Разное

Напряжение бортовой сети: 7 способов повысить НАПРЯЖЕНИЕ БОРТОВОЙ СЕТИ – Блог

Напряжение бортовой сети грузового автомобиля

Бортовая сеть грузовых автомобилей состоит из генератора, аккумуляторной батареи, защитных и коммутационных устройств. В отличие от легковой техники напряжение на таких машинах в два раза выше — 24 В. Причина состоит в более мощном оборудовании под капотом, требующем высоких токов.

Оглавление

  1. Почему в легковушках 12 В, а в грузовиках 24?
  2. Устройство 24-вольтового электропитания
  3. Емкость и внутреннее сопротивление грузовой АКБ
  4. Пусковой ток
  5. Правила эксплуатации грузовых АКБ
  6. Видео “Зарядное напряжение сети Камаз”

Генераторы, установленные в системе, имеют другую конструкцию и справляются с повышенными токами. Ниже разберемся, в чем особенности конструкции бортовой сети грузовика, от чего зависит пусковой ток, внутреннее сопротивление и другие параметры. Разберемся с правилами эксплуатации системы.

Почему в легковушках 12 В, а в грузовиках 24?

В легковых автомобилях установлен только один аккумулятор, который выдает напряжение 12 В. В грузовых м массой от 8 тонн и на специальной технике используется вдвое больший параметр — 24 В. Причина — наличие на борту оборудования большей мощности, потребляющее более высокие токи. Если использовать обычные аккумуляторные батареи, они будут быстро разряжаться, а в некоторых случаях вообще не потянут нагрузку.

Важно

Вопрос поддержания напряжения бортовой сети грузового автомобиля лежит на генераторе. Его функция и заключается в постоянном подзаряде АКБ.

Конструктивно он отличается и имеет большие габариты, поэтому справляется с высокими токами.

От стабильной работы бортовой сети зависят следующие факторы:

  • отсутствие проблем при пуске мощного двигателя;
  • работа устройств, отвечающих за комфорт;
  • стабильная работа блока управления;
  • поддержание оптимальных токов. 

24-вольтовые аккумуляторы отвечают за работу стартера и пуск двигателя, после чего к работе подключается генератор. Когда мотор отключен, система питает осветительные, звуковые и световые сигналы, сигнализацию, обогрев, охлаждение и другие узлы. Стандартная 12-вольная сеть не способна выдержать такие нагрузки.

С учетом скорости развития технологий напряжение 24 В — далеко не крайняя точка. В ближайшее время могут появиться новые решения, предусматривающие повышение потенциала и снижение токов. Также возможна унификация и оптимизация выпускаемых систем

Устройство 24-вольтового электропитания

Бортовая сеть грузовика представляет собой комплекс элементов, объединяющих источники напряжения и его потребителей. К первой категории относится генератор и АКБ, а ко второй — все устройства, которые нуждаются в питании.

Конструктивно бортовая сеть состоит из следующих элементов:

  • коммутационные, защитные и распределительные системы;
  • предохранительные колодки;
  • реле;
  • выключатели и переключатели;
  • блоки коммутации и силовой части;
  • электрическая проводка машины.

Напряжение 24 В от аккумулятора и генератора распределяется по грузовому автомобилю с помощью проводников разного сечения. Каждый провод имеет изоляцию, защищающую от короткого замыкания. Электрическая проводка объединяется в жгуты, проходит по днищу кузова через специальные отверстия к потребителям. Для фиксации электрической проводки применяют клипсы, хомуты и изоленту.

В подкапотном пространстве грузовика электрическая проводка собирается в жгуты и проходит в литых или гофрированных трубках. Для удобства провода имеют разный цвет с учетом источника подключения. Наличие такой маркировки упрощает поиск поломки и ТО грузовика.

В системе используется два аккумулятора для грузовых автомобилей, что формирует 24 Вольта. Два 12-Вольтовых АКБ соединяются последовательно, что формирует единую сеть. Если говорить более точно, с одном источнике питания на 12 В встроено шесть по 2 В. У грузовиков в блоке питания соединяется 12 батарей на 2 В каждая. 

Особенность в том, что зарядка и разрядка упомянутых блоков выполняется одновременно. Для зарядки используется общее напряжение в 28.8 В. Это значит, что каждая из 12 банок должна иметь 2.4-вольтовое напряжение. 

Емкость и внутреннее сопротивление грузовой АКБ

Вновь устанавливаемые на грузовики батареи должны иметь идентичную емкость. При последовательном подключении параметр не суммируется. По правилам берется показатель менее емкой батареи. К примеру, если подключить два 12-Вольтных аккумулятора на 200 и 100 А*ч, получится АКБ на 24 В и 100 А*ч. Как только разрядится аккумулятор меньшей емкости, происходит размыкание сети из-за невозможности прохода тока через «пустую» батарею.

Не менее важный параметр для грузовых АКБ — внутреннее сопротивление. Его можно посмотреть на этикетке источника питания. Аккумуляторы с идентичным параметром разряжаются и заряжаются с идентичной скоростью. Если сопротивление во всех 2-вольтовых секциях одинаково, подаваемое напряжение заряда разделяется равными частями между всеми элементами.

В большинстве случаев АКБ с идентичным сопротивлением должны быть выпущены одним заводом-изготовителем в одинаковый день и иметь идентичные параметры тока / емкости.

Но в условиях эксплуатации ситуация может меняться. В подкапотном пространстве грузовика одна батарея может обдуваться больше другой. В результате меняется температура и уровень заряда.

Хуже всего, когда в машине применяются АКБ разных заводов-изготовителей, имеющих разное состояние: шесть банок одной батареи имеют отличное сопротивление и параметры заряда-разряда с другой группой. В таком случае зарядка аккумулятора грузового автомобиля будет проходить неравномерно. В первую группу банок будет поступать 2.6 В, а во вторую — 2.1 В. Если сэкономить на покупке АКБ, одна батарея будет заряжаться быстрее, а второйпридется работать в постоянном режиме перезаряда.

Пусковой ток

Важным параметром при подборе аккумулятора для грузовика является пусковой ток. Он указывается на коробке источника питания, зависит от его класса и технологии производства. Если стартер вышел из строя, или двигатель нуждается в ремонте, аккумулятор с большим током повышает вероятность комфортного пуска.

Причина изготовления мощных АКБ не только в простом пуске зимой. Это связано с ем, что исправному стартеру не нужны высокие пусковые токи во время заводки мотора. У аккумуляторов с более мощным пусковым током имеется другое преимущество — возможность завести двигатель даже при глубоком разряде. Сразу стоит отметить, что допускать такую ситуацию в процессе эксплуатации нежелательно.

Такой режим пагубно влияет на состояние батареи и негативно сказывается на сроке службы. В процессе эксплуатации складывается такая тенденция, что характеристики батарей для грузовых и легковых машин постепенно ухудшаются.

Это касается емкости, напряжения пускового тока и прочих параметров. В таком случае могут возникать сложности с заводкой двигателя в морозную погоду или после длительного простая. В теории АКБ с лучшими характеристиками имеют больший срок службы, поэтому высокий пусковой ток — плюс для батареи.

Правила эксплуатации грузовых АКБ

Для поддержания оптимального напряжения аккумулятора грузового автомобиля и продления срока службы важно ответственно подойти к эксплуатации АКБ. Эксперты рекомендуют соблюдение следующих правил:

  • Включайте приборы с напряжением 12 В только через понижающий инвертор, обеспечивающий переход с 24 на 12 В. Не рекомендуется подключать устройство только к одной батареи.
  • Раз в 2-3 месяца меняйте позиции аккумуляторов. Это позволяет выровнять их емкость и устранить фактор негативных воздействий только на одну АКБ. Ситуация может касаться дополнительного охлаждения или нагрева.
  • Очищайте корпус. В грузовиках аккумуляторные батареи плохо защищены от появления загрязнений. Со временем это приводит к появлению токов утечки. В результате грязный АКБ быстрее разряжается, что приводит к разбалансированию системы. Кроме того, постоянные низкие токи ведут к сульфатации пластин и преждевременному выходу из строя оборудования. Для очистки корпуса используйте раствор пищевой соды, чтобы избежать упомянутых выше последствий.
  • Следите за чистотой клемм. От этого зависит качество контактных соединений и возможность поддерживать напряжение 24 В системы. Для обеспечения плотности соединения не нужно сплющивать клеммы или вставлять в них дополнительные предметы. Это может привести к повреждению вывода и невозможности дальнейшего применения АКБ. Все, что нужно — обеспечить чистоту клемм и плотность зажима.
  • Контролируйте состояние внутренних элементов. Они должны быть полностью в электролите. Важно, чтобы уровень жидкости был на 1-2 см выше края пластин. При доливке необходимо применять только дистиллированную воду.
  • В случае длительного простоя грузовика отключайте «минус» от АКБ. Это позволяет снизить риск саморазряда.
  • Раз в три месяца заряжайте батарею по отдельности 12-Вольтовым ЗУ. Такой шаг способствует улучшению уровня заряда.

Проведение рассмотренных выше манипуляций позволяет увеличить срок службы двух АКБ и исключать разбалансировку. В последнем случае речь идет о разных уровнях заряда, изменении внутреннего сопротивления, емкостей и пускового тока. При появлении такой проблемы одна из батарей может «закипеть», что приведет к замыканию.  

Заключение

Конструктивно аккумулятор для грузовых автомобилей не отличается от батареи легковушек. Разница в том, что на грузовике таких АКБ два, и они соединяются последовательно для получения большего напряжения. Для из зарядки применяется более мощный генератор, а потребители рассчитаны на 24 В. При этом требования к эксплуатации и обслуживанию аналогичны.

Необходимо следить за состоянием источника питания, поддерживать чистоту клемм и корпуса, периодически проводить подзарядку 12-Вольтным ЗУ и раз в несколько месяцев менять батареи местам. При правильном обслуживании можно существенно продлить срок службы АКБ и избежать замыканий в системе.

Схема энергоснабжения а/м Камаз тип 5320

Поиск запроса “бортовая сеть грузовых автомобилей” по информационным материалам и форуму

Меняем напряжение бортовой сети для подключения оборудования.

Вы – технический директор, инженер или работаете в отделе снабжения и необходимо найти устройство, которое помогает подключить радиостанцию, видеонаблюдение, фотонаблюдение, установить wi-fi на ЖД-транспорт, погрузчики или кары?

Тогда вам знакома проблема: на бортовой сети напряжение одно, например, 48 вольт (погрузчики, кары, пассажирские вагоны и т.п.), а у подключаемого Вами оборудования и радиостанций – свое (как правило, 12 вольт). Хорошо, когда в компании есть профессиональный инженер, который может решить проблему. А если нужно просто один раз установить видеонаблюдение на погрузчик, чтобы понять, как дела с грузом на складе? Или если нужно установить ЖК-дисплеи и радиосвязь в ЖД-составы? Что делать, если напряжение бортовой сети автобуса или трамвая не совпадает с напряжением видеокамер, радиостанции и Wi-Fi-роутера?

Решение найдено!

Мы разработали такое устройство – конвертер серии ПН4 ЖД, которое умеет изменять более высокое напряжение бортовой сети в небольшое напряжение для любого устройства. Благодаря ПН4 ЖД можно легко подключить оборудование, неважно будь это погрузчик, ЖД-транспорт, метро или автотранспорт. То есть конвертер понижает напряжение бортовой сети до необходимого уровня.

Где может пригодится конвертер ПН4-48-12 ЖД?

В любой ситуации – там, где стоит задача преобразовать напряжение бортовой сети: для телекоммуникаций, электропоездов и ЖД-транспорта, пассажирских и грузовых автоперевозок. Это устройство помогает не только, например, установить Wi-Fi в метро, но и поставить систему видеонаблюдения в погрузчики на вашем складе.

7 весомых аргументов для обращения в нашу компанию для решения Вашей существующей задачи в части преобразования (повышения или понижения в данном случае) бортового напряжения транспорта:

  • Конвертер разработан в России командой профессионалов с учетом полученного многолетнего опыта в данной сфере;

  • Срок изготовления и поставки – от 1 дня до 1 месяца;

  • Можем разрабатывать модификации под вашу задачу

  • Конвертеры могут выдавать большую мощность, достаточно правильно соединить выходы нескольких конвертеров

  • 4 уровня защиты: защита от короткого замыкания и токовых перегрузок, тепловая защита, защита от перегрузки, предохранитель на входе.

  • В изделиях организована продуманная система пассивного охлаждения;

  • Устройство эксплуатируется в самых разных уголках страны: оно выдерживает суровые климатические условия!

У нас в наличии – расширенная линейка конвертеров с номинальным входным напряжением 48 В, 75 В и 110 В под любые потребности. Поэтому если вы планировали решить вопрос с поиском специального устройства, которое преобразовывает напряжение, сейчас самое время.

 

Внимание! Даже если в статье вы не нашли подходящий пример решения именно вашей задачи, пожалуйста, свяжитесь с нами по бесплатной линии 8-800-500-1430, и мы найдем решение именно для вашей ситуации!


Заявка на патент США «СИСТЕМА КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ ПИТАНИЯ БОРТОВОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ АВТОМОБИЛЯ» Заявка на патент (Заявка № 20160185231 от 30 июня 2016 г.

)

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

система контроля напряжения питания бортовой электрической сети автомобиля.

Изобретение также относится к генератору переменного тока автомобиля, содержащему систему этого типа.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Генераторы переменного тока, имеющиеся во всех автомобилях, имеют контур регулирования, который позволяет поддерживать напряжение бортовой сети на уровне примерно 14 В.

Однако регуляторы генераторы иногда включают в себя так называемые функции защиты, такие как обнаружение превышения напряжения бортовой сети (>18 В).

Некоторые регуляторы отключают выработку тока от генератора, тогда как другие предупреждают водителя, зажигая красную сигнальную лампочку на приборной панели, чтобы можно было как можно быстрее остановить автомобиль и двигатель.

Когда регулятор генератора обнаруживает избыточное напряжение, необходимо отключить возбуждение, чтобы защитить оборудование от избыточного напряжения, которое может повредить как аккумулятор, так и подключенные компоненты.

В большинстве современных регуляторов эта функция выполняется путем обработки сигнала, излучаемого аналого-цифровым преобразователем (CAN). В самых старых регуляторах, известных как «аналоговые», эта функция осуществляется на малых сигналах контура регулирования, что практически эквивалентно вышеупомянутым цифровым решениям.

Однако вся цепочка сбора данных и средства цифровой обработки находятся на пути этого обнаружения: затем делается ссылка на общий режим для этих функций.

В случае проблемы или дефекта в этом общем режиме регулятор может не обнаружить это превышение напряжения и может способствовать избыточной нагрузке на аккумулятор, что может повредить его, а также оборудование, подключенное к его клеммам.

РИС. 1 представлена ​​общая схема этих известных регуляторов предшествующего уровня техники.

Например, если резисторы R 1 , R 2 или R 3 детектора зашунтированы и их номинал увеличен до степени образования избыточных напряжений, если конденсатор С 1 фильтра закорочен, аналого-цифровой преобразователь CAN выдает ошибочные данные ниже ожидаемого значения, и даже если часы H заблокированы командой «ON», архитектура не может обнаружить собственные неисправности, так как они находятся в тактовом коде. называется общим режимом. Все функции регулятора, включая силовой полевой МОП-транзистор, который переключает ток возбуждения генератора переменного тока, потенциально подвержены влиянию этой проблемы, связанной с синфазным режимом.

В заключение, в известном уровне техники обнаружение избыточного напряжения разработано по принципу, что регулятор исправен.

Однако напряжение бортовой сети зависит и от элементов регулятора, которые могут иметь дефекты.

ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Таким образом, целью настоящего изобретения является устранение этих недостатков.

В частности, его предметом является система управления напряжением питания бортовой сети автомобиля.

Эта система относится к типу тех, которые сами по себе известны, и содержат устройство цифрового типа для регулирования напряжения питания и устройство для защиты от превышения напряжения бортовой электрической сети.

В системе этого типа регулирующее устройство и защитное устройство совместно контролируют возбуждение генератора переменного тока, питающего бортовую электрическую сеть.

Согласно изобретению защитное устройство отличается от регулирующего устройства.

В этой системе сигнал избыточного напряжения, генерируемый защитным устройством и управляющий возбуждением, имеет приоритет над сигналом возбуждения, генерируемым регулирующим устройством.

В соответствии с конкретным вариантом осуществления защитное устройство содержит:

первое средство для получения напряжения питания и/или напряжения аккумуляторной батареи на выводах аккумуляторной батареи, которая подключена к бортовой электрической сети;

средство для сравнения напряжения питания и/или напряжения батареи соответственно с первым эталонным напряжением и/или вторым эталонным напряжением;

средство интегрирования выходного сигнала средства сравнения;

Интерфейсные средства, генерирующие сигнал избыточного напряжения из интегрированного выходного сигнала.

По определенной характеристике средства сравнения имеют гистерезис.

В соответствии с другим конкретным признаком первое средство сбора данных содержит первое средство сбора данных о напряжении питания и/или напряжении батареи и первое средство фильтрации.

Средство интегрирования предпочтительно содержит регистр смещения, который управляется первыми часами.

В соответствии с другим характерным признаком защитное устройство содержит полупроводниковый защитный выключатель, который может размыкать цепь возбуждения генератора переменного тока по команде сигнала избыточного напряжения, и дополнительно содержит специальный источник питания.

Согласно частному варианту система управления напряжением питания бортовой сети автомобиля согласно изобретению дополнительно содержит силовую цепь, содержащую полупроводниковый переключатель возбуждения, который может переключать цепь возбуждения генератора переменного тока и управляется управляющим сигналом, генерируемым средствами проверки сигнала возбуждения сигналом избыточного напряжения.

Согласно конкретному варианту осуществления устройство регулирования содержит:

второе средство для измерения напряжения батареи;

контур регулирования, например, цифрового типа, который формирует сигнал возбуждения в зависимости от напряжения батареи.

В соответствии с конкретной характеристикой эти вторые средства регистрации содержат вторые средства регистрации напряжения батареи, содержащие мост резисторов, и вторые средства фильтрации, содержащие конденсатор.

Согласно другому частному признаку, цифровой контур регулирования содержит, управляемый вторыми часами, аналого-цифровой преобразователь на выходе второго фильтрующего средства и микроконтроллер, проводную логическую схему и т.п. на выходе второго тактового генератора. аналого-цифровой преобразователь.

Согласно частному варианту осуществления системы управления согласно изобретению устройство регулирования и устройство защиты выполнены в виде двух отдельных электронных блоков на отдельных подложках.

Изобретение также относится к генератору переменного тока автомобиля, который отличается тем, что содержит описанную ранее систему управления напряжением питания бортовой сети автомобиля.

Эти несколько существенных характеристик сделают очевидными для специалистов в данной области преимущества, обеспечиваемые изобретением по сравнению с предшествующим уровнем техники.

Подробные характеристики изобретения приведены в описании, которое следует вместе с прилагаемыми чертежами. Следует отметить, что эти чертежи служат только для иллюстрации текста описания и никоим образом не ограничивают объем изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

РИС. 1 представлена ​​схема известной из уровня техники системы управления напряжением питания бортовой сети автомобиля, включающая устройство защиты от превышения напряжения, встроенное в регулирующее устройство.

РИС. 2 представляет собой общую схему устройства защиты от превышения напряжения, отличного от устройства регулирования согласно изобретению.

РИС. 3 представляет собой временную диаграмму сигнала избыточного напряжения, генерируемого защитным устройством, показанным на фиг. 2.

РИС. 4 представляет собой принципиальную схему варианта осуществления системы управления напряжением питания бортовой электрической сети автомобиля согласно изобретению.

РИС. 5 представляет собой подробную схему конкретного варианта защитного устройства, показанного на фиг. 2.

РИС. 6 – подробная схема варианта силовой схемы системы управления напряжением питания бортовой электрической сети автомобиля, показанного на фиг. 4.

РИС. 7 представляет собой принципиальную схему другого варианта осуществления системы управления напряжением питания бортовой электрической сети автомобиля согласно изобретению.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Как уже указано в преамбуле, на фиг. 1 показана общая архитектура системы 1 для управления напряжением питания B+A бортовой электрической сети автомобиля.

Генератор подает в эту сеть напряжение питания B+A для зарядки аккумулятора, подключенного к сети.

После доведения до уровня 2 , который совместим с аналого-цифровым преобразователем 3 , напряжение батареи B+ фильтруется 4 и отбирается перед обработкой блоком обработки 5 .

Этот блок обработки 5 , который в основном состоит из микроконтроллера или микропроцессора, или проводной логической схемы, вырабатывает сигнал возбуждения EXC с модулированной шириной импульса, который после усиления 6 , управляет полупроводниковым переключателем возбуждения 7 в виде полевого МОП-транзистора, включенного последовательно в цепь возбуждения 8 генератора переменного тока, т. е. обычно обмотку ротора.

Рабочий цикл сигнала возбуждения EXC определяется блоком обработки 5 , например, для управления напряжением питания B+A сети, которая питается от генератора переменного тока, чтобы поддерживать напряжение батареи B+ на уровне номинальное напряжение.

В общеизвестной системе управления 1 , показанный на РИС. 1, контур цифрового регулирования 9 содержит между процессорным блоком 5 и усилителем 6 возбуждения, который управляет переключателем возбуждения 7 , интегрированное устройство 10 для защиты от превышения напряжения на клеммах батарея, которая анализирует передаваемые сигналы.

Если цифровой контур регулирования 9 неисправен, встроенное защитное устройство 10 больше не работает.

С другой стороны, на ФИГ. 2 показано устройство 11 для защиты от перенапряжения, которое отличается от устройства регулирования 2 , 4 , 9 , 6 и, в частности, от цифрового контура регулирования 9 .

В первом варианте осуществления изобретения это защитное устройство 11 содержит:

первое средство сбора данных 12 , которое улавливает и фильтрует напряжение питания B+A, подаваемое генератором переменного тока, питающим бортовую электрическую сеть автомобиля. транспортное средство;

означает 13 для сравнения этого напряжения питания B+A с первым эталонным напряжением Vref 1 ;

средство 14 для интегрирования выходного сигнала S 1 средство 13 для сравнения;

интерфейсное средство 15 , которое из интегрированного выходного сигнала S 2 генерирует сигнал избыточного напряжения OVD, который указывает, что напряжение питания B+A превысило первое опорное напряжение Vref 1 .

Средства 13 для сравнения имеют гистерезис, т. е. как ясно показано на фиг. 3, напряжение питания B+A должно значительно превышать первое опорное напряжение Vref 1 , пока оно не достигнет высокого порога V_OVD_ H ​​, чтобы сигнал OVD избыточного напряжения был активным.

И наоборот, сигнал избыточного напряжения OVD деактивируется только в том случае, если напряжение питания B+A падает значительно ниже первого опорного напряжения Vref 1 , до низкого порога V_OVD_ л .

Средства 14 для интеграции также требуют, чтобы напряжение питания B+A оставалось выше верхнего порога V_OVD_ H ​​ или ниже нижнего порога V_OVD_ L в течение времени, превышающего заданный период. T_OVD, чтобы сигнал избыточного напряжения OVD переключался из одного состояния в другое.

РИС. 4 ясно показано, как сигнал избыточного напряжения OVD воздействует на силовую цепь 16 , которая содержит переключатель возбуждения 9. 0003 7 (мощный МОП-транзистор), который переключает возбуждение генератора переменного тока в системе управления 17 согласно изобретению согласно управляющему сигналу EXC_DR.

Сигнал избыточного напряжения OVD имеет приоритет над сигналом возбуждения EXC, генерируемым контуром цифрового регулирования 9 (который поэтому не содержит устройства защиты от избыточного напряжения), т. е. сигнал возбуждения EXC подтверждается или не подтверждается средства проверки 18 , по сигналу превышения напряжения OVD.

Когда сигнал избыточного напряжения OVD не активен (избыточное напряжение не обнаружено), контур регулирования 9 нормально управляет возбуждением генератора переменного тока, а управляющий сигнал EXC_DR идентичен сигналу возбуждения EXC.

Когда сигнал избыточного напряжения OVD активен (обнаружено избыточное напряжение), сигнал возбуждения EXC заменяется этим сигналом избыточного напряжения OVD, т. е. управляющий сигнал EXC_DR становится идентичным сигналу избыточного напряжения OVD, так что возбуждение генератора переменного тока останавливается в соответствии с временной диаграммой, показанной на фиг. 3.

Работа защитного устройства 11 и силовой цепи 16 будет описана со ссылками на фиг. 5 и 6, на которых подробно показан второй конкретный вариант осуществления системы управления , 17, согласно изобретению, схематическая диаграмма которой показана на фиг. 4.

В этом втором варианте система управления 17 напряжением питания В+А бортовой сети автомобиля содержит устройство 11 для защиты от избыточного напряжения, которое генерирует напряжение питания B+A, присутствующее на клеммах генератора, а также напряжение аккумуляторной батареи B+.

Первые средства захвата 19 позволяют восстановить напряжение питания B+A и напряжение батареи B+ до уровней, совместимых с электронными компонентами и, в частности, цифровыми компонентами защитного устройства 11 до они фильтруются средствами первой фильтрации 20 .

Средства 13 для сравнения с гистерезисом позволяют сравнивать соответственно напряжение питания B+A и напряжение батареи B+, или, точнее, пропорциональные напряжения, с первым эталонным напряжением Vref 1 и со вторым эталонным напряжением Vref 2 , которые подаются от генератора опорного напряжения 21 , и для генерации выходного сигнала S 1 , который представляет одно или другое из этих значений Vref 1 , Vref 2 превышено.

Эти средства 13 для сравнения в этом втором конкретном варианте осуществления изобретения ясно показаны на фиг. 5.

Они состоят из двух компараторов 22 , 23 , которые получают на свои неинвертирующие входы напряжения, пропорциональные напряжению питания B+A и напряжению батареи B+, подаваемым первым средством сбора данных 12 состоит из первого средства захвата 19 и первое средство фильтрации 20 , и которые получают на свои инвертирующие входы первое и второе опорные напряжения Vref 1 , Vref 2 .

Выходы этих компараторов 22 , 23 объединяются логическим ИЛИ 24 для подачи выходного сигнала S 1 на вход средства 14 интегрирования.

Как ясно показано на РИС. 5, эти средства 14 для интегрирования состоят из регистра смещения, образованного множеством переключателей D 25 , которые отбирают и сохраняют выходной сигнал S 1 в каждом периоде первого тактового сигнала 26 .

Только выходной сигнал S 1 , который остается активным в течение нескольких последовательных периодов, генерирует интегрированный выходной сигнал S 2 в форме вектора, все компоненты которого активны и который может создаваться как выходной интерфейс средство 15 , содержащее, в частности, логическое И с множеством входов 27 и активный сигнал избыточного напряжения OVD.

Защитное устройство 11 в соответствии с изобретением содержит специальный источник питания 28 , чтобы не зависеть от регулирующего устройства 2 , 4 , 9 , 16 .

В частности, этот блок питания 28 питает генератор опорного напряжения 21 .

Силовая цепь 16 этого второго варианта осуществления системы 17 для управления напряжением питания B+A бортовой электрической сети автомобиля, а также первого варианта осуществления подробно показана на ИНЖИР. 6.

Средство 18 проверки достоверности содержит логическое ИЛИ-НЕ с множеством входов 29 , которое управляется сигналом избыточного напряжения OVD, генерируемым устройством 11 для защиты и других служебных сигналов.

Выход этого вентиля 29 объединяется с сигналом возбуждения EXC в другом вентиле 30 , который обеспечивает функцию И для создания управляющего сигнала EXC_DR переключателя возбуждения 7

Таким образом, выход EXC_DR этого другого вентиля 30 идентичен сигналу возбуждения EXC, когда сигнал избыточного напряжения OVD неактивен, другие служебные сигналы также неактивны.

При активном сигнале избыточного напряжения OVD, независимо от состояния остальных служебных сигналов, выход вентиля 29 неактивен, а управляющий сигнал EXC_DR на выходе другого вентиля 30 неактивен, независимо сигнала возбуждения EXC, подаваемого цифровым контуром регулирования 9 , который прерывает возбуждение EXC_OUT генератора.

Следует отметить, что силовая цепь 16 системы управления 17 питания Б+А бортовой сети автомобиля по изобретению отличается от силовой цепи 16 универсальная известная система 1 управления, как показано на фиг. 1, только двумя логическими элементами 29 , 30 .

Ток возбуждения переключается переключателем возбуждения 7 типа МОП-транзистора, а замыкание на землю содержит диод свободного хода 31 .

Ток возбуждения IROT измеряется с помощью шунта 32 , на выводах которого измеряется разность потенциалов с помощью операционного усилителя 33 .

Устройство 2 , 4 , 9 , 16 для регулирования системы 17 для управления питанием бортовой электрической сети автомобиля согласно изобретению также включает те же элементы, что и устройство 2 , 4 , 9 , 16 для регулирования известной родовой системы 1 , как показано на фиг. 4:

второе средство 2 , 4 для измерения напряжения батареи B+, содержащее второе средство захвата 2 , состоящее по меньшей мере из одного резисторного моста 34 , и второе средство фильтрации 4 , состоящее из хотя бы один конденсатор 35 ;

цифровой контур регулирования 9 , содержащий цифро-аналоговый преобразователь 3 и блок обработки 5 , состоящий из микроконтроллера или микропроцессора;

секундные часы 36 .

Существенное отличие состоит в том, что контур регулирования 9 системы 17 в соответствии с изобретением не содержит встроенного защитного устройства 10 , чтобы избежать какого-либо общего режима работы.

По той же причине первые часы 26 устройства защиты 11 отличается от вторых часов 36 контура регулирования 9 .

Система 17 для управления напряжением питания В+А бортовой электрической сети автомобиля согласно изобретению выполнена в виде ASIC.

Благодаря этой модульности и тому, что устройство регулирования 2 , 4 , 9 , 16 мало отличается от предыдущих устройств регулирования 2 , 4 , 9 , 10 , 16 , и даже упрощенно, разработка нового ASIC требует лишь меньших вложений.

РИС. 7 показан другой вариант осуществления системы управления напряжением питания бортовой сети автомобиля согласно изобретению. В этом варианте защитное устройство, которое в данном случае обозначено как 11 ′, содержит собственный силовой полупроводниковый ключ (транзистор MOSFET) 9.0003 7 ′. Этот переключатель 7 ′ является защитным переключателем, который может размыкать цепь возбуждения генератора переменного тока по команде сигнала OVD, и вставлен последовательно между напряжением питания B+A и переключателем возбуждения 7 цепи . 16 .

Вариант осуществления согласно фиг. 7 обеспечивает большее разделение между защитным устройством 11 ′ и остальной частью регулятора и дает защитному устройству 11 ′ возможность отсекать ток возбуждения генератора переменного тока независимо от выключателя возбуждения 7 , что имеет большее преимущество, например, в случае неисправного переключателя возбуждения 7 , при коротком замыкании, с максимальным током возбуждения в катушке возбуждения генератора переменного тока. Этот вариант осуществления подходит для изготовления защитного устройства 11 ′ на отдельной подложке, отличной от той, на которой имплантирована остальная часть регулятора, что усиливает его защитную функцию, позволяя повысить устойчивость к любому перегреву регулятора, т.к. результат например термического разрушения переключателя возбуждения 7 . Специальный источник питания 28 также усиливает это разделение между защитным устройством 11 ′ и остальной частью регулятора.

Генератор переменного тока, содержащий систему управления 17 в соответствии с изобретением, таким образом, имеет определенное конкурентное преимущество по сравнению с предшествующими моделями, поскольку при сравнимой стоимости обеспечивается абсолютная защита от избыточного напряжения.

Следует понимать, что изобретение не ограничивается только описанными выше предпочтительными вариантами осуществления.

Таким образом, указанные типы электронных компонентов являются просто примерами реализации. В зависимости от необходимости их можно заменить другими компонентами, выполняющими те же функции или те же группы функций.

Таким образом, изобретение включает в себя все возможные варианты осуществления, которые остаются в рамках контекста, определяемого следующей формулой изобретения.

Электрические измерения в электромобилях – Knick

Электрификация становится все более распространенной во многих различных классах и типах транспортных средств, а технологии трансмиссий и компонентов транспортных средств бурно развиваются. Это особенно верно в отношении аккумуляторов, эффективность которых, размер, время зарядки и емкость продолжают улучшаться.

Для повышения производительности автомобиля существует четкая тенденция к более высоким напряжениям. Легковые автомобили уже представлены на рынке с системным напряжением 800 В. Тяжелые автомобили имеют тенденцию превышать 1000 В, и теперь разработчики планируют системы на 1200 В или 1500 В. Без более высоких напряжений ток пришлось бы увеличить, чтобы повысить производительность двигателя. Это приведет к потерям в системе и увеличит потребность в дополнительной меди для передачи тока, что в конечном итоге приведет к увеличению веса транспортных средств.

В каждом электрическом и гибридном автомобиле используется множество высоковольтных компонентов, которые должны быть проверены на функциональность, безопасность и надежность во время разработки и серийного производства. Кроме того, автомобильные стандарты требуют обширных испытаний для квалификации компонентов.

Электромобильность требует множества решений для электрических измерений, например. в разработке, производстве и тестировании высоковольтных компонентов для электромобилей (EV), а также в бортовых измерениях, хранении энергии и процессе зарядки.

  • HIL — Моделирование аппаратного обеспечения в цикле
  • EOL — Тестирование в конце линии
  • Скрининг стресса

Многие компоненты должны тестироваться под нагрузкой, например, при высокой динамичности процессов. применяется имитация/эмуляция трансмиссии. Скрининг стресса также является часто используемым методом для обнаружения ранних сбоев и оптимизации во время разработки. Цель состоит в том, чтобы обеспечить надежную и безопасную работу всех высоковольтных компонентов в указанном диапазоне напряжений в любой мыслимой дорожной ситуации.

Особое внимание следует уделять таким эффектам, как пики напряжения из-за резких изменений нагрузки или емкостей связи. Само собой разумеется, что используемая технология передачи и изоляции сигналов должна быть пригодной для высоких напряжений, чтобы предотвратить любой риск для пользователей во время тестирования при разработке и производстве или во время эксплуатации. Проверка в экстремальных условиях вождения или эксплуатации гарантирует, что конкретная конструкция бортовой сети высокого напряжения обеспечивает достаточные резервы для неограниченной эксплуатации транспортного средства.

Для всех этих сложных задач измерения и тестирования Knick предлагает широкий ассортимент высокоточных изолирующих преобразователей для измерения токов и напряжений в высоковольтном сегменте. Дополнительно предлагаются высокоизолированные, быстродействующие и высокоточные преобразователи для управления испытательным оборудованием на высоком электрическом потенциале.

Knick привносит эти функции и характеристики в широкий спектр стандартных продуктов, но также имеет возможность разрабатывать индивидуальные решения в зависимости от конкретных потребностей применения.

Тестирование систем управления батареями (BMS)

Тестовые системы генерируют управляющие напряжения в модели батареи для имитации температурных условий в системах управления батареями для оценки управления температурой BMS.

Подробнее