Що таке датчик BMS, звідки він Узявся і Навіщо Потрібен?

Передмова: Кожен Фокусовод чув про те, що його автомобіль оснащений дуже хитрою системою зарядки акумуляторної батареї, яка має назву Smart Regenerative Charging. Всі знають і про те, що під час заміни старої АКБ на нову обов’язково потрібно скидати адаптацію BMS. Але що саме являє собою “серце” цієї самої BMS і яку роль відіграє в ній невеликий датчик, розташований на мінусовій клемі нашої батареї, знають далеко не всі. Про це ми сьогодні і поговоримо, а допоможе нам розкрити тему прес реліз від Hella KGaA Hueck & Co (Ліппштадт, Німеччина) – компанії, що розробила цю технологію.

Датчик IBS: таємничий і незрозумілий звір (насправді ні)

У сучасному автомобілі величезна кількість датчиків. І про існування деяких з них ми навіть не здогадуємося – поки вони не вийдуть з ладу і не спричинять вимкнення або поломку якоїсь системи, а то й усього автомобіля. Один із таких невидимих помічників водія – інтелектуальний датчик акумуляторної батареї (він же Intelligent Battery Sensor, або IBS).

Наявність цього пристрою в сучасному автомобілі вирішує одразу кілька завдань, як-от: збільшення терміну служби акумуляторної батареї, оптимізація процесу її заряду, збільшення ККД двигуна внутрішнього згоряння, зниження витрати палива і шкідливих викидів в навколишнє середовище.

Про Датчик IBS Докладніше

Інтелектуальний датчик акумуляторної батареї (АКБ) оцінює поточний стан акумуляторної батареї. Він встановлений на мінусову клему і вимірює струми заряду і розряду, напругу, внутрішній опір і температуру акумулятора. В автомобілях марки Ford IBS є частиною окремої  підсистеми Battery Monitoring System (BMS) в блоці ВСМ. 

Інформація, отримана з датчика, використовується блоком управління електрообладнанням (ВСМ) і системою управління двигуном:

– робота генератора коригується залежно від ступеня зарядженості АКБ, кількості увімкнутих споживачів енергії та режиму руху, при цьому напруга електромережі змінюється в діапазоні 12,5-14,6 В (для акумуляторів типу EFB в системі Ford передбачено також режим регенерації батареї з робочою напругою в 15,2 В);

– щоб уникнути великого зарядного струму, який зазвичай виникає в холодному акумуляторі одразу після запуску мотора, напруга на АКБ обмежується до 10-11 В, а потім плавно піднімається до рівня, що забезпечує оптимальне заряджання;

– під час розгону автомобіля система знижує струм збудження в генераторі. Його електрорушійна сила (ЕРС), а разом з нею і опір обертанню зменшуються, завдяки чому мотор може віддати більше потужності на розгін автомобіля. При гальмуванні картина зворотна – навантаження на генератор збільшується, і з нього знімається додаткова “дармова” енергія (рекуперативне гальмування). Такий алгоритм дає змогу заощаджувати паливо і одночасно уникнути перезаряду акумулятора, що подовжує термін служби батареї на 10-20%;

– датчик IBS продовжує працювати і при вимкненому двигуні, оберігаючи АКБ від сильного розряду батареї: після досягнення певного рівня розряду за сигналом IBS машина відключить ненажерливий споживач енергії; якщо акумулятор зовсім поганий, автоматично заблокується пуск стартера.

Збільшення терміну служби акумуляторів і зниження споживання палива роблять внесок у збереження навколишнього середовища.

Що Відбувається З Батареєю В Міру Старіння

Одне з основних завдань датчика IBS – продовжити термін експлуатації АКБ.

Свинцево-кислотні акумуляторні батареї, що використовуються в сучасних автомобілях, набагато досконаліші та довговічніші за своїх попередників. Проте термін служби АКБ в середньому невеликий – всього від трьох до п’яти років. Навіть повністю справна батарея сильно втрачає у своїх головних характеристиках – ємності та величині пускового струму. Нерідко акумулятор виходить з ладу раніше терміну, і його доводиться міняти в перші рік-півтора.

Одна з головних причин старіння АКБ – природні особливості протікання хімічних реакцій: у процесі розрядки-зарядки після закінчення циклу не вся речовина повертається до первісного стану.

При розряді батареї утворюється сульфат свинцю. В ідеалі він повинен розчинитися і перетворитися назад на кислоту, проте на практиці з різних причин не весь сульфат свинцю реагує, і поступово його кількість в акумуляторі збільшується – відбувається сульфатація АКБ. Самі по собі ці кристали не проводять струм і не беруть участі у виробленні електроенергії, через це ємність АКБ падає, а внутрішній опір зростає.

Ще одна причина старіння класичних АКБ (для EFB не актуально) – поступова зміна мікроструктури активної маси АКБ. Спочатку пластини акумулятора виготовляються пористими, щоб площа контакту кислоти і свинцю була максимальною. Однак вібрації, вже згадана сульфатація, замерзання електроліту порушують мікроструктуру активної маси – вона обсипається на дно АКБ і перестає брати участь у хімічних реакціях.

Для автовласника заміна АКБ – це додаткові експлуатаційні витрати, а для навколишнього середовища – ще одна порція отруйного свинцю (на жаль, далеко не всі акумулятори, які вийшли з ладу, піддаються переробці). Зрозуміло, регулярний контроль за акумулятором з боку водія – перевірка рівня і щільності електроліту, підзарядка, недопущення замерзання та інші заходи – підтримують довговічність АКБ, але датчик IBS стежить за станом батареї безперервно і набагато точніше, ніж людина. IBS у режимі реального часу визначає такі параметри:

• напругу на клемах;
• величину зарядного струму;
• струм і потужність розряду;
• температуру батареї.

На підставі цих даних і з урахуванням результатів попередніх вимірювань, які зберігаються в пам’яті, система оцінює поточний рівень зносу АКБ і її пускові можливості. Ця інформація передається до бортового комп’ютера, який на її підставі керує роботою генератора і споживачів так, як описано вище.

Датчик IBS На Практиці

Оскільки датчики IBS – винахід відносно недавній (Hella виробляє і поставляє їх на конвеєри з 2009 року) і поки що встановлюються на нечисленні моделі автомобілів, у автолюбителів ще немає великого досвіду в поводженні з ними.

Датчик не просто так називається “інтелектуальним” – він втручається в роботу бортового комп’ютера і може проявити себе найнесподіванішим чином. 

Саме тому багато водіїв датчик відключають. Про те як це зробити, в мережі написано багато. Набагато важливіше зрозуміти, для чого це робити.

На наш погляд, відключати датчик має сенс тільки в тому разі, якщо він забарахлив у дорозі і важливо продовжити шлях. У цьому разі достатньо просто від’єднати від нього дроти. При цьому можуть з’явитися повідомлення про помилки, проте машина заведеться і буде їхати.

На практиці важливо також пам’ятати, що після заміни АКБ в систему необхідно вручну ввести дані нового акумулятора, інакше працювати вона буде некоректно. Для автомобілів марки Ford достатньо просто замінити АКБ на аналогічну за параметрами і обнулити адаптацію BMS згідно з інструкцією.

Висновок

Експлуатація автомобіля зі справним і нормально працюючим датчиком IBS має очевидні переваги: і АКБ під наглядом, і сама машина не буде докучати вам сигналами про помилки.

Стаття створена за  матеріалами  Hella KGaA Hueck & Co

ДЖЕРЕЛО:

https://ford-focus.club/shho-take-datchik-bms-zvidki-vin-uzyavsya-i-navishho-potriben/