Hệ thống sạc ắc quy thông minh trên ô tô hiện đại – Thoong Motors
Mục lục bài viết
Hệ thống sạc ắc quy thông minh trên ô tô hiện đại
Save
Saved
Removed
0
Hệ thống sạc truyền thống đã tồn tại từ lâu khi các phương tiện có ắc-quy và chúng chỉ hoạt động khi động cơ đang hoạt động. Ban đầu, tất cả các hệ thống sạc trên xe đều có máy phát điện một chiều ở lõi của chúng, nhưng khi tải điện trên ắc quy tăng lên, hệ thống sạc đã được nâng cấp thành máy phát điện xoay chiều. Các máy phát điện xoay chiều cũ hơn này sử dụng bộ điều chỉnh bên trong hoặc bên ngoài để điều khiển dải điện áp đầu ra của máy phát điện từ 13,8 đến 14,2 volt. Các hệ thống sạc điều khiển ECM hiện đại đã có cải tiến rất nhiều. Hãy cùng ThoongMotor xem xét và so sánh hai hệ thống này nhé.
1. Hệ thống sạc kiểu cũ
Ở hệ thống sạc kiểu cũ, ta có thể thấy bao gồm: Ắc quy, máy phát, công tắt máy và đèn báo sạc. Khi chìa khóa ở vị trí ON, điện từ ắc quy sẽ đi đến chân F của máy phát và đèn báo sạc. Chân còn lại của đèn báo sạc sẽ được nối mass thông qua chân L.
Khi động cơ khởi động và hoạt động, từ trường được tạo trong cuộn kích từ quay và cắt qua các cuộn stator. Dòng điện được tạo ra trong cuộn stator, được chỉnh lưu và đưa ra ngoài để sạc ắc quy và nuôi các thiết bị điện thông qua chân B.
Bộ tiết chế sẽ đo điện áp ắc quy và điều chỉnh từ trường ở cuộn kích từ, nhờ vậy sẽ ổn định được điện áp đầu ra. Bộ tiết chế sẽ cấp điện cho chân L tới đèn báo sạc. Lúc này, đều có điện áp ở cả hai phía đèn, nên không có dòng điện chạy qua nó. => Đèn báo sạc tắt.
2. Hệ thống sạc đời mới
Hệ thống này khá giống với hệ thống sạc kiểu cũ nhưng nó có thêm mạch điều khiển cuộc kích từ, cảm biến dòng, hộp BCM và ECM. Hệ thống này sử dụng 1 chương trình phần mềm bên trong hộp BCM và ECM để phát hiện lượng dòng điện mà máy phát nạp vào ắc quy.
Hệ thống bao gồm nhiều chế độ sạc, phù hợp với những điều kiện hoạt động khác nhau.
Hoạt động
Khi chìa khóa bật đến vị trí khởi động ST, một dòng điện lớn sẽ đi vào máy đề. BCM được cho phép để giám sát độ lớn và hướng dòng điện thông qua cảm biến dòng trên ắc quy.
Khi động cơ hoạt động ở chế động không tải, BCM sử dụng các thông tin: Nhiệt độ môi trường, điện áp ắc quy và tải hệ thống điện để xác định chế độ sạc thích hợp nhằm sạc lại ắc quy tới mức tối ưu.
Khi BCM xác định được chế độ nào được yêu cầu, BCM sẽ gửi yêu cầu tới ECM thông qua mạng CAN. Sau đó, ECM gửi xung PWM đến chân L để điều khiển bộ tiết chế.
Máy phát dùng trong hệ thống sạc điều khiển bởi ECM có cấu trúc và nguyên lý như loại truyền thống. Nhưng nó vẫn có sự khác biệt lớn đó là bộ tiết chế được thay thế bởi mô-đun điều khiển cuộn kích từ (Field Winding Control Module). Mô-đun này khuếch đại và điều chỉnh độ mạnh của cuộn kích từ rô-to, từ đó mà điện áp sạc đầu ra phù hợp với chế độ sạc. ECM sẽ nhận lại thông tin phản hồi bằng xung PWM được gửi bởi chân F. Để thiết lập lỗi nếu có vấn đề
Khi BCM xác định điện áp ắc quy đã trở về giá trị bình thường, BCM sẽ gửi yêu cầu tới ECM để giảm duty cycle cho mô-đun điều khiển cuộn kích từ.
3. Các chế độ sạc
Hệ thống sạc thông minh điều khiển bởi ECM có các chế độ khác nhau để duy trì hiệu quả việc sạc ắc quy và quản lý toàn bộ tải điện.
Các chế độ bao gồm:
- Chế độ ắc quy bị sunfat hóa
- Chế độ tiết kiệm nhiên liệu
- Chế độ đèn pha
- Chế độ khởi động
- Chế độ sạc ắc quy phụ trợ
Khi BCM chọn một chế độ sạc cụ thể tùy thuộc vào tải điện, điện áp ắc quy, nhiệt độ môi trường, thời gian lái xe và thời gian từ khi bắt đầu khởi động động cơ. Với mỗi chế độ được chọn, BCM sẽ gửi yêu cầu về độ mạnh của trường kích từ với độ lớn Duty Cycle cụ thể trong một thời gian xác định trước.
Điện áp đầu ra từ máy phát ở mỗi thời điểm là khác nhau. Chẳng hạn, ngay khi vừa khởi động, điện áp đầu ra máy phát có thể lên tới 16V (Hệ thống sạc điều khiển bởi ECM, hệ thống sạc cũ chỉ khoảng 14V). Hoặc khi động cơ chạy trong 1 thời gian dài mà không có tải nào tiêu thụ quá nhiều, điện áp đo được có thể đâu đó 12V.
4. Cảm biến dòng
Nhân tố chính của hệ thống sạc điều khiển bởi ECM chính là cảm biến dòng. Thường nó sẽ được gắn ở cọc âm ắc quy, nó sẽ đo dòng điện đi vào/ra ắc quy. Có 2 loại là trực tiếp hoặc gián tiếp.
Cảm biến dòng đo gián tiếp
Loại này sử dụng 1 vòng cảm biến bao quay cáp âm ắc quy, khi dòng điện chạy trong dây sẽ tạo ra từ trường tương ứng. Từ trường này sẽ được tập trung bởi lõi, được khuếch đại lên và chuyển thành tín hiệu digital.
Chăng hạn, xung đầu ra cảm biến có Duty Cycle là 50%, tức là không có dòng điện chạy trong dây âm ắc quy. Khi Duty Cycle tăng lên trên 50%, là có dòng điện đi vào ắc quy. Thấp hơn 50% là dòng đi ra khỏi ắc quy.
Cảm biến dòng đo trực tiếp
Bên trong cảm biến sẽ có điện trở, khi có dòng điện đi qua, sẽ có điện áp rơi trên điện trở đó tương ứng với cường độ dòng điện. Với chiều thuận hay ngược của dòng điện sẽ tạo ra điện áp âm hoặc dương. Tín hiệu sẽ được chuyển thành dạng digital để gửi đến BCM.
Nhìn hình trên, có thể thấy khi dòng điện tăng thì Duty Cycle sẽ giảm.
Trên đây là nội dung bài viết Hệ thống sạc thông minh trên xe ô tô đời mới, nếu có bất kì thắc mắc gì, bạn hãy để lại bình luận bên dưới, để Thoong có thể hỗ trợ nhé.
