Предмети:
- Вступ
- Інтелектуальний датчик батареї
- Компоненти та принципи вимірювання датчика батареї
- Зарядка та заміна акумулятора
Вступ:
У сучасних автомобілях стан заряду генератора змінного струму регулюється відповідно до обставин. Генератором керується блок керування двигуном і він отримує сигнали для збільшення чи зменшення заряду. Генератор генерує енергію, коли між ротором і статором створюється магнітне поле. Чим більше магнітне поле, тим більша сила потрібна для обертання ротора. Тому генерування великої кількості зарядного струму вимагає витрат енергії та палива.
- Швидкість холостого ходу можна збільшити, коли батарея майже розряджена, коли недостатньо можливої підзарядки;
- Під час максимального прискорення генератор змінного струму тимчасово не контролюється, щоб використовувати весь створений крутний момент для руху;
- Під час уповільнення (гальмування двигуном) ECU максимально ефективно керує генератором, щоб кінетична енергія автомобіля використовувалася для генерування енергії в генераторі. На малюнку показана індикація максимального заряду батареї (система 12 вольт).
Сигнал від інтелектуального датчика акумулятора використовується для визначення стану заряду акумулятора. Це одна з найважливіших даних для визначення, якою мірою слід контролювати генератор змінного струму.
Інтелектуальний датчик батареї:
Сучасні транспортні засоби майже всі оснащені датчиком батареї, часто відомим як IBS (інтелектуальний датчик батареї), датчиком струму або монітором батареї. У цій статті ми будемо посилатися на термін «датчик батареї». Датчик акумулятора працює в тісній взаємодії з системою моніторингу акумулятора (BMS) в автомобілі. Особливо це стосується автомобілів із системою старт-стоп. У цих транспортних засобах батарея неодноразово зазнає сильного навантаження, оскільки стартер активується кілька разів за поїздку, щоб запустити двигун. Тому в таких автомобілях часто вибирають акумулятор AGM замість традиційного свинцевого елемента. Акумулятор AGM більш стійкий до багаторазових розрядів і зарядів.
Датчик батареї інтегровано в кабель заземлення, який приєднаний між мінусовою клемою батареї та точкою заземлення на кузові або шасі. На датчику батареї ви знайдете вилку з двома або більше проводами. Один провід веде безпосередньо до позитивної клеми акумулятора, а другий провід призначений для зв’язку.
Всередині корпусу датчика батареї знаходиться друкована плата з мікропроцесором і контролером, який вимірює напругу, струм, температуру та час. Дані з цього електронного блоку керування (ECU) часто передаються через шину LIN до генератора та блоку керування комфортом (BCM) або блоку керування двигуном. Шлюз часто розташований між датчиком батареї та BCM або блоком керування двигуном для перетворення повідомлення шини LIN у повідомлення шини CAN. Це обговорюється далі в розділі «Діагностика за інтелектуальним датчиком акумулятора».
Датчик батареї контролює стан батареї та вимірює такі параметри:
- Напруга акумулятора.
- Струм, яким акумулятор заряджається і розряджається.
- Температура акумулятора.
Датчик акумулятора надсилає ці дані до блоку керування двигуном або BCM. Використовуючи ці дані, ECU (електронний блок керування) обчислює наступне:
Стан заряду (SOC) акумулятора. Вимірюючи вихідний струм до споживачів і вхідний струм до батареї, можна визначити, скільки енергії ще доступно в батареї.
Стан (State Of Health, SOH) акумулятора. Для оцінки якості батареї порівнюють напругу батареї та струм розряду. Під час запуску до 60 А струму може споживатися від батареї з маленьким бензиновим двигуном або до 120 А з більш важким дизельним двигуном. Ступінь падіння напруги батареї вказує на рівень внутрішнього опору батареї. Якщо при силі струму 11,5 А напруга впаде з 10 до 60 вольт, це допустимо. Якщо при тому ж пусковому струмі напруга падає з 11,5 до 8 вольт, це говорить про занадто великому внутрішньому опорі в акумуляторі і вимагає заміни.
Струм спокою під час простою. Це виявляє порушення струму спокою, наприклад, неавторизованим споживачем. Під час наступної поїздки водій отримає сповіщення, якщо буде виявлено підвищений струм спокою.
Компоненти та принципи вимірювання датчика батареї:
Корпус датчика батареї та клема заземлення часто об’єднані в одне ціле. Кабель заземлення також може складати одне ціле з датчиком батареї або приєднуватися за допомогою гвинтового з’єднання. Всередині датчика батареї є шунтуючий резистор з дуже низьким значенням опору. Вимірюючи різницю напруг на цьому шунті, можна обчислити струм. У поєднанні з напругою акумулятора можна розрахувати потужність, з якою акумулятор заряджається або розряджається.
1. Полюсний затиск заземлення;
2. Датчик батареї;
3. Заземлення транспортного засобу;
4. Шунт;
5. Штепсельне з'єднання для шини B+ і LIN.
Шунтуючий резистор встановлюється послідовно між заземленням автомобіля та мінусовою клемою акумулятора. Весь струм до батареї та від неї проходить через цей шунт. Через низьке значення опору в шунті споживається невелика напруга.
Рівень цієї напруги перетворюється в струм в мікропроцесорі разом з відомим значенням опору шунта:
- Велике падіння напруги на шунті свідчить про великий струм.
- Низьке падіння напруги свідчить про низький струм.
На зображенні, що додається, ми бачимо діаграму, на якій резистор R представляє шунт, а струм I представляє струм розряду під час розряду батареї. Вольтметр, розміщений паралельно шунтовому резистору, ілюструє, як вимірювальна електроніка в датчику батареї вимірює різницю напруги на цьому шунті.
На зображенні нижче наведено огляд місць, де проводяться вимірювання температури, напруги та струму.
Опір шунта позначається цифрою 5. Різниця напруг (V) на шунті зчитується як струм (A). Ці дані надсилаються через шину LIN до DME/DDE, які є позначеннями для бензинових (DME) і дизельних двигунів BMW (DDE).
1. Позитивний полюс батареї;
2. Клема заземлення акумулятора;
3. Вимірювання напруги акумулятора;
4. Вимірювання температури акумулятора;
5. Вимірювання сили струму за допомогою шунтуючого резистора;
6. Мікропроцесор в інтелектуальному датчику батареї;
7. Провід зв'язку шини LIN
8. Блок керування двигуном
Зарядка та заміна акумулятора:
Система керування батареєю використовує датчик батареї для вимірювання струму, що надходить до батареї та від неї, і зберігає цю інформацію в пам’яті. Коли акумулятор потрібно зарядити або якщо використовується засіб допомоги при запуску, важливо, щоб зарядний пристрій підключався не безпосередньо до клем акумулятора, а до точок заряджання. Датчик акумулятора розташований між цими точками заряджання та клемами акумулятора і може вимірювати потік енергії, лише коли зарядний пристрій підключено до зарядних точок. Якщо зарядний пристрій підключено безпосередньо до клем акумулятора, пам’ять BMS покаже, що акумулятор (майже) розряджений, тоді як насправді він повністю заряджений. Тоді генератор змінного струму перезаряджатиме акумулятор, після чого система працюватиме несправно. На зображеннях нижче показано зарядний пристрій, підключений безпосередньо до акумулятора та до точок заряджання під капотом.
Після заміни акумулятора необхідно зареєструвати акумулятор на транспортному засобі, обладнаному датчиком акумулятора. У майстерні це також називають «навчанням» або «кодуванням». Керування батареєю враховує:
- старіння батареї. Зарядний струм старішої батареї з підвищеним внутрішнім опором можна збільшити;
- ємність і струм холодного запуску акумулятора.
Під час запису збережені значення батареї, які з часом зіпсувалися, видаляються. Таким чином, навіть якщо встановлено ідентичний акумулятор тієї ж марки та такої ж ємності та струму холодного запуску, заміну необхідно зареєструвати. Природно, дані для батареї з іншими властивостями повинні бути відомі. Це можна зробити, ввівши вручну ємність [Ah] і струм холодного запуску [A] або ввівши номери деталей або серійні номери. За допомогою сучасного діагностичного обладнання можна відсканувати QR-код, зображений на наклейці акумулятора.
На скріншотах нижче показано реєстрацію акумулятора за допомогою програми BMW (ліворуч) і VCDS (праворуч).
Діагностика по інтелектуальному датчику акумулятора:
Інтелектуальний датчик батареї взаємодіє з генератором і BCM або блоком керування двигуном. У цьому розділі пояснюється, як читати схему та як можна поставити діагноз.
На наступній схемі ми бачимо датчик батареї (A85), на який подається напруга живлення 2 В через запобіжник на контакті 12. Контакт 1 призначений для зв’язку: звідси повідомлення надсилається через шину LIN на шлюз (A25di) і генератор (O01). Контакти 1 і 2 розташовані в двоконтактній вилці, видимій на попередніх зображеннях.
Два нижні чорні дроти датчика батареї не мають контактного номера: це пряме з’єднання з мінусовою клемою батареї.
Інтелектуальний датчик батареї надсилає повідомлення шини LIN до шлюзу та генератора. Шлюз — це місце з’єднання між мережами з різними протоколами (напругою та швидкістю). У шлюзі повідомлення шини LIN надсилається через шину CAN до BCM та/або блоку керування двигуном. І навпаки, один із цих двох пристроїв керування керує генератором змінного струму через шлюз і шину LIN.
Помилка зв’язку шини LIN може означати, що дані датчика батареї не можуть бути використані або що генератор змінного струму не керується належним чином. В останньому випадку генератор змінного струму перемикається на аварійну програму, у якій звичайне керування D+ використовується для створення достатньої зарядної напруги та зарядного струму.
Хід напруги Сигнал шини LIN може з одним осцилограф вимірюються для оцінки.
Легенда:
P01Додаткова комплектація: блок запобіжників моторного відсіку
A25di: діагностичний інтерфейс (шлюз)
A85: Датчик батареї ECU
O01: динамо
Коли є несправність і зв’язок шини LIN в порядку, ми знаємо, що напруга живлення та заземлення датчика справні. Несправність викликана одним із компонентів на цій схемі. Можна зробити наступні кроки:
- перевірити наявність оновлень програмного забезпечення пристроїв керування;
- Перевірити батарею 12 В (бажано під навантаженням);
- перевірте, чи зареєстровано правильні дані акумулятора. Батарея могла бути замінена в минулому, але реєстрація ніколи не проводилася;
- скинути дані датчика батареї;
- перевірте правильність номера деталі генератора змінного струму: неправильний генератор змінного струму, який не відповідає датчику, зрештою спричинить проблеми;
- Якщо вищевказане було перевірено та визнано правильним, можна зробити висновок, що датчик акумулятора несправний. Іноді це трапляється при частому (неправильному) запуску через перемичку або акумуляторний бустер.
Пов'язані сторінки:
