Система зарядки аккумулятора – Сообщества › Honda Element Club › Блог › Контроль и управление системой зарядки автомобилей HONDA. О датчике электрической нагрузки – ELD, варианты его отключения в Хонде Элемент. Устранение скачков напряжения. Зарядка/ НЕдозаряд АКБ. И т.д

Содержание

Сообщества › Honda Element Club › Блог › Контроль и управление системой зарядки автомобилей HONDA. О датчике электрической нагрузки – ELD, варианты его отключения в Хонде Элемент. Устранение скачков напряжения. Зарядка/ НЕдозаряд АКБ. И т.д

Привет всем!

Обо всем по не многу.

Система зарядки автомобилей Honda имеет особенности и отличия от подобных систем других марок автомобилей.

Например, при запуске двигателя, генератор некоторое время «молчит» и только спустя некоторое время начинает заряжать АКБ.

Почему он «некоторое время молчит»?

В это время система контроля и управления зарядкой, при помощи специального алгоритма, производит проверку степени заряженности АКБ, имеющиеся нагрузки в цепях и определяет необходимость подзарядки АКБ.

Рассматривать систему контроля и управления зарядкой на автомобилях Honda нельзя без упоминания о датчике электрической нагрузки – ELD.

Об этом и о проверке датчика ELD в автомобилях Хонда, можете почитать или сохранить файл в формате PDF, нажав на данную ссылку.

Скачки напряжения даже с заведомо исправным ELD всё равно будут (у ELD есть такая особенность — регулировать напряжение скачками).

Таков смысл этого действа.
Тут важно, по какому алгоритму!
Когда мозги надумают отключать и как надолго зарядку?

Тут может быть виноват и датчик, и прописанные в софте параметры управления, и плавающие (появившиеся) от старения электропроводки погрешности измерения датчиком. Вычислить «на глаз» это практически не возможно. Инструментально тоже ничего не показывает за исключением случаев, когда ELD совсем «умер».

Если параметры работы не будут соответствовать условиям, то АКБ будет всегда (даже, как показала практика и после пробега в 2 000км) голоден и ускоренно деградирует. Потому не тратьте время и деньги (поверьте, не нужен он в наших условиях) и просто отключите его!
А уж как — решайте сами!

Элементовод под ником «911» предложил один из самых простых и дешёвых способов.

Тюнинг работы генератора –“ Резать к чёртовой матери !” (цитата из к/ф).

Вот и пришли холода и с ними проблемы умирающего от вечного недозаряда АКБ!


Авто у всех уже пожилые (не в смысле старые, а в смысле пожившие).
От времени, моек подкапотного (кто это практикует), соляного тумана зимой и влажного воздуха — соединения электропроводки начинают окисляться и коррозировать. Силовые и управляющие провода повышают сопротивление или появляются «плавающие» неисправности.
Следствием этого являются различные «глюки» в электрических цепях.

Но давайте остановимся на злободневном – питании всей электроники от генератора автомобиля Хонда Элемент.

Если замерить падение напряжения только на пути от генератора до АКБ, то уверяю Вас оно будет у наших не новых машин от 0.1в и до 1в.
Кроме того, бывают в генераторах установлены реле регуляторы напряжения для тёплого и жаркого климата на 13.6в (ну или до 14в), для нас же должны быть регуляторы напряжения на не менее 14.5в (а лучше на 14.8в).

А это значит, что аккумулятор (особенно гибридный и уж тем более полностью кальциевый, а таких сейчас 95%) постоянно голоден и умирает от истощения (на других с

www.drive2.ru

Системы запуска и зарядки автомобиля. Контроль

18.04.2016, Просмотров: 1659

Системы запуска и зарядки автомобиля. Контроль неисправностей, ремонт.
Системы запуска и зарядки автомобиля – наиболее консервативные с точки зрения схемотехнического исполнения узлы автомобиля. Принцип работы стартера и генератора для автомобилей с двигателями внутреннего сгорания остается неизменным вот уже полвека.

Система запуска двигателя

Основной элемент системы запуска – стартер. С неисправностью стартера встречался практически каждый автолюбитель. Так как во время запуска двигателя внутреннего сгорания требуется большой крутящий момент, для обеспечения необходимой мощности на валу стартера через электропривод протекает ток не менее 100 Ампер (а в дизельных автомобилях и более). Нетрудно подсчитать — мощность электропривода составляет более 1000 Ватт, как у утюга. Разумеется, при таких больших токах возможно обугливание электропроводки, особенно в плохо зажатых соединениях. Типовая электрическая схема стартера изображена на рис.1


На стартере обычно расположены три клеммы: клемма 1 – сильнотоковая клемма от аккумулятора, часто через нее идет подключение к генератору. Клемма 2 – сигнальная клемма управления включения стартера на запуск. Клемма 3 – плюсовой вывод электропривода (в некоторых моделях отсутствует, это усложняет поиск неисправностей стартера). В качестве минусовой клеммы используется металлический корпус стартера. Принцип действия стартера прост. На управляющую клемму стартера приходит напряжение +12 В. Срабатывает электромагнитный клапан Кл, который выполняет две функции. Он тянет вилку бендикса (муфта опережения), который вводит в зацепление вал электропривода с маховиком двигателя. Одновременно замыкает пятак включения электропривода М. Такое техническое решение придумано более 70 лет назад и оказалось настолько удачным, что дожило до наших дней.

Стартер, особенно в зимнее время, подвергается ужасным нагрузкам, поэтому система запуска часто отказывает. Здесь возможны следующие варианты:

  • Во время поворота ключа зажигания в крайнее положение (на запуск) слышен сильный щелчок из области стартера, но электропривод не крутится (нет бжик-бжик двигателя). Возможно, просто не хватает напряжения аккумулятора для срабатывания пятака (пятак в простонародии круглый медный контакт, который замыкает цепь электропривода). Иногда напряжение меньше семи вольт во время запуска и не хватает энергии для прокрутки двигателя. Достаточно измерить напряжение на аккумуляторе в момент запуска, и если меньше 9 вольт, искать донора на прикуривание.
  • Во время поворота ключа зажигания на запуск не слышно ничего. Здесь вариантов больше. Во-первых, надо сперва проверить напряжение на аккумуляторе. Второе, попробовать добраться до тонкого провода на стартере (управляющего). Можно на него подать с плюсовой клеммы аккумулятора напряжение, При исправном стартере двигатель запустится. ТОЛЬКО – снимайте с передачи!!! В-третьих, если по-прежнему ничего не слышно, а ехать хочется, можно постучать чем-то металлическим по стартеру, но не сильно. Возможно, залипли щетки электропривода, и не срабатывает электромагнитный клапан. Щетки потом придется менять.
  • Более худший вариант, когда во время поворота ключа на зажигание слышен посторонний механический шум. Вероятнее всего, полетела вилка, в современных автомобилях она сделана из композиционных сплавов, например жигулевская, рис.2


    Если механический шум не прекращается после запуска двигателя, возможно, разрушена шестеренка сцепления с маховиком. Бендикс подлежит замене.
    • Отказ системы запуска часто не связан с неисправностью стартера. Необходимо проверить реле стартера (в некоторых автомобилях его нет). Контроль реле проще всего выполняется установкой перемычки силовых контактов реле. Следующий этап – проверка контактной группы замка зажигания. По этому вопросу можно получить консультацию у угонщиков автотранспорта, на крайний случай воспользоваться электросхемой. В новых автомобилях обычная прозвонка контактной группы может не помочь, например в VW контакты замка выполнены из металлизированной резины подобно пультам дистанционного управления. Запуск двигателя может не производиться, если некорректно работает рычаг АКПП (сигнал запуска стартера блокируется блоком управления трансмиссией). Наконец, в некоторых марках автомобилей система может блокироваться иммобилайзером. Особенно часто это случается в сильные морозы, при отключении аккумулятора. Тогда без помощи специалиста точно не обойтись.

    Система зарядки аккумулятора

    Основной узел системы зарядки – генератор. Практически все генераторы автомобилей с двигателями внутреннего сгорания выполнены по приведенной на рис.3 схеме.


    Генератор состоит из возбуждающей обмотки и обмоток статора, выполненных по трехфазной схеме. Переменный сигнал выпрямляется мощными диодами и поступает по клемме В+ на зарядку аккумулятора. Напряжение регулируется током возбуждающей обмотки G посредством реле-регулятора (часто его называют таблеткой или шоколадкой из-за геометрического сходства). На генератор обычно приходит три провода (В+ силовой провод на аккумулятор, 1 — сигнал на контрольную лампу приборной панели, 2 – шина 15 с замка зажигания). Иногда сигнал на тахометр также снимается с генератора.

    Неисправность системы зарядки, как правило, контролируют по лампочке на приборной панели, однако хотя бы раз в полгода не мешает проверять напряжение на аккумуляторе на заведенном двигателе. Первой ласточкой неисправности может служить изменение яркости осветительных приборов при различных оборотах двигателя.

    Что может выйти из строя в системе зарядки аккумулятора?

    1. Самое страшное для генератора – переполюсовка аккумулятора (плюс с минусом довольно часто путают при замене или зарядке аккумулятора). В таких случаях в 100% выгорают мощные диоды, всю «подкову» лучше поменять.
    2. Следите за натяжением ремня генератора. При недостаточной натяжке (провисание на длинном прогоне ремня при зажатии пальцами более 1 см) ремень будет пищать, проскальзывать, греться, разрушаться. Но и чрезмерное зажатие ремня (менее 0,5 см) приведет к раннему износу втулок генератора. Сейчас их часто делают не из бронзы, а из пластмассы.
    3. Если генератор излишне греется, возможна закоротка обмоток статора или ротора. Генератор имеет много «дырок», куда может попасть грязь, мусор, мелкие детали.
    4. Исправность реле-регулятора нетрудно проверить. Для этого его снимают с генератора. Обычно он закреплен двумя-тремя винтами. Проверяют износ щеток. Затем к щеткам подключают контрольную лампочку. Можно использовать салонную осветительную лампу. Клемму + подключают к + аккумулятора, корпус реле-регулятора – к минусу АКБ. Лампа должна светиться.
    В некоторых автомобилях, очень часто американского и японского производства, в разрыв токовых цепей (+аккумулятор – стартер – генератор) включены плавкие вставки на случай форс-мажора. Если автомобиль попадает в аварию либо коротит проводку, они обесточивают эти цепи. Внешне определить, где произошел разрыв цепи, сложно, надо проверять мультиметром. На работу системы запуска и зарядки может влиять качество заземления аккумулятора, т.е. цепи минус аккумулятора – кузов автомобиля – масса двигателя. Опытные автоэлектрики часто начинают осмотр автомобиля именно с этой цепи.

autoburum.com

Как работает система зарядки автомобиля

Для работы зажигания и другого электрооборудования автомобиля требуются большие объемы электроэнергии.

Если бы для питания использовалась обычная батарея, она бы быстро разрядилась. Именно поэтому в автомобилях используются аккумуляторные батареи и системы зарядки, которые их поддерживают.

Батарея состоит из пар свинцовых пластин, погруженных в смесь серной кислоты и дистиллированной воды.

Некоторые из пластин соединены с зажимами. При подаче тока в батарее возникает химическая реакция, в ходе которой на пластинах образуется свинцовый осадок.

Когда батарея отдает заряд, происходит обратный процесс: свинцовый осадок растворяется, и в ходе реакции образуется электрический ток.

В генераторе находится ротор с ременным приводом, который при подаче тока выполняет роль электромагнита. При вращении ротора сила тока в обмотке статора увеличивается.

В современных автомобилях батареи заряжаются от генератора, в старых моделях в качестве зарядного устройства используется динамо-машина. Генератор или динамо-машина работают от ременного привода и получают энергию от двигателя.

Генератор состоит из неподвижной обмотки (статора) и ротора, который вращается внутри нее.

Ротор представляет собой электромагнит, принимающий ток через контактные щетки из углеволокна и вращающиеся металлические кольца.

Вращение магнита в обмотке статора создает сильный ток за пределами этой обмотки.

Получаемый таким образом ток считается переменным, т.к. его направление меняется с каждым поворотом ротора. Для получения постоянного (одностороннего) тока переменный ток необходимо выпрямлять.

Динамо-машина производит постоянный ток, однако его сила ниже, особенно при небольшой частоте оборотов двигателя. Кроме того, такое устройство весит больше, чем генератор.

Если батарея не заряжается (например, потому, что был отключен двигатель), на приборной панели светится лампа аварийной сигнализации.

В некоторых автомобилях предусмотрен амперметр, показывающий силу генерируемого тока, или индикатор состояния батареи, показывающий текущий уровень заряда.

Как работает генератор

Как течет ток в генераторе

При движении магнита через замкнутый контур в обмотке образуется электрический ток. Представим себе виток катушки с магнитом внутри.

Северный полюс магнита направлен к верхней части витка, южный полюс — к нижней. При движении магнита в каждом витке возникает односторонний ток.

При отдалении магнита ток исчезает и появляется, когда южный полюс достигает нижней части витка, а северный — верхней.

При этом ток течет в обратном направлении.

В генераторе автомобиля электромагнит используется для усиления тока.

Как работает динамо-машина

Электромагнит динамо-машины представляет собой обмотку возбуждения, ток генерируется при вращении сердечника.

Магниты динамо-машины, также именуемые обмоткой возбуждения, неподвижны. Ток возникает в сердечнике, который представляет собой обмотанный проволокой вал, вращающийся в обмотке возбуждения.

однако в первом случае ток передается на коллектор — металлическое кольцо, разделенное на сегменты, которые попарно соприкасаются с контактными щетками с пружинными направляющими.

При повороте сердечника направление тока меняется, и щетки меняют свое местоположение, соприкасаясь с другой парой сегментов. Эта пара направляет ток в противоположную сторону, и он всегда течет в одном и том же направлении.

Подача тока на батарею

Ток, получаемый с помощью генератора, выпрямляется с помощью нескольких диодов, пропускающих его только в одном направлении.

Для зарядки батареи требуется определенное напряжение.

Генератор снабжен управляющим элементом на транзисторах. Этот элемент управляет напряжением, увеличивая или уменьшая силу тока по требованию.

Выпрямитель и реостат, как правило, находятся в крышке корпуса генератора, но в некоторых генераторах они крепятся к корпусу снаружи.

Динамо-машине не требуется выпрямитель. Она снабжена регулятором напряжения, который содержится в отдельном корпусе с несколькими переключателями.

Один из переключателей контролирует уровень напряжения путем временного отключения тока в обмотке возбуждения.

Второй переключатель перекрывает избыточный ток, не давая ему повредить батарею.

Третий переключатель предотвращает разрядку батареи, когда динамо-машина работает с недостаточной мощностью.

17koles.ru

Два аккумулятора в автомобиле — Мобильные Электросистемы

Второй аккумулятор в автомобиле устанавливают для питания дополнительного оборудования – холодильника, электронных или бытовых устройств, инвертора. Такую аккумуляторную батарею называют сервисной и в нормальных условиях не используют для запуска двигателя. Сервисную батарею создают из аккумуляторов глубокого разряда — литиевых или свинцово-кислотных

Содержание статьи

Два вида аккумуляторов

Стартовый аккумулятор предназначен для запуска двигателя. Главное для него – не время непрерывной работы, а ток, который он дает. Высокий ток можно получить при большой площади соприкосновения свинца и электролита, поэтому в стартовом аккумуляторе много тонких пластин с губчатым активным материалом, поры которого обеспечивают дополнительную поверхность контакта.

Стартовый аккумулятор и аккумулятор глубокого разряда. В стартовом аккумуляторе низкое внутреннее сопротивление и большая площадь поверхности контакта свинца и электролита достигается за счет множества параллельно установленных тонких пластин. Стартовый аккумулятор нельзя глубоко разряжать, поэтому вторым аккумулятором в машине должен быть аккумулятор глубокого разряда

Аккумулятор глубокого разряда питает оборудование, потребляющее ток в течении нескольких часов или дней. Для него важна максимальная емкость и способность выдерживать большое количество циклов заряда разряда. Стойкость к циклической работе в аккумуляторах глубокого разряда достигается за счет толстых свинцовых пластин с плотным активным материалом.

Стартовые аккумуляторы способны давать большой ток, но не выдерживают циклического использования

Аккумуляторы глубокого разряда и стартовые не взаимозаменяемы. Если стартовый ставится на место тягового, то его тонкие пластины быстро разрушаются и он выходит из строя.

Зарядка дополнительного аккумулятора

Литиевые аккумуляторы обладают минимальными потерями при зарядке, а их кулоновская эффективность превышает 99%. Током 1С литиевую батарею можно полностью зарядить за час. Продолжительная стадия насыщения для этих аккумуляторов не нужна, их лучше даже  заряжать не полностью. В этом случае аккумуляторы прослужат дольше, а время непрерывной работы уменьшится ненамного

По-сравнению со свинцово-кислотными алгоритм заряда литиевых аккумуляторов проще — для них подходит режим CC / CV (постоянный ток-постоянное напряжение). Литиевые аккумуляторы не поглощают избыточный заряд, поэтому их не нужно подзаряжать после полной зарядки, чтобы компенсировать саморазряд. Однако литиевые батареи требовательнее свинцово-кислотных к точному значению зарядного напряжения и производители рекомендуют заряжать их только специально предназначенными для этого зарядными устройствами

Во время зарядки литиевые аккумуляторы должны всегда оставаться холодными, поэтому процесс необходимо останавливать, если температура батареи становится выше окружающей больше чем на 10 градусов.

Свинцово-кислотные АКБ

Правильный алгоритм зарядки дополнительного свинцово-кислотного аккумулятора в автомобиле. Сначала зарядка идет при постоянном токе, затем при постоянном напряжении. После того как аккумулятор зарядился, устройство понижает напряжение и переходит к поддерживающей зарядке. Очевидно, что генератор автомобиля не может обеспечить такое изменение тока и напряжения

Свинцово-кислотные аккумуляторы можно заряжать по-разному. Но оптимальным для зарядки гелевых, AGM и жидко-кислотных АКБ признан алгоритм, состоящий из нескольких стадий. На первой зарядка идет постоянным током до тех пор,  пока напряжение аккумулятора не достигнет установленного верхнего предела. Первая стадия занимает до половины времени зарядки и во время нее аккумулятор заряжается до 70 – 80 процентов номинальной емкости.

После того как напряжение аккумулятора повышается до уровня насыщения, первый этап завершается и устройство переключается на вторую стадию, во время которой аккумулятор получает оставшиеся 20-30 процентов заряда. На втором этапе зарядное устройство поддерживает постоянное напряжение и ток, потребляемый аккумулятором постепенно снижается.

 Вторая стадия имеет  большое значение для полной зарядки, без нее аккумулятор глубокого разряда заряжается не полностью и со временем теряет емкость из-за сульфатации.

Напряжение насыщения зависит от типа аккумулятора и находится в диапазоне 13,8 – 15,1 В. Такое напряжения должно с одной стороны, восстановить максимальную емкость аккумулятора и полностью зарядить его, а с другой, не привести к газообразованию, потере воды и коррозии решеток положительных пластин.

Аккумулятор считается заряженным, когда потребляемый им ток опускается до 3–5 процентов от номинальной емкости. В этот момент зарядное устройство должно снизить напряжение и переключится на третий этап — поддерживающую зарядку. Переключение особенно важно для герметичных аккумуляторов, которые не так устойчивы к перезаряду, как жидко-кислотные. Зарядка, продолжающаяся при высоком напряжении, превращает избыточную энергию в тепло, и аккумулятор начинает выделять газ.

Рекомендуемое поддерживающее напряжение для свинцово-кислотных аккумуляторов  от 13,2 до 13,6 В. Современные зарядные устройства почти всегда имеют режим поддерживающей зарядки, однако у устройств зарядки, используемых на автомобилях его нет.

Схема подключения второго аккумулятора в машине с помощью реле развязки. Сервисная батарея — литиевый (LiFePO4) аккумулятор с BMS. Реле просто соединяет стартовый аккумулятор с дополнительным литиевым. Оно не обеспечивает необходимые для безопасной работы литиевого аккумулятора напряжение и ток зарядки и не решает следующих проблем: Реле не может увеличить напряжение, если оно слишком низкое для зарядки литиевых аккумуляторов. Реле не может понизить слишком высокое напряжение до безопасного для дополнительного аккумулятора уровня. Реле не может понизить напряжение, после того как второй аккумулятор полностью зарядился. Реле не может ограничить ток генератора и гарантировать, что он безопасен для аккумулятора. В результате — неправильная зарядка и опасный режим работы дополнительной аккумуляторной батареи

У стареющего аккумулятора каждый элемент имеет свое уникальное состояние и выбрать правильное поддерживающее напряжение для него сложнее. Ячейки в аккумуляторе соединены последовательно,  через них течет одинаковый ток, но контролировать напряжения отдельных ячеек невозможно. Из-за этого слабые ячейки перезаряжаются, а нормальные недозаряжаются. Ток, слишком сильный для деградировавших ячеек, приводит к сульфатации нормальных.

Еще одним источником проблем во время зарядки являются пульсации напряжения. Пик представляет собой перезаряд и вызывает выделение водорода, в то время как низкое напряжение приводит к кратковременному разряду и истощению электролита. Пульсации напряжения во время зарядки не должны превышать 5 %.

Автомобильные системы зарядки

Система зарядки автомобиля состоит из нескольких основных элементов —  аккумулятора, регулятора напряжения и генератора. Генератор служит источником электрической энергии для системы жизнеобеспечения автомобиля во время работы двигателя, регулятор поддерживает в постоянное напряжение, а аккумулятор запускает двигатель и питает и электрооборудование в то время когда генератор не работает.

Стандартный генератор

Автомобильные системы зарядки можно условно разделить на два типа — системы, основанные на контроле напряжения и на контроле тока. В первой группе устройств напряжение генератора на  холостом ходу находится в диапазоне 13,5 — 14,5 В, а ток зависит от состояния аккумуляторной батареи и электрической нагрузки.

Графики тока и напряжения автомобильных генераторов разного типа. Слева стандартный автомобильный генератор. Регулятор поддерживает постоянное напряжение. Справа — генератор, управляемый компьютером. Напряжение генератора меняется в зависимости от режима работы автомобиля

Регулятор напряжения изменяет выходную мощность генератора в ответ на изменение напряжения аккумулятора или нагрузку, создаваемую включаемым электрическим оборудованием. Когда регулятор обнаруживает падение напряжения, он увеличивает ток в обмотке возбуждения генератора. Магнитный поток в корпусе возрастает,  ЭДС в обмотках неподвижного статора увеличивается и напряжение в системе возвращается к нормальному значению.

Еще один фактор, влияющий на напряжение – это температура. При низкой температуре химические реакции внутри аккумулятора замедляются и ему требуется повышенное напряжение зарядки. С ростом температуры напряжение наоборот, должно снижаться, чтобы не произошел перезаряд и повреждения аккумулятора. При температуре воздуха 25 С напряжение обычно составляет 14,2 вольта и повышается до 15,0 вольт при отрицательной температуре воздуха. Летом или после прогрева двигателя напряжение опускается до 14,0 — 13,5 вольт.

Стандартный регулятор оценивает температуру  аккумуляторной батареи на основании своей собственной – по температуре основания или охлаждающего радиатора.  Этот способ измерения не всегда дает точный результат, поэтому скорость зарядки аккумулятора может быть не идеальной

Генератор, управляемый компьютером

При традиционном  регулировании выходная мощность генератора определяется только состоянием аккумулятора и включенными устройствами. При компьютерном, она зависит не только от них — решающее значение приобретают продление ресурса работы оборудования, экономия топлива и сокращение вредных выбросов

Два вида стартовых аккумуляторов в автомобиле. Слева — аккумулятор в автомобиле со стандартным генератором. Справа — аккумулятором с датчиком на клемме. Напряжение генератора в этой машине меняется в зависимости от множества факторов

Например, плавное увеличение напряжения после резкого роста потребляемого тока (при включении фар, электрических антиобледенителей, обогревателя, и т. д.) сглаживает переход на более высокий уровень мощности и уменьшает влияние нагрузки на качество холостого хода двигателя, а значит снижает вибрацию. Управляемая компьютером электросистема машины может повысить обороты двигателя, если необходимо увеличить скорость зарядки, а во время максимального ускорения наоборот кратковременно уменьшить мощность генератора, чтобы снизить нагрузку на двигатель.

Во время торможения компьютер увеличивает выходную мощность генератора и использует «бесплатную» кинетическую энергию автомобиля (аналогично рекуперативному торможению в гибридных моделях). А чтобы повысить экономию топлива во время движения, ECU понижает напряжение генератора и перекладывает большую часть электрической нагрузки на аккумулятор

В автомобильных системах интеллектуальной зарядки генератор по прежнему оснащается регулятором напряжения, но теперь им управляет PCM (Powertrain Сontrol Module) или BCM (Body Control Module).  Ток в цепи возбуждения генератора, регулируется с помощью широтно-импульсной модуляции — большей длительности импульса соответствуют больший ток возбуждения и высокое выходное напряжение. PCM в свою очередь сообщает регулятору, какой рабочий цикл требуется в настоящий момент. Команды основываются на запрограммированной логике, напряжении и температуре аккумулятора автомобиля, нагрузке  в электросистеме и других входных данных. Обрабатываемая информация позволяет компьютеру изменять выходное напряжение мгновенно или постепенно, в зависимости от ситуации.

Схема подключения и зарядки дополнительного аккумулятора в автомобиле. Второй аккумулятор подключен через зарядное устройство, которое работает от генератора двигателя. Зарядное устройство позволяет заряжать аккумуляторы различных типов, увеличивает скорость зарядки и срок службы второго аккумулятора. В схеме предусмотрен ручной или автоматический переключатель, который позволяет в экстренном случае соединить аккумуляторы параллельно

На некоторых автомобилях BCM – это основной модуль, определяющий режим работы системы. BCM сигнализирует PCM, когда требуется повысить или понизить выходное напряжение, а PCM изменяет длительность импульса в регуляторе напряжения. Этот процесс происходит в несколько этапов, во время которых обрабатывается информацию о текущем состоянии регулятора и данные с датчика, подключенного к отрицательному или положительному кабелю аккумулятора. На других машинах напряжение контролирует блок, установленный на отрицательной клемме аккумуляторной батареи. Он же измеряет напряжение аккумулятора, его температуру и ток в цепи

Напряжение в электрической системе современного автомобиля изменяется от 11,5 до 15,5 вольт и зависит от многих факторов. Типичный «интеллектуальный» автомобильный генератор может работать в одном из следующих режимов:

  • Нормальный режим — заряженность аккумулятора в машине поддерживается на уровне 80%. Регулятор повышает напряжение, когда аккумулятор автомобиля разряжен или когда в системе появляется непредвиденная нагрузка
  • Режим пониженного напряжения — выходное напряжение генератора снижается, если аккумулятор заряжен  на 80%, а потребление электроэнергии низкое.
  • Кратковременно фиксирует напряжение на уровне 14,5 В после запуска двигателя
  • Режим экономии топлива — система понижает напряжение до 13 В или ниже, чтобы снизить нагрузку генератора на двигатель автомобиля и увеличить срок службы ремня.
  • Зимний режим – напряжение в системе возрастает при включенном обогреве сидений или заднего стекла
  • Рекуперативный режим — во время замедления автомобиля выходное напряжение генератора увеличивается, а при разгоне снижается.  Благодаря этому при торможении машины скорость зарядки возрастает без ущерба для экономии топлива и автомобиль замедляется быстрее
  • Режим десульфатации аккумулятора — увеличивает напряжение через определенное время работы двигателя (обычно около 45 минут), если уровень заряда аккумулятора все еще низкий. Голубая линия — изменение напряжения генератора на автомобиле Ford Transit 2013 года выпуска. Очевидно, что если на этой машине подключить второй аккумулятор с помощью реле развязки, то нормально он не зарядится

Зарядка второго аккумулятора в автомобиле

Если второй аккумулятор в автомобиле – это аккумулятор глубокого разряда, то для того чтобы он использовал емкость на 100% и служил долго необходимо:

  • Заряжать свинцово-кислотные (гелевые, AGM и жидко-кислотные) аккумуляторы в три стадии
  • Заряжать литиевые (LiFePO4) аккумуляторы в режиме одобренном производителем АКБ
  • Устанавливать напряжение второй стадии зарядки в зависимости от типа аккумулятора
  • Понижать напряжение до поддерживающего уровня после полной зарядки аккумулятора
  • Регулировать напряжение в зависимости от состояния аккумулятора, его температуры и расстояния от источника зарядки
  • Устанавливать безопасный для аккумулятора зарядный ток

Очевидно, что эти требования противоречат алгоритму работы автомобильных систем зарядки, решающих совершенно другие задачи. Выход — в установке промежуточного устройства, которое не вмешиваясь в существующую систему зарядки автомобиля, приспособит ее для работы с аккумуляторами глубокого разряда.

Модель BBW1212 BB1230
Максимальный ток, А 25 30
Входное напряжение, В 12 12
Выходное напряжение, В 12 12
Емкость аккумуляторов, Ач 100-120 100-150
Тип аккумуляторов 6 режимов зарядки в том числе для литиевых (LiFePO4) аккумуляторов 9 режимов зарядки в том числе для литиевых (LiFePO4) аккумуляторов
Вес, кг 3,5 1,2
Размеры, мм 190 х 160 х 50 190 х 160 х 50
ЗАКАЗАТЬ ЗАКАЗАТЬ

advanced-power.ru

Система зарядки автомобиля. Проблемы и решения

Система зарядки автомобиля должна справляться с нагрузками при различных условиях. Задачу определения необходимой выходной мощности осложняют реальные условия эксплуатации.

Один вариант — дорожная пробка холодной ночью под дождем. Возможны длительные периоды, когда двигатель едва крутится, но требуется использовать почти все электрооборудование. Другой вариант — автомобиль припаркован морозной ночью на открытом месте. Двигатель запущен, включена вентиляция салона, обогреватели сидений, заднего стекла (выключаются автоматически приблизительно через 15 минут работы). Несколько минут уходит на прогрев салона и стекол. Затем включаются фары и дворники, и автомобиль полчаса движется в плотном потоке.

Были проведены испытания и моделирование для упомянутых и других вариантов. В конце первого сценария заряд батареи будет приблизительно на 35% меньше первоначального уровня, во втором случае заряд будет еще на 10% меньше. Эти ситуации — худшие сценарии из всех случаев, но, тем не менее, возможные. Если описанные ситуации повторялись бы без других поездок между ними, то батарея очень скоро сказалась неспособной запустить двигатель. Объединение этих режимов с постоянно растущей потребностью в росте мощности генератора делает эту проблему трудноразрешимой. Поскольку блок управления двигателем с оперативной памятью и сигнальными системами потребляют энергию во время стоянки, все более важно гарантировать, что батарея останется полностью заряженной.

Есть много возможных решений, которые могут гарантировать, что батарея останется всегда в состоянии, близком к полному заряду. Чтобы «проглатывать» изменения в электрических нагрузках и эксплуатационных режимах, можно использовать батарею большей емкости, однако физические размеры батареи обуславливают некоторый предел. На рисунке графически представлены пять вариантов модернизации системы электропитания:

  • установка более мощного генератора переменного тока;
  • работа системы управления мощностью;
  • двухступенчатый механизм привода от двигателя или увеличенная скорость генератора переменного тока;
  • увеличенная скорость холостого хода двигателя;
  • системы с удвоенным напряжением литания.

Рис. Различные методы зарядки в условиях зимней эксплуатации

Каждый из перечисленных пяти методов имеет свои «плюсы» и «минусы», которые не в последнюю очередь обусловлены техническими и экономическими факторами. Что касается автопроизводителей, я бы предсказал, что будущее за комбинацией мощного генератора переменного тока, имеющего высокую скорость вращения с повышенным (или даже удаленным) напряжением. Вероятно, такое решение было бы самым эффективным по затратам и в то же время технически выполнимым. Обсудим каждое из предложений более подробно.

Самое простое решение для получения большей мощности — более мощный генератор, и это, по сути, единственный доступный способ усовершенствовать систему зарядки после покупки автомобиля. Нужно помнить, однако, что мощность, поставляемая генератором переменного тока, берется не из воздуха. Для каждого ватта электроэнергии, произведенной генератором переменного тока, у двигателя будут взяты полтора-два ватта энергии (из-за неидеального процесса преобразования). Увеличение мощности генератора переменного тока будет также влиять на размер приводного ремня от двигателя, связанных шкивов и натяжных приспособлений.

Поскольку электронные компоненты становятся все дешевле, интеллектуальная система управления мощностью может стать финансово привлекательной как никогда раньше.

Эта система позволяет, например, выключать фары и противотуманные фары, когда транспортное средство не движется. Такая система может оказаться дешевле, чем генератор переменного тока повышенной мощности. На рисунке показан принцип действия такой системы. Сигнал датчика скорости через электронные схемы обработки активирует различные реле, отключающие освещение. Для исключительных случаев предусмотрен выключатель, блокирующий работу системы.

Рис. Принцип действия системы управления потреблением мощности

Некоторые преимущества обещает применение двухскоростной передачи, которая использует отношение 5:1 для скоростей двигателя до 1200 об/ мин и обычное отношение 2,5:1 при более высоких скоростях. Однако это заметно усложняет конструкцию привода, в настоящее время такие разработки находятся на стадии опытных образцов. Впрочем, благодаря совершенствованию конструкции современные генераторы способны работать при скоростях до 20000 об/мин. Если предположить максимальные обороты двигателя приблизительно 6000 об/мин, то можно использовать отношение шкивов привода 3,3:1. Это позволит генератору переменного тока вращаться со скоростью порядка 2300 об/мин даже с двигателем, работающим на холостом ходу (700 об/мин).

Увеличение скорости холостого хода двигателя, возможно, окажется непрактичным ввиду увеличения расхода топлива и роста выбросов. Тем не менее, этот выбор может быть оптимальным для дизельных транспортных средств. Некоторые существующие системы управления двигателем получают сигнал от генератора переменного тока, когда требования к мощности системы зарядки слишком велики, и увеличивают обороты холостого хода, чтобы и предотвратить остановку двигателя, и увеличить выходную мощность генератора. На рисунке показана схема соединений для этого случая.

Рис. Схема соединений, обеспечивающая связь системы управления двигателем с генератором переменного тока для контроля холостого хода

Серьезные исследования выполняются в настоящее время по проблемам использования электрических систем с удвоенным напряжением питания. Давно известно, что 24-вольтовые системы выгоднее для больших транспортных средств — в основном из-за больших длин используемых проводов. Удвойте напряжение — и та же самая мощность может быть передана при токе половинной величины (ватты = вольты * амперы). Уменьшение тока приведет к уменьшению падения напряжения в длинном кабеле. Разводка кабельных жгутов, используемых на легковых автомобилях, становится все более и более тяжелой и трудоемкой. Если бы использовалось более высокое напряжение питания, то поперечной сечение индивидуальных кабелей без особых проблем можно было бы уменьшить вдвое. Поскольку электрооборудование тяжелых транспортных средств уже давно работает при напряжении 24 В, большинство компонентов (лампы и т.д.) уже имеются в наличии, и это довод в пользу изменения стратегии изготовителей транспортных средств. Идет дискуссия по поводу применения техники, использующей три шины с напряжениями -12, 0, +12 В. Нагрузка большой мощности может быть подключена между шинами -12 и. -12 (24 В), а нагрузки, которые должны получать 12 В, могут быть равномерно распределены между шинами питания -12,0 и 0, +12. Общая схема такой сети изображена на рисунке. Отметим, однако, что изготовление некоторых ламп (таких как мощные лампы в передних фарах) может стать при этом проблемой, потому что при таком напряжении питания спираль должна быть очень тонкой. Некоторые коммерческие транспортные средства с напряжением бортовой сети 24 В используют фары с питанием 12 В именно по этой причине.

Рис. Схема с двойной шиной электросигнала

ustroistvo-avtomobilya.ru

Принципы построения системы зарядки | Аккумулятор, генератор, стартер

Основные принципы

На рисунке показана система зарядки транспортного средства в виде трех узлов:

  • генератора переменного тока
  • аккумуляторной батареи
  • нагрузок транспортного средства

Рис. Система зарядки автомобиля

Когда напряжение электрогенератора меньше, чем напряжение батареи (двигатель работает на малых оборотах или не работает), направление тока — от батареи к потребителям транспортного средства. Диоды генератора «не пускают» ток внутрь генератора. Когда напряжение генератора больше, чем напряжение батареи, ток будет течь от генератора переменного тока к потребителям транспортного средства и к батарее.

Из этого простого примера ясно, что выходное напряжение электрогенератора должно быть больше напряжения батареи всегда, когда двигатель работает. Напряжение в цепи является важной величиной, которая зависит от множества факторов.

Напряжения зарядки

Главный вопрос при выборе напряжения зарядки — напряжение на клеммах батареи, когда она полностью заряжена. Если напряжение системы зарядки настроено на эту величину, тогда нет и не может быть никакого риска перезаряда батареи. Это известно как метод зарядки при постоянном напряжении. Цифра 14,2 ± 0,2 В принята как напряжение зарядки для 12-вольтовых систем. Грузовики, как правило, используют две последовательно соединенные батареи при номинальном напряжении 24 В, поэтому принятое напряжение зарядки удваивается. Это стандартное напряжение питания для всех потребителей транспортного средства.

Другие ситуации, которые следует учитывать при определении напряжения зарядки — любые ожидаемые падения напряжения в кабельных цепях системы зарядки, рабочая температура системы и состояние батареи. Падения напряжения должны быть сведены к минимуму, но важно отметить, что напряжение на выходе генератора переменного тока может быть немного выше приложенного к батарее.

ustroistvo-avtomobilya.ru

Зарядка аккумулятора схема и принцип действия

Как происходит зарядка аккумулятора? Схема этого устройства сложна или нет, для того чтобы сделать устройство своими руками? Отличается ли принципиально зарядное устройство для автомобильного аккумулятора от того, что применяется для мобильных телефонов? На все поставленные вопросы мы попытаемся ответить далее в статье.

Общие сведения

Аккумулятор играет очень важную роль в функционировании устройств, агрегатов и механизмов, для работы которых необходимо электричество. Так, в транспортных средствах он помогает запустить двигатель машины. А в мобильных телефонах батареи позволяют нам совершать звонки.

Зарядка аккумулятора, схема и принципы работы данного устройства рассматриваются даже в школьном курсе физики. Но, увы, уже к выпуску многие эти знания успевают позабыть. Поэтому спешим напомнить, что в основу работы аккумулятора положен принцип возникновения разности напряжения (потенциалов) между двумя пластинами, которые специально погружаются в раствор электролита.

Первые батареи были медно-цинковыми. Но с того времени они существенно улучшились и модернизировались.

Как устроена аккумуляторная батарея

Единственный видимый элемент любого устройства – корпус. Он обеспечивает общность и целостность конструкции. Следует отметить, что наименование «аккумулятор» может быть полноценно применено только к одной ячейке батареи (их ещё называют банками), а том же стандартном автомобильном аккумуляторе на 12 В их всего шесть.

Возвращаемся к корпусу. К нему выдвигают жесткие требования. Так, он должен быть:

  • стойким к агрессивным химическим реагентам;
  • способным переносить значительные колебания температуры;
  • обладающим хорошими показателями вибростойкости.

Всем этим требованиям отвечает современный синтетический материал – полипропилен. Более детальные различия следует выделять только при работе с конкретными образцами.

Принцип работы

В качестве примера мы рассмотрим свинцово-кислотные батареи.

Когда есть нагрузка на клемму, то начинает происходить химическая реакция, которая сопровождается выделением электричества. Со временем батарея будет разряжаться. А как она восстанавливается? Есть ли простая схема?

Зарядка аккумулятора не является чем-то сложным. Необходимо осуществлять обратный процесс – подаётся электричество на клеммы, вновь происходят химические реакции (восстанавливается чистый свинец), которые в будущем позволят использовать аккумулятор.

Также во время зарядки происходит повышение плотности электролита. Таким образом батарея восстанавливает свои начальные свойства. Чем лучше были технология и материалы, которые применялись при изготовлении, тем больше циклов заряда/разряда может выдержать аккумулятор.

Какие электрические схемы зарядки аккумуляторов существуют

Классическое устройство делают из выпрямителя и трансформатора. Если рассматривать все те же автомобильные батареи с напряжением в 12 В, то зарядки для них обладают постоянным током примерно на 14 В.

Почему именно так? Такое напряжение необходимо для того, чтобы ток мог идти через разряженный автомобильный аккумулятор. Если он сам имеет 12 В, то устройство той же мощности ему помочь не сможет, поэтому и берут более высокие значения. Но во всём необходимо знать меру: если слишком завысить напряжение, то это пагубно скажется на сроке службы устройства.

Поэтому при желании сделать прибор своими руками, необходимо для машин искать подходящие схемы зарядки автомобильных аккумуляторов. Это же относится и к другой технике. Если необходима схема зарядки аккумулятора литий-ионного, то тут необходимо устройство на 4 В и не больше.

Процесс восстановления

Допустим, у вас есть схема зарядки аккумулятора от генератора, по которой было собрано устройство. Батарея подключается и сразу же начинается процесс восстановления. По мере его протекания будет расти внутреннее сопротивление устройства. Вместе с ним будет падать зарядный ток.

Когда напряжение приблизится к максимально возможному значению, то этот процесс вообще практически не протекает. А это свидетельствует о том, что устройство успешно зарядилось и его можно отключать.

Технологические рекомендации

Необходимо следить, чтобы ток аккумулятора составлял только 10% от его емкости. Причем не рекомендовано ни превышать этот показатель, ни уменьшать его. Так, если вы пойдёте по первому пути, то начнёт испаряться электролит, что значительно повлияет на максимальную емкость и время работы аккумулятора. На втором пути необходимые процессы не будут происходить в требуемой интенсивности, из-за чего негативные процессы продолжатся, хотя и в несколько меньшей мере.

Зарядка

Описываемое устройство можно купить или собрать своими руками. Для второго варианта нам понадобятся электрические схемы зарядки аккумуляторов. Выбор технологии, по которой она будет делаться, должен происходить зависимо от того, какие батареи являются целевыми. Понадобятся такие составляющие:
  1. Ограничитель тока (конструируется на балластных конденсаторах и трансформаторе). Чем большего показателя удастся достичь, тем значительней будет величина тока. В целом, для работы зарядки этого должно хватить. Но вот надёжность данного устройства весьма низкая. Так, если нарушить контакты или что-то перепутать, то и трансформатор, и конденсаторы выйдут из строя.
  2. Защита на случай подключения «не тех» полюсов. Для этого можно сконструировать реле. Так, условная завязка базируется на диоде. Если перепутать плюс и минус, то он не будет пропускать ток. А поскольку на нём завязано реле, то оно будет обесточенным. Причем использовать данную схему можно с устройством, в основе которого и тиристоры, и транзисторы. Подключать её необходимо в разрыв проводов, с помощью которых сама зарядка соединяется с аккумулятором.
  3. Автоматика, которой должна обладать зарядка аккумулятора. Схема в данном случае должна гарантировать, что устройство будет работать только тогда, когда в этом действительно есть потребность. Для этого с помощью резисторов меняется порог срабатывания контролирующего диода. Считается, что аккумуляторы на 12 В являются полностью, когда их напряжение находится в рамках 12,8 В. Поэтому этот показатель является желанным для данной схемы.

Заключение

Вот мы и рассмотрели, что собой представляет зарядка аккумулятора. Схема данного устройства может быть выполнена и на одной плате, но следует отметить, что это довольно сложно. Поэтому их делают многослойными.

В рамках статьи вашему вниманию были представлены различные принципиальные схемы, которые дают понять, как же, собственно, происходит зарядка аккумуляторов. Но необходимо понимать, что это только общие изображения, а более детальные, имеющие указания протекающих химических реакций, являются особенными для каждого типа батареи.

fb.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *