denekler:
- tanıtım
- Akıllı pil sensörü
- Pil sensörünün bileşenleri ve ölçüm prensipleri
- Pili şarj etme ve değiştirme
Giriiş:
Modern araçlarda alternatörün şarj durumu duruma göre ayarlanmaktadır. Alternatör, motor ECU'sundan kontrol edilir ve daha fazla veya daha az şarj olması için sinyaller alır. Alternatör, rotor ve stator arasında manyetik alan oluşturulduğundan enerji üretir. Manyetik alan ne kadar büyük olursa, rotoru döndürmek için o kadar fazla kuvvet gerekir. Bu nedenle büyük miktarda şarj akımı üretmek enerji ve yakıta mal olur.
- Pil neredeyse boşaldığında ve yeniden şarj etme olanağı yetersiz olduğunda rölanti hızı artırılabilir;
- Maksimum hızlanma sırasında, üretilen tüm torkun itiş için kullanılması amacıyla alternatör geçici olarak kontrol edilmez;
- Yavaşlarken (motor freni), ECU alternatörü maksimum etkiyle kontrol eder, böylece aracın kinetik enerjisi alternatörde enerji üretmek için kullanılır. Şekilde maksimum akü şarjının göstergesi gösterilmektedir (12 volt sistem).
Akıllı akü sensöründen gelen sinyal, akünün şarj durumunu belirlemek için kullanılır. Bu, alternatörün ne kadar kontrol edilmesi gerektiğini belirleyen en önemli verilerden biridir.
Akıllı pil sensörü:
Modern araçların neredeyse tamamı, genellikle IBS (Akıllı Akü Sensörü) olarak bilinen bir akü sensörü, akım sensörü veya akü monitörü ile donatılmıştır. Bu yazımızda “pil sensörü” teriminden bahsedeceğiz. Akü sensörü, araçtaki Akü İzleme Sistemi (BMS) ile yakın işbirliği içinde çalışır. Bu özellikle çalıştırma ve durdurma sistemine sahip araçlar için geçerlidir. Bu araçlarda, motoru çalıştırmak için marş motoru yolculuk başına birkaç kez çalıştırıldığından akü sürekli olarak ağır yük altına girer. Bu tür araçlarda geleneksel kurşun hücre yerine AGM akülerin sıklıkla seçilmesinin nedeni budur. Bir AGM aküsü tekrarlanan deşarj ve şarjlara karşı daha dayanıklıdır.
Akü sensörü, akünün negatif terminali ile üstyapı veya şasi üzerindeki topraklama noktası arasına bağlanan topraklama kablosuna entegre edilmiştir. Pil sensöründe iki veya daha fazla kablolu bir fiş bulacaksınız. Bir kablo doğrudan akünün artı kutbuna bağlanır ve ikinci kablo iletişim içindir.
Akü sensörü muhafazasının içinde, mikroişlemcili ve voltajı, akımı, sıcaklığı ve zamanı ölçen bir denetleyiciye sahip bir devre kartı bulunur. Bu Elektronik Kontrol Ünitesinden (ECU) gelen veriler genellikle bir LIN veri yolu aracılığıyla alternatöre ve konfor kontrol ünitesine (BCM) veya motor kontrol ünitesine iletilir. Ağ geçidi, LIN veri yolu mesajını CAN veri yolu mesajına çevirmek için genellikle akü sensörü ile BCM veya motor kontrol ünitesi arasında bulunur. Bu konu “akıllı akü sensöründe tanılama” bölümünde daha ayrıntılı olarak ele alınmaktadır.
Akü sensörü akünün durumunu izler ve aşağıdaki parametreleri ölçer:
- Akü voltajı.
- Pilin şarj edildiği ve boşaltıldığı akım.
- Pilin sıcaklığı.
Akü sensörü bu verileri motor kontrol ünitesine veya BCM'ye gönderir. Bu verileri kullanarak ECU (Elektronik Kontrol Ünitesi) aşağıdakileri hesaplar:
Pilin şarj durumu (SOC). Tüketicilere giden akımı ve aküye gelen akımı ölçerek aküde hala ne kadar enerji kaldığı belirlenebilir.
Pilin durumu (Sağlık Durumu, SOH). Pilin kalitesini değerlendirmek için akü voltajı ve deşarj akımı karşılaştırılır. Çalıştırma sırasında aküden küçük bir benzinli motorda 60 A'e kadar, daha ağır bir dizel motorda ise 120 A'ya kadar akım çekilebilir. Akü voltajının ne kadar düştüğü, aküdeki iç direncin seviyesini gösterir. 11,5 A akımda voltaj 10 volttan 60 volta düşerse bu kabul edilebilir. Aynı başlangıç akımında voltaj 11,5 volttan 8 volta düşerse, bu durum aküdeki iç direncin çok yüksek olduğunu gösterir ve değiştirilmesi gerekir.
Durma sırasında sakin akım. Bu, örneğin yetkisiz bir tüketici tarafından hareketsiz akımda meydana gelen bir bozulmayı tespit eder. Artan bir hareketsiz akım tespit edilirse sürücü bir sonraki yolculuk sırasında bir bildirim alacaktır.
Pil sensörünün bileşenleri ve ölçüm prensipleri:
Akü sensörünün muhafazası ve topraklama terminali genellikle tek bir bütün halinde entegre edilir. Topraklama kablosu ayrıca akü sensörüyle bir bütün oluşturabilir veya vidalı bağlantıyla tutturulabilir. Akü sensörünün içerisinde çok düşük direnç değerine sahip bir şönt direnç bulunmaktadır. Bu şöntteki voltaj farkı ölçülerek akım hesaplanabilir. Akü voltajıyla birlikte akünün şarj veya deşarj olduğu güç hesaplanabilir.
1. Kutup kelepçesi topraklama direği;
2. Pil sensörü;
3. Araç toprak bağlantısı;
4. Şant;
5. B+ ve LIN veri yolu için fiş bağlantısı.
Şönt direnç, aracın toprak bağlantısı ile akünün negatif terminali arasına seri olarak yerleştirilir. Aküye giden ve aküden gelen tüm akım bu şöntten geçer. Direnç değerinin düşük olması nedeniyle şöntte az miktarda gerilim tüketilir.
Bu voltajın seviyesi, şöntun bilinen direnç değeriyle birlikte mikroişlemcide bir akıma dönüştürülür:
- Şönt boyunca büyük bir voltaj düşüşü, büyük bir akımı gösterir.
- Düşük voltaj düşüşü düşük akımı gösterir.
Ekteki görüntüde R direncinin şöntu temsil ettiği ve I akımının akünün deşarjı sırasındaki deşarj akımını temsil ettiği bir diyagram görüyoruz. Şönt direncine paralel olarak yerleştirilen voltmetre, akü sensöründeki ölçüm elektroniğinin bu şönt boyunca voltaj farkını nasıl ölçtüğünü gösterir.
Aşağıdaki resim sıcaklık, voltaj ve akım ölçümlerinin yapıldığı konumlara genel bir bakış sunmaktadır.
Şönt direnci 5 rakamıyla gösterilir. Şönt üzerindeki gerilim farkı (V), akım (A) olarak okunur. Bu veriler LIN veri yolu aracılığıyla BMW'nin benzinli motoru (DME) ve dizel motoru (DDE) için kullanılan DME/DDE'ye gönderilir.
1. Pilin pozitif kutbu;
2. Akü topraklama terminali;
3. Akü voltajının ölçülmesi;
4. Pil sıcaklığının ölçülmesi;
5. Bir şönt direnç kullanılarak akımın ölçülmesi;
6. Akıllı akü sensöründeki mikroişlemci;
7. LIN veri yolu iletişim kablosu
8. Motor kontrol ünitesi
Pilin şarj edilmesi ve değiştirilmesi:
Akü yönetim sistemi, aküye giden ve aküden akan akımı ölçmek ve bu bilgiyi hafızada saklamak için akü sensörünü kullanır. Akünün şarj edilmesi gerektiğinde veya çalıştırma yardımı kullanıldığında, akü şarj cihazının doğrudan akü terminallerine değil, şarj noktalarına bağlanması önemlidir. Akü sensörü bu şarj noktaları ile akü terminalleri arasında bulunur ve yalnızca akü şarj cihazı şarj noktalarına bağlandığında enerji akışını ölçebilir. Akü şarj cihazı doğrudan akü terminallerine bağlıysa, BMS belleği akünün (neredeyse) boş olduğunu, gerçekte ise tam şarjlı olduğunu gösterecektir. Alternatör aküyü aşırı şarj edecek ve bunun ardından sistem arızalanacaktır. Aşağıdaki resimlerde doğrudan aküye ve kaputun altındaki şarj noktalarına bağlanan bir akü şarj cihazı gösterilmektedir.
Aküyü değiştirdikten sonra akü, akü sensörüyle donatılmış bir araca kaydedilmelidir. Atölyede buna “öğrenme” ya da “kodlama” da deniyor. Pil yönetimi şunları dikkate alır:
- pilin yaşlanması. Arttırılmış iç dirence sahip eski bir pilin şarj akımı artırılabilir;
- Akünün kapasitesi ve soğuk çalıştırma akımı.
Kayıt sırasında pilin zamanla bozulan kayıtlı değerleri silinir. Bu nedenle, aynı marka, aynı kapasite ve soğuk çalıştırma akımına sahip aynı akü takılmış olsa bile, değiştirme işleminin kaydedilmesi gerekir. Doğal olarak farklı özelliklere sahip bir pilin verilerinin bilinmesi gerekir. Bu, kapasiteyi [Ah] ve soğuk çalıştırma akımını [A] manuel olarak girerek veya parça numaralarını veya seri numaralarını girerek yapılabilir. Modern teşhis ekipmanlarıyla akü etiketi üzerinde gösterilen QR kodu taranabilir.
Aşağıdaki ekran görüntüleri bir pilin BMW programına (solda) ve VCDS'ye (sağda) kaydedilmesini göstermektedir.
Akıllı akü sensöründeki teşhis:
Akıllı akü sensörü, alternatör ve BCM veya motor kontrol ünitesi ile iletişim kurar. Bu bölümde diyagramın nasıl okunacağı ve nasıl teşhis konulabileceği açıklanmaktadır.
Aşağıdaki şemada pin 85 üzerindeki sigorta ile 2 volt besleme gerilimi ile beslenen akü sensörünü (A12) görüyoruz. Pin 1 iletişim içindir: buradan ağ geçidine (A25di) ve alternatöre (O01) LIN veri yolu aracılığıyla bir mesaj gönderilir. Pin 1 ve 2, önceki resimlerde görülen iki pinli fişte bulunur.
Akü sensöründeki alttaki iki siyah kablonun pin numarası yoktur: bu, akünün negatif terminaline doğrudan bir bağlantıdır.
Akıllı akü sensörü, ağ geçidine ve alternatöre bir LIN bus mesajı gönderir. Ağ geçidi, farklı protokollere (voltajlar ve hızlar) sahip ağlar arasındaki bağlantıdır. Ağ geçidinde LIN bus mesajı CAN bus aracılığıyla BCM'ye ve/veya motor kontrol ünitesine gönderilir. Bunun tersine, bu iki kontrol cihazından biri alternatörü ağ geçidi ve LIN veriyolu aracılığıyla kontrol eder.
LIN veri yolu iletişimindeki bir arıza, akü sensörü verilerinin kullanılamadığı veya alternatörün düzgün şekilde kontrol edilmediği anlamına gelebilir. İkinci durumda alternatör, yeterli şarj voltajı ve şarj akımı oluşturmak için geleneksel D+ kontrolünün kullanıldığı bir acil durum programına geçer.
Gerilim seyri LIN veri yolu sinyali biriyle olabilir osiloskop değerlendirme amacıyla ölçülür.
Legend:
P01: motor bölmesi sigorta kutusu
A25di: teşhis arayüzü (ağ geçidi)
A85: ECU akü sensörü
O01: dinamo
Bir arıza olduğunda ve LIN bus iletişimi normal olduğunda, sensörün besleme geriliminin ve topraklamasının iyi olduğunu biliyoruz. Arıza bu diyagramdaki bileşenlerden birinden kaynaklanmaktadır. Aşağıdaki adımlar atılabilir:
- kontrol cihazlarının yazılım güncellemelerini kontrol edin;
- 12 volt aküyü test edin (tercihen yük altında);
- Doğru pil verilerinin kaydedilip kaydedilmediğini kontrol edin. Pil geçmişte değiştirilmiş olabilir ancak kayıt hiçbir zaman gerçekleştirilmemiştir;
- pil sensörü verilerini sıfırlayın;
- Alternatörün parça numarasının doğru olup olmadığını kontrol edin: sensörle eşleşmeyen yanlış bir alternatör eninde sonunda sorunlara yol açacaktır;
- Yukarıdakiler kontrol edilmiş ve doğru bulunmuşsa, akü sensörünün arızalı olduğu sonucuna varmak mümkün olabilir. Bu bazen aktarma kabloları veya akü güçlendirici aracılığıyla sık sık (yanlış) çalıştırmayla meydana gelir.
İlgili sayfalar:
