Еволюция на системата за зареждане на батерията с интелигентно наблюдение на зареждането

Еволюция на системата за зареждане на батерията с интелигентно наблюдение на зареждането
Еволюция на системата за зареждане на батерията с интелигентно наблюдение на зареждането
Anonim

В изданието от ноември 2017 г. изследваме конвенционалната система за зареждане, нейния принцип на работа, компоненти и диагностични процедури.

В тази статия ще представим еволюцията на тази система.

    Описание на системата

Това е системата, отговорна за интеграцията между модула на интелигентния алтернатор (IAM) и електронните центрове, свързани с неговата работа, широко използвана в настоящите проекти за превозни средства, които имат за цел да постигнат целите за енергийна ефективност и основно формирана от интелигентния алтернатор модул (IAM), от Центъра за контрол на впръскването (ECM) и модула за управление на тялото (BCM)

    Цели

Системата има за цел да оптимизира управлението на енергията на автомобила, като намалява консумацията на енергия от двигателя и, следователно, по-нисък разход на гориво и по-ниски емисии. Идеята е да се попречи на алтернатора да изисква повече енергия от двигателя, отколкото е необходимо, като се оптимизира функцията му за натоварване и се поддържа в оптимално състояние на заряд.

В допълнение към гарантирането на това състояние, системата също така може да се възползва от енергията от спирането на автомобила, за да презареди батерията (регенеративно спиране) и да поиска по-ниско ниво на енергия от двигателя в случаи на висок въртящ момент от потребителя (Пасивно усилване).

    Предимства

· Позволява ви да използвате само необходимата енергия от двигателя;

· Оптимизира управляемостта главно в ситуации, които изискват по-висок въртящ момент на двигателя;

· Запазва системи като Start&Stop чрез контролиране на заряда на батерията и необходимото напрежение;

· Активира подробна диагностика.

    Контролна логика

Логическият контрол на системата се осъществява чрез няколко функции, които работят заедно. Такива функции са стратегии, които се основават на условията, в които се намира превозното средство, независимо дали във връзка със ситуацията на шофиране, необходимите натоварвания и състоянията на зареждане на батерията.

Вътрешните промени в управлението се правят чрез променливи, способни да модифицират работните параметри на модула на интелигентния алтернатор (IAM).

Разликата на тези параметри се определя от модула за управление на двигателя (BCM) и центъра за управление на впръскването (ECM).

Работата на алтернатора се контролира от регулатора на напрежението, който променя възбуждането на статора; по-високата стойност на напрежението в регулатора увеличава енергията, генерирана в алтернатора, по подобен начин ниското напрежение намалява генерираната енергия и в резултат на увеличаването на напрежението, алтернаторът ще изисква по-голям въртящ момент от термичния двигател.

    Функции

Системата използва няколко функции, базирани както на състоянието на зареждане на акумулатора, така и на различните режими на работа на двигателя, като основните цели са поддържане на акумулатора в нормално състояние на зареждане; за насърчаване на по-голяма ефективност при работата на двигателя, като позволява използването на пълната му мощност в моменти, поискани от водача; възстановява част от механичната енергия, загубена по време на спиране и забавяне, като я съхранява в батерията.

Образ
    1. Регенерация на батерията

      Поддържа напрежението фиксирано на 14.2V, дезактивира други системни функции и осигурява значителни и периодични презареждания (винаги със същия интервал от време) на батерията. Активирането му зависи от нивото на зареждане на батерията. Фигура 1 символизира това регенериране.

    1. Бързо зареждане

      Предпазва батерията в случаите, когато натоварването достигне критично ниво, има калибрируеми параметри и се счита за приоритетна функция, което означава, че нейното действие инхибира всички останали в системата. Активирането му става, когато батерията е заредена под 65% и държи другите системни функции деактивирани, докато има заряд под 75%. Фигура 2 показва бързото зареждане на батерия, подобно на това, което се случва в тази функция.

Образ

Пасивно захранване или електрическо разединяване на алтернатора

Използвайки идеята за електрическо разединяване, той намалява или дори ограничава мощността на двигателя от алтернатора и се активира при определени условия на предавка, в зависимост пряко от ускорението, изисквано от потребителя.

Когато е активен, двигателят има повече полезна мощност, което подобрява производителността и намалява потреблението и емисиите, правейки батерията отговорна, частично или изцяло, за доставянето на енергия на цялата батерия.електрическата система на автомобила; ако батерията достигне минималната граница от 12V, функцията се дезактивира.

Следователно тази функция има верига от условия както за активиране, така и за деактивиране, показани по-долу:

· Активиране: заряд на батерията над 75%, изисквано ниво на ток 50A, ниско ниво на искане на въртящ момент на водача и висока скорост на двигателя.

· Деактивиране: напрежение на батерията под 12 V, изисквано ниво на ток >50A, ниско ниво на заявка за въртящ момент на водача и висока скорост на двигателя.

Въртящият момент, който алтернаторът налага на топлинния двигател, се намалява по време на времето за ускорение (искане на въртящ момент), чрез намаляването на напрежението, направено от регулатора на напрежението, както се вижда на фигура 3:

Образ
    1. Регенеративно спиране

Той се активира винаги, когато превозното средство се движи, без да бъде ускорено от водача, т.е. в ситуации на спиране или спускане, и кара част от загубената механична енергия да бъде възстановена и съхранена в батерията.

Съхранението на тази енергия се осигурява от увеличаването на напрежението в регулатора, което прави алтернатора способен да доставя повече мощност на батерията; тази функция е вредна за батерията, тъй като причинява рязко, много бързо презареждане, така че се активира циклично и се прилага ограничител на изходното напрежение на алтернатора, запазвайки батерията.

След активиране на функцията, зареждането на батерията се дава както следва:

· Между първите 10s до 20s, в зависимост от приложението, контролният център на каросерията (BCM) задава максималната граница на напрежението, генерирано от алтернатора;

· След това максималното напрежение е фиксирано на 14,2V; и остава на това ограничение за 120 секунди, когато е деактивирано;

· Докато са налице условията, които активират регенеративното спиране, започва нов цикъл. Увеличаването на напрежението на регулатора кара част от енергията да бъде възстановена по време на забавяне и спиране, както е показано на фигура 4:

Образ
    1. Постоянно състояние на заряд

Отговаря за регулирането на мощността, генерирана от алтернатора, за да се получи най-добрият компромис с разходите за енергия, т.е. гарантира, че се генерира само мощността, необходима за този момент.

Активира се в интервалите от време, когато автомобилът не ускорява или спира, т.е. когато е с постоянна скорост.

Това е основната функция на системата и присъства във всички обмени на другите функции и освен това, в случаите, когато нито една от предишните функции не е активирана, правилото е, че системата е в състояние на постоянно натоварване, когато съединителят е включен или предавката е извън предавка.

    Съображения

Системата е напълно конфигурирана така, че енергозависимите компоненти (климатик, вътрешни лампи, фарове и др.) да претърпят възможно най-малко промени в работата; тази конфигурация гарантира по-малко усещане от страна на клиента за промяната на напрежението на алтернатора (съществува за намаляване на потреблението). Автомобилите, оборудвани с ръчна климатична система, може да представят забележими промени във въздушния поток, което се счита за нормална ситуация.

    Свързани кодове за грешки (DTC)

Образ

Фигура 5 показва кодовете за грешки, свързани със съответните контролни модули.

    Модул за интелигентен алтернатор

Използването на интелигентни регулатори става необходимо поради нарастващото търсене на енергийна ефективност в днешните превозни средства, а с напредването на електрониката и увеличаването на използването на електрическа енергия в превозните средства, алтернаторите, които някога са били просто генератори на енергия, стават способен да оптимизира работата на автомобила.

Идеята на модула на интелигентния алтернатор е не само да извършва термична компенсация и вкарване на натоварване чрез напрежение, но и да комуникира с центъра за управление на впръскването (ECM), който от своя страна е в състояние да променя работата на алтернатора чрез промени, които се подчиняват на дадено калибриране за необходимата ситуация.

Има резервиране, което означава, че в случай на загуба на комуникация с центъра за управление на впръскването (ECM), интелигентният алтернатор работи подобно на обикновен алтернатор (работи над 2000 rpm).

Горните и долните граници на напрежението се задават от модула за управление на каросерията (BCM), които се измерват в съответствие с поставения товар и състоянието на батерията. Центърът за контрол на впръскването (ECM) също задава граници на напрежението. Ограниченията, взети като референтни от IAM, са най-малките и най-големите, получени от двете борси (BCM и ECM).

Характеристики

В оборудваните превозни средства системата за интелигентно управление има интелигентен регулатор на напрежението, в този случай регулаторът (IAM) е отговорен за комуникацията между алтернатора и централата за електронно впръскване (ECM) през LIN мрежата.

Накратко, регулаторът е подчинен компонент на мрежата, който получава команди от центъра за управление на впръскването (ECM), прави необходимите изчисления и ги изпълнява.Производителността на интелигентния регулатор на напрежение е широка и динамична, тъй като изчисленията за регулиране на напрежението са сложни по отношение на старите регулатори на напрежение. Такава сложност се изисква от голямата промяна на напрежението, която възниква по време на работа на автомобила.

Образ

Фигура 6 показва работеща блокова диаграма на модулната система на интелигентния алтернатор.

Пренос на съобщения

Обменът на съобщения между регулатора на напрежението и центъра за контрол на впръскването (ECM) се извършва в двете посоки, дефинирани в дизайна на системата като:

→ Център за контрол на впръскването (ECM) → Регулатор на напрежението:

  • Стойност на регулираното напрежение;

  • Натоварване и крива на скоростта, за да го отмените;

  • Максимална граница на възбуждане;

  • Крива на изключване на температурата.

→ Регулатор на напрежението → Център за контрол на впръскването (ECM):

  • Индикатор за повреда (свръхтемпература, механична, електрическа, комуникация, изчакване)

  • Цикъл на работа;

  • Ниво на възбуждащ ток.

Фигура 7 схематично показва комуникацията между регулатора на напрежението и Центъра за контрол на впръскването (ECM)

Образ

Подробности за модула на интелигентния алтернатор

Фигура 8 показва интелигентен алтернатор, подчертаващ позиционирането на вътрешния регулатор, както и комуникационния сигнал между регулатора и контролния модул на каросерията (BCM) през LIN мрежата.

Популярна тема