения и тока.
Сопротивление шунта обозначается цифрой 5. Разность напряжений (В) на шунте считается током (А). Эти данные передаются по шине LIN на DME/DDE, которые обозначают бензиновый двигатель (DME) и дизельный двигатель (DDE) BMW.
1. Положительный полюс аккумулятора;
2. Клемма заземления аккумулятора;
3. Измерение напряжения аккумулятора;
4. Измерение температуры аккумулятора;
5. Измерение тока с помощью шунтирующего резистора;
6. Микропроцессор в интеллектуальном датчике заряда батареи;
7. Провод связи шины LIN.
8. Блок управления двигателем
Зарядка и замена аккумулятора:
Система управления аккумулятором использует датчик аккумулятора для измерения тока, протекающего к аккумулятору и от аккумулятора, и сохранения этой информации в памяти. Когда аккумулятор необходимо зарядить или если используется устройство облегчения запуска, важно, чтобы зарядное устройство подключалось не непосредственно к клеммам аккумулятора, а к точкам зарядки. Датчик аккумулятора расположен между этими точками зарядки и клеммами аккумулятора и может измерять поток энергии только тогда, когда зарядное устройство подключено к точкам зарядки. Если зарядное устройство подключено непосредственно к клеммам аккумулятора, память BMS будет показывать, что аккумулятор (почти) разряжен, хотя на самом деле он полностью заряжен. В этом случае генератор перезарядит аккумулятор, после чего система выйдет из строя. На изображениях ниже показано зарядное устройство, подключенное непосредственно к аккумулятору и к точкам зарядки под капотом.
После замены аккумуляторной батареи ее необходимо зарегистрировать на автомобиле, оборудованном датчиком аккумуляторной батареи. В мастерской это еще называют «обучение» или «кодирование». Управление аккумулятором учитывает:
- старение аккумулятора. Зарядный ток старого аккумулятора с повышенным внутренним сопротивлением можно увеличить;
- емкость и холодный пусковой ток аккумулятора.
Во время записи сохраненные значения батареи, ухудшившиеся со временем, удаляются. Поэтому даже если установлен идентичный аккумулятор той же марки, той же емкости и тока холодного пуска, замену необходимо зарегистрировать. Естественно, данные для аккумулятора с разными свойствами должны быть известны. Это можно сделать, введя вручную емкость [Ач] и ток холодного пуска [А] или введя номера деталей или серийные номера. С помощью современного диагностического оборудования можно отсканировать QR-код, указанный на наклейке аккумулятора.
На скриншотах ниже показана регистрация аккумулятора в программе BMW (слева) и VCDS (справа).
Диагностика интеллектуального датчика аккумуляторной батареи:
Интеллектуальный датчик аккумуляторной батареи обменивается данными с генератором и блоком BCM или блоком управления двигателем. В этом разделе объясняется, как читать диаграмму и как можно поставить диагноз.
На следующей схеме мы видим датчик аккумуляторной батареи (А85), на который через предохранитель на контакте 2 подается напряжение питания 12 Вольт. Контакт 1 предназначен для связи: отсюда сообщение отправляется по шине LIN на шлюз (A25di) и генератор (O01). Контакты 1 и 2 расположены в двухконтактном разъеме, показанном на предыдущих изображениях.
Два нижних черных провода на датчике аккумулятора не имеют номера контакта: это прямое подключение к отрицательной клемме аккумулятора.
Интеллектуальный датчик аккумуляторной батареи отправляет сообщение по шине LIN на шлюз и генератор. Шлюз — это соединение между сетями с разными протоколами (напряжениями и скоростями). В шлюзе сообщение шины LIN передается по шине CAN в блок управления BCM и/или блок управления двигателем. И наоборот, одно из этих двух устройств управления управляет генератором через шлюз и шину LIN.
Нарушение связи по шине LIN может означать, что данные датчика аккумуляторной батареи не могут быть использованы или что генератор не управляется должным образом. В последнем случае генератор переключается на аварийную программу, в которой используется обычное управление D+ для создания достаточного зарядного напряжения и зарядного тока.
Напряженный ход сигнал шины LIN можно с одним осциллограф измеряются для оценки.
Легенда:
P01: блок предохранителей в моторном отсеке
А25ди: диагностический интерфейс (шлюз)
A85: Датчик аккумулятора ЭБУ
O01: динамо
Когда есть неисправность и связь по шине LIN в порядке, мы знаем, что напряжение питания и заземление датчика в порядке. Неисправность вызвана одним из компонентов на этой схеме. Можно предпринять следующие шаги:
- проверить наличие обновлений программного обеспечения устройств управления;
- Проверить аккумулятор 12 В (желательно под нагрузкой);
- проверьте, были ли зарегистрированы правильные данные батареи. Возможно, аккумулятор был заменен в прошлом, но регистрация так и не была проведена;
- сбросить данные датчика батареи;
- проверьте правильность номера детали генератора: неправильный генератор, не соответствующий датчику, в конечном итоге приведет к проблемам;
- Если вышеизложенное проверено и признано правильным, можно сделать вывод, что датчик аккумулятора неисправен. Иногда это происходит при частом (неправильном) запуске через соединительные кабели или аккумуляторный усилитель.
Связанные страницы:
