Система мониторинга аккумулятора (BMS)
Полезная информация для владельцев современных автомобилей Ford
Так же нельзя заряжать аккумулятор прямо на автомобиле, накидывая «-» провод от зарядного устройства прямо на минусовую «-» клемму аккумулятора.
В обоих случаях минус нужно подключать к заземляющему соединению (место на кузове, куда приходит провод от минусовой клеммы).
Связано с работой датчика состояния аккумуляторной батареи (Система мониторинга аккумулятора (BMS):
«BMS — это аббревиатура «датчик мониторинга аккумулятора». Система BMS постоянно контролирует напряжение, ток и температуру аккумуляторной батареи. Система BMS на основе измеренных значений определяет состояние зарядки и исправность аккумуляторной батареи.
Когда используется система BMS?
Датчик устанавливается на автомобили с системой SRC (управляемая регенеративная зарядка) или системой запуска/установки. Для нормальной работы этих систем требуется информация о состоянии аккумуляторной батареи. BMS — это датчик, используемый для предоставления этой информации.
Как система BMS подключается к автомобилю?
Система мониторинга аккумулятора (BMS) подключена непосредственно к цепи отрицательной клеммы аккумуляторной батареи и к массе автомобиля в точке соединения массы шасси с помощью кабеля с поперечным сечением 25–35 мм² с монтажной петлей. Внешние дополнительные устройства должны подключаться ТОЛЬКО к точке подключения дополнительных устройств аккумуляторной батареи, а НЕ к отрицательной клемме аккумулятора. В противном случае не гарантируется точность работы датчика BMS.
Отсоединять полюсный наконечник системы BMS рекомендуется только при замене аккумуляторной батареи. Если необходимо отсоединить аккумуляторную батарею, это следует выполнять путем отсоединения монтажной петли массы на шасси.
Зарядка аккумуляторной батареи в автомобиле
Для зарядки аккумуляторной батареи отрицательную цепь зарядного устройства следует подсоединить к специальной точке подключения дополнительного оборудования на автомобиле, а НЕ напрямую к отрицательной клемме аккумулятора. Зарядка с использованием отрицательной клеммы аккумуляторной батареи называется слепой зарядкой, потому что система BMS не способна измерять заряд аккумуляторной батареи. Если система BMS не определяет ток на входе или выходе аккумуляторной батареи, она не может правильно вычислить точный уровень заряда.
Зарядка аккумуляторной батареи вне автомобиля (система BMS отключена)
После зарядки аккумуляторной батареи в течение некоторого времени установите ее в автомобиль и подсоедините датчик BMS. Система BMS в течение нескольких секунд выполняет процедуру инициализации для выполнения быстрой приблизительной оценки состояния зарядки аккумуляторной батареи. После отключения питания невозможно гарантировать точность измерений, так как система BMS не способна контролировать зарядку и разрядку аккумуляторной батареи, потому что она не включена. Для системы BMS требуется не менее трех часов (см. раздел «Принцип действия системы BMS») для калибровки и получения точных результатов измерений.
Принцип действия системы BMS
Датчик измеряет температуру, напряжение и ток аккумуляторной батареи. Эта информация используется для расчета состояния зарядки (SoC) и исправности (SoC) аккумуляторной батареи. Для обеспечения высокой точности необходимо периодически калибровать датчик. Перекалибровка выполняется в период простоя, когда величина собственного потребляемого тока составляет менее 100 мА. Такой период простоя должен продолжаться не менее трех часов. Чем дольше период простоя, тем выше точность датчика. Период обязательного выполнения перекалибровки составляет семь дней. Если система не способна выполнить повторную калибровку в течение семи дней, точность SOC гарантировать невозможно. В этом случае система запуска/остановки двигателя может быть отключена. Эти системы также будут отключены, если датчик определяет завершения срока службы аккумуляторной батареи, низкий уровень зарядки или неработоспособность.
Когда следует восстанавливать заводские значения системы BMS?
Датчик BMS не способен определять тип или емкость аккумуляторной батареи автомобиля, поэтому очень важно всегда заменять аккумуляторную батарею на батарею такого же типа.
Датчик BMS также не способен определить различие между заменяемой и новой аккумуляторной батареей. Поэтому при замене аккумуляторной батареи важно выполнить диагностический сброс датчика BMS, чтобы удалить данные о сроке службы аккумуляторной батареи (данная процедура не выполняется автоматически).
Информация официальная, касается автомобилей:
Focus 2011.25; C-MAX 2010.75; Mondeo 2007.5; S-MAX/Galaxy 2006.5 и Transit/Tourneo Connect 2013.75
B-MAX 2012.75, Fiesta 2008.75 и Fiesta 2013.00
Transit 2006.5 и Transit Custom 2012.75
Тестируем восемь аккумуляторных тестеров
Привет, Хабр! Карманные «показометры» с крокодилами на клеммы аккумуляторных батарей (АКБ) известны и доступны не первый год. Можно ли верить этим устройствам? — Приборы китайские, корпуса пластиковые, на нагрузочные вилки не похожи. К ним высказывают немало претензий. А мы возьмём и проверим, насколько они соответствуют действительности.
Принцип действия всех рассматриваемых приборов основан на измерении внутреннего сопротивления химического источника тока пульсирующему току с постоянной составляющей. В качестве нагрузки используются цементные резисторы. Реализовано 4-проводное подключение: к каждому крокодилу идёт провод для измерения напряжения и провод для съема тока. И на основании измеренного внутреннего сопротивления производится расчёт и индикация показаний.
Два тестера — Foxwell BT100 Pro — совершенно одинаковые, по ним сравним показания двух экземпляров.
DHC BT280 и TooL it DBT300 имеют одинаковые корпуса и экраны. Возможно, это клоны одного и того же прибора, а число 300 призвано сделать вид, будто перед нами новая модель.
Autool BT360 и All-sun EM571 также имеют внешнее сходство между собой.
И наконец, классика жанра — Lancol Micro-468 и Micro-200.
Каждый из тестеров предоставляет несколько режимов проверки для разных типов аккумуляторных батарей. Начнём с измерения параметров АКБ Fireball FB60 60 А*ч. Заявленный пусковой ток 540 А в стандарте EN. Это кальциевый Ca/Ca аккумулятор стандартного типа. Также проверим аккумулятор Topla AGM Stop&Go AG60 60 А*ч EN 680 A.
▍Lancol Micro-468
Меню Lancol Micro-468 русифицировано. Прибор не отображает значения внутреннего сопротивления. Имеет для каждого типа АКБ два режима теста «перед зарядкой» и «после зарядки», между которыми не проявилось никаких различий, кроме как на 5 А более высокий ТХП (ток холодной прокрутки) и на 1% — состояние здоровья (SoH). Скорее всего, эта разница вызвана просто погрешностью измерений. Прибор самый громоздкий из всех рассматриваемых.
Создаётся сильное впечатление, что у Lancol Micro-468 всего два алгоритма измерений (расчёта параметров): один для обычных АКБ и второй для всех остальных — EFB, GEL, AGM со спиральными пластинами (Планте) и AGM с плоскими пластинами (Фора-Фолькмара).
▍Lancol Micro-200
Следующим испытываем Lancol Micro-200. Он умеет показывать миллиомы. Процент заряженности, как и предыдущий Ланкол, отображает 98, а не 100. Видимо, разработчики считают, что на сто процентов никто свинцовые аккумуляторы не заряжает. На самом деле, в очень многих случаях оно так и есть, а уж высокое НРЦ — напряжение разомкнутой цепи, оно же ЭДС без нагрузки, — часто свидетельствует как раз о недозаряде с расслоением электролита.
У Lancol Micro-200 видим те же два алгоритма, что у Micro-468: для обычных «мокрых» (WET) АКБ со свободно плещущимся электролитом и для всех остальных «продвинутых». Бессмысленные пункты «после зарядки» и «перед зарядкой» из меню убрали.
▍All-sun EM571
All-sun EM571 при каждом подключении крокодилов требует выбрать язык. Это неудобно. Хорошо хоть, что список начинается с русского. Имеются функции «перед зарядкой» и «после зарядки».
Те же два алгоритма, результаты совпадают с предыдущими приборами.
▍Autool BT360
Autool BT360 похож на All-sun EM571 не только корпусом, но и интерфейсом. Всё начинается с выбора языка, далее идут те же пункты.
Всё те же два алгоритма, ничего нового. При проверке Topla AGM в режиме обычной АКБ показал 100% здоровья, в режиме AGM — всего 92%, несмотря на то, что пусковой ток соответствует норме.
▍Foxwell BT100 Pro
Foxwell BT100 Pro снабжён более продвинутым меню, не требует начинать с выбора языка, и не имеет пунктов «перед зарядкой» и «после зарядки». Типов аккумуляторов предлагается всего три: обычный, AGM и GEL.
Результаты измерения не входят на один экран, приходится листать.
У прибора Foxwell BT100 Pro, в отличие от предыдущих, значение миллиом не зависит от типа АКБ, что, на первый взгляд, «с радиолюбительской точки зрения», правильно: сопротивление это сопротивление, измеряемое между клеммами ESR-метра.
Но свинцово-кислотный аккумулятор это не резистор и не конденсатор, а сложная электрохимическая система, падение напряжения внутри которой при том или ином направлении тока складывается не только из собственно внутреннего сопротивления, (кстати, зависимого от температуры и концентрации кислоты в электролите), но и нескольких ЭДС поляризации, («ионисторов», «суперконденсаторов»), кинетика заряда и разряда которых сильно зависит от особенностей конструкции аккумулятора: пластин, сепараторов, абсорбированного или загущённого электролита. Эти особенности необходимо учитывать для измерения внутреннего сопротивления и расчёта по нему тока холодной прокрутки. Одной радиолюбительской смекалки тут недостаточно, необходимы знания реальных современных аккумуляторных батарей.
Это первый из сегодняшних испытуемых, показывающий заряженность 100%. Алгоритм «GEL» очень похож на алгоритм для обычных АКБ. Велика вероятность, что для этих типов он один. Показания ТХП для AGM и обычных различаются, SoH — не различаются. Разброс показаний двух экземпляров этой модели пренебрежимо мал.
▍TooL it DBT300
Показания TooL it DBT300 также не входят на один экран, нужно листать между тремя. Тестер работает быстрее предыдущих. В отличии от всех них, не русифицирован. Жидкокристаллический экран — не точечная матрица, а сегментный. SoH и SoC выводятся в одном месте экрана, что неудобно для восприятия и может вести к путанице. Кнопки «назад» или «отмена» у этого устройства нет, при ошибке ввода нужно продолжить далее, или пересоединить крокодилы для сброса.
Это первый тестер, посчитавший нашу «мокрую» АКБ исправной (ОК). Судя по показаниям, на первый взгляд, в нём всё те же два алгоритма: первый для обычных SLI (starter, light, ignition, — стартер, свет, зажигание) и гелевых GEL, второй — для всех остальных. Показания внутреннего сопротивления, как и у Foxwell BT100 Pro, и в отличие от предыдущих участников теста, от алгоритма не зависят.
▍TDHC BT280
Последний участник сравнительного теста DHC BT280 как две капли воды похож на предыдущий TooL it DBT300.
Этот экземпляр прибора много использовался длительное время, и начал завышать показания напряжения. Скорее всего, виной тому попадание капель серной кислоты внутрь прибора или аэрозоль серной кислоты, выделяющийся в атмосферу при заряде аккумуляторов и могущий разъесть токопроводящий слой металлоплёночных резисторов или образовать отложения электропроводных солей на плате. В описании правдиво заявлено, что корпус устройства аккумуляторной кислоты не боится. Внутренности, очевидно, боятся, и, как выяснилось, корпус защитил их не на сто процентов. С другой стороны, тестер продолжает работать, хоть и с погрешностью по напряжению.
▍Итоги
Реальную ёмкость аккумулятора можно проверить только контрольным разрядом, и никак иначе.
Все восемь рассмотренных приборов семи моделей от шести производителей измеряют не погоду на кольцах Сатурна, а внутреннее сопротивление 12-вольтовой свинцово-кислотной аккумуляторной батареи. На основании измеренного внутреннего сопротивления по некоторому алгоритму рассчитывается ток холодной прокрутки в заданном стандарте.
Исходя из числа пунктов меню, можно предположить, что для каждого стандарта должен быть особый алгоритм, (или набор коэффициентов единого алгоритма), для разряженной и заряженной АКБ, а также для аккумуляторов разных типов. По факту, ни в одном из испытанных тестеров число пунктов меню не соответствует числу алгоритмов, (или наборов констант).
Три модели из семи имеют пункты «перед зарядкой» и «после зарядки», которые ничего не делают, лишь только заставляют пользователя потратить время на лишнее нажатие кнопки. Все 7 моделей имеют только 2 алгоритма с различимыми результатами, плюс у двух моделей работает поправка на уровень заряженности AGM аккумулятора со спиральными пластинами Планте.
Создаётся впечатление, что разработчики собирались реализовать много функций, и предусмотрели для них пункты меню, но по какой-то причине этого не осуществили. Либо это множество пунктов должно, по мнению авторов приборов, упростить пользователю выбор, какой аккумулятор каким образом проверять. Или же много пунктов меню сделано для красоты: психологически прибор кажется более многофункциональным, сложным и умным.
У Lancol, Autool и All-sun заметно значительное сходство интерфейса, говорящее о том, что все эти приборы — плоды развития одного прототипа. A TooL it DBT300 выглядит вообще как клон DHC BT280 или OEM продукт, заказанный на том же заводе.
Напоследок, не будем забывать, что карманные экспресс-тестеры не являются поверенными прецизионными лабораторными приборами, особенно при современной ситуации с аккумуляторами, когда встречается так много инновационных конструктивных особенностей, влияющих на характеристики.
Разработчики с трудом поспевают за производителями АКБ, ведь характеристики даже двух батарей одного модельного ряда в одном корпусе, с одинаковыми сепараторами и пластинами, но число пластин различается на единицу, могут быть очень разными. Соответственно разными должны быть коэффициенты для вычислений. Потому в память фирменных авторизованных тестеров закладывают данные по конкретным артикулам аккумуляторных батарей, и тогда точно известно, с какими эталонами и какими поправками сравнивать.
А рассмотренные в статье и подобные им бытовые приборы доступны, занимают мало места, и способны поведать многое о различиях аккумуляторных батарей и динамике состояния той или иной батареи. Каждый тестер проявил повторяемость результатов, и может быть использован при обслуживании АКБ и автолюбителями, и профессионалами.
Могут ли показания такого экспресс-тестера быть основанием для экспертного заключения о состоянии АКБ? — В той же степени, как показания медицинского термометра и сфигмоманометра для медицинского заключения. Врач не может руководствоваться всего лишь двумя простыми приборами, ему необходимы многие другие данные из истории болезни пациента, а также знания и опыт в медицине по своей специализации. Так и аккумуляторщику необходимы данные, знания и опыт. А маленькие верные помощники, — автоматические приборы, — берут на себя рутину и помогают высвободить потенциал человека для решения творческих задач. Ведь без творчества и интуиции ни одна профессия невозможна.
В данном исследовании мы осветили только функции измерения стартерных характеристик аккумуляторных батарей. Приборы экспресс-теста АКБ «умеют», кроме этого, оценивать качество работы бортовой сети автомобиля, — зарядное напряжение, его пульсации и просадку током зарядки аккумулятора после запуска двигателя. Этих функций мы коснёмся в наших следующих публикациях, которые будут посвящены нескольким моделям «народных» тестеров Konnwei.
Статья написана в сотрудничестве с автором экспериментов и видео — Аккумуляторщиком Виктором VECTOR.
Какие существуют индикаторы заряда автомобильного аккумулятора
Аккумулятор играет ключевую роль при запуске двигателя автомобиля. И насколько успешным будет этот запуск, во многом зависит от степени заряженности аккумуляторной батареи. А многие из нас контролируют уровень заряда АКБ? Называется, ответьте себе сами на этот вопрос. Поэтому высока вероятность того, что вы в один прекрасный день не заведёте автомобиль из-за дохлого аккумулятора. Собственно, сама проверка степени зарядки несложная. Нужно просто периодически измерять напряжение аккумулятора автомобиля мультиметром или вольтметром. Но было бы гораздо удобнее иметь простой индикатор, показывающий состояние заряда аккумулятора. О таких индикаторах пойдёт речь в этом материале.
Какие бывают индикаторы заряда автомобильного аккумулятора?
Технологии не стоят на месте и производители автомобильной техники изо всех сил стараются сделать поездки на автомобиле и его обслуживание максимально комфортным. Поэтому на современных автомобилях в бортовом компьютере, среди прочих функций, можно найти данные о напряжении аккумуляторной батареи. Но такие возможности есть далеко не на всех автомобилях. На старых авто может присутствовать аналоговый вольтметр, по которому достаточно сложно понять, в каком состоянии находится АКБ. Для новичков в автомобильном деле советуем ознакомиться с материалом о норме заряда аккумулятора автомобиля.
Такие индикаторы заряда выпускаются и сторонними производителями. Их достаточно легко разместить где-нибудь в салоне и подключить в бортовую сеть. Кроме того, в интернете есть несложные схемы изготовления индикаторов заряда своими руками.
Давайте, разберём все эти разновидности индикаторов для АКБ подробнее.
Вернуться к содержанию
Встроенный индикатор заряда на аккумуляторе
Встроенные индикаторы заряда можно встретить преимущественно на необслуживаемых автомобильных аккумуляторах. Это поплавковый индикатор, который ещё называют гидрометром. Давайте, посмотрим, из чего он состоит и как работает. На фотографии ниже можно посмотреть, как этот индикатор выглядит на корпусе аккумулятора.
Встроенный индикатор автомобильного аккумулятора
Индикатор снятый с аккумулятора
Схематично устройство встроенного индикатора АКБ можно представить следующим образом.
Схематическое устройство индикатора заряда АКБ
Принцип действия у большинства гидрометров следующий. Индикатор может показывать три различных положения в следующих ситуациях:
Аккумулятор требует зарядки
Требуется долив воды
Следует отметить, что для проверки заряда аккумулятора по встроенному индикатору в АКБ, нужно открыть капот, протереть «глазок» и посмотреть. Большинство автолюбителей заглядывают под капот от случая к случаю. Поэтому хотелось бы иметь некий прибор, показывающий степень заряда АКБ прямо в салоне. И такие устройства были разработаны производителями автомобилей и сторонними компаниями.
Дополнительно рекомендуем прочитать статью про самостоятельное обслуживание аккумулятора.
Фабричные индикаторы заряда АКБ
Сегодня в продаже можно найти достаточно интересные устройства для контроля уровня зарядки аккумулятора по его напряжению. Давайте рассмотрим некоторые из них.
Индикатор уровня заряда аккумуляторной батареи DC-12 В
Это устройство продаётся в виде конструктора. Оно подойдёт для тех, кто дружит с электротехникой и паяльником.
Схема индикатора зарядки
Основные характеристики индикатора DC-12 В:
Панель с индикатором от TMC
Этот индикатор может заинтересовать тех, кто установил себе второй аккумулятор в машину.
Индикаторы Faria Euro Black Style и Signature Gold Style
В магазинах можно найти индикаторы уровня заряда аккумулятора 12В от фирмы Faria (США).
Signature Gold Style
Индикатор заряда аккумуляторной батареи своими руками
В завершение рассмотрим, как сделать индикатор заряда аккумулятора своими руками. В сети есть огромное количество всевозможных схем для создания подобных индикаторов. Была выбрана одна, наиболее распространённая схема, по сборке которой было достаточно много положительных отзывов.
Устройство предназначено для контроля работы автомобильной АКБ с напряжением в бортовой сети от 6 до 14 вольт. В принципе, оно похожа на вышеупомянутый набор DC-12 В, который продаётся в магазинах. Это и не удивительно, поскольку принцип действия тот же.
Для сборки индикатора потребуются:
Схема для сборки индикатора своими руками
Старайтесь скомпоновать комплектующие на печатной плате так, чтобы они занимали как можно меньше места. Перед пайкой светодиодов проверьте их тестером на соответствие цвета и контактов. Лучше паяйте светодиоды не напрямую к плате, а выносите их на проводах, чтобы потом было удобнее устанавливать индикатор на автомобильной панели приборов.
Этот самодельный индикатор демонстрирует определённый уровень зарядки АКБ, не выводя конкретного значения напряжения. Корректная работа:
CTEK CTX Battery Sense — информация о состоянии аккумулятора автомобиля в вашем кармане
Из маркетинговой рекламы:
Теперь аккумулятор автомобиля сможет разговаривать с вами через смартфон. Просто подойдите к вашему автомобилю и Battery Sense проинформирует вас через Bluetooth — вам даже не нужно запускать двигатель. Battery Sense покажет вам состояние заряда аккумулятора и заблаговременно предупредит когда нужно зарядить его.
Из жизни:
С наступлением холодов и началом активного использования владельцами Volvo (и не только Volvo) штатных систем подогрева (типа Webasto) заметно активизировались записи в БЖ и темы форумов о внезапных проблемах с аккумуляторами, вплоть до их незапланированной замены (например, из самого свежего). Представляю, каково это неожиданно для себя в одно прекрасное утро не завести автомобиль (и, возможно, связанные с этим последующие вероятные финансовые потери из-за упущенной выгоды), а так же, каково это для семейного бюджета срочно заменить «умерший» оригинальный аккумулятор (к примеру как мой) Volvo 80Ah 700A артикул 30659795 — который, например, в емех стоит от 8500 рублей. Но многократное использование обогревателя в сочетании с поездками на короткие расстояния приводит к разрядке аккумулятора и последующим проблемам при запуске. Чтобы быть уверенным, что при подзарядке аккумулятор автомобиля получит столько же энергии, сколько было использовано отопителем, при регулярном использовании отопителя нужно вести автомобиль столько же времени, сколько времени использовался отопитель. (Это цитата из Руководства). Кроме того, в Руководстве для владельца Volvo XC60 производителем напрямую особо выделена сноской важная информация следующего содержания:
«Срок службы аккумуляторной батареи зависит от ряда факторов, к которым относятся стиль вождения и климат. Емкость аккумуляторной батареи запуска со временем снижается, и поэтому аккумулятор необходимо подзаряжать, если автомобиль не используется в течение длительного времени или если используется для поездок на короткие расстояния. В сильный мороз способность запуска снижается еще больше.
Для поддержания аккумулятора в хорошем состоянии рекомендуется не менее 15 минут в неделю ездить на автомобиле или подключать аккумулятор к зарядному устройству с автоматическим поддержанием уровня зарядки. Максимальный срок службы имеет аккумулятор, который постоянно находится в полностью заряженном состоянии.»
Но, как среднестатическому владельцу Volvo просто и оперативно (т.е. без лишних телодвижений и геморроя) можно узнать в каком состоянии находится АКБ под капотом автомобиля, а точнее — степень его заряженности (т.н. SOC)? Да, всем хороша штатная система Volvo On Call (VOC) — и расход топлива покажет и прогревы включит и помощь позовёт и прочие удобства… но напряжение АКБ (или SOC) не покажет. Самому лезть под капот с мультиметром или нагрузочной вилкой? Каждый раз подключать OBD-адаптер и включать питание? Вмешиваться в штатную электрику и устанавливать для этого нештатную и совсем недешевую систему сигнализации с возможностью показа напряжения АКБ? Вставлять в гнездо розетки в багажнике (т.к. только там оно не отключается от АКБ никогда) примитивный китайский вольтметр и смотреть там текущее напряжение скрупулёзно записывая огрызком карандаша, вытащенного из-за уха, показания на листочек бумажки? Купить ноутбук и диагностировать с применением DiCE и VIDA? Неее… всё это муторно, неудобно, сложно, а иногда просто глупо. Самый простой вариант — подключить датчик к АКБ, который будет сам отслеживать состояние заряженности АКБ и оперативно информировать об этом владельца. Удобно? Конечно! Особенно с учётом того, что АКБ под капотом Volvo XC60 закрыт пластиком и свободный быстрый доступ к нему предельно ограничен:
Самый дешевый вариант — купить чисто китайскую поделку. Мне известна только одна такая:
На Aliexpress обычно стоимость этой китайской bluetooth-коробочки (она одного и того же производителя, других устройств не существует) примерно от 2500 рублей. Два провода, обычная пластиковая коробочка с микросхемой и bluetooth-модулем и программа в смартфон. Вот и всё. Почему за кривоработающие OBD-адаптеры, которые по конструкции и схемотехнике особо не отличаются от такого датчика АКБ, китайцы просят всего около 300 рублей, а за датчик АКБ — от 2500 рублей и выше? Тем более, коробочка эта качеством так же как и другие чисто китайские разработки не отличается — никак не защищена от пыли и влаги, короткие провода, отсутствие защиты от случайного подключения — это как минимум.
Более того, например, прочитав статью «Точное определение уровня заряда?» или «Основы измерений заряда аккумулятора» понимаешь, что измерение степени заряда аккумулятора – достаточно сложная задача, т.к. нет точной и однозначной зависимости измеренного мгновенного напряжения на клеммах аккумулятора от степени разряда. Одному и тому же значению мгновенного напряжения могут соответствовать разные уровни SOC. И чтобы добиться реалистического уровня точности, нужно использовать хорошую схемотехнику и умные вычислительные алгоритмы. А при чём здесь алгоритмы? — спросите вы. А вот об алгоритмах — я расскажу по тексту статьи чуть ниже. На примере с китайскими адаптерами ELM327 с максимальным удешевлением, «обрезанием» и неполным клонированием оригинального изделия, у меня нет никакой уверенности, что в случае с рассматриваемым датчиком SOC у китайцев дела обстоят намного лучше.
Итак,
Интеллектуальное средство контроля состояния аккумулятора автомобиля CTEK CTX Battery Sense
Подробное описание от производителя:
Бесплатное приложение CTEK Battery Sense есть для Android и для iOS.
Информация автоматически обновляется в приложении так же как в самом датчике — в открытом приложении каждые 5 минут, когда смартфон находится в пределах 10 метров от датчика. Если приложение находится в фоновом режиме, оно собирает данные каждые 60 минут (при условии если вы находитесь в пределах 10 метров от датчика). Здесь нюанс (это в настройках приложения можно вкл/выключить): запускается отдельный сервис в памяти устройства и в верхней шторке экрана смартфона (где время и заряд батарейки, но слевой стороны) висит мелкая надпись сtek. В таком состоянии (с запущенным сервисом) приложение можно закрыть (свернуть) и тогда обновление данных будет происходить автоматически каждые 60 минут. Постоянно «висящий» в памяти смартфона сервис потребляет энергию батарейки смартфона, поэтому сервис без надобности лучше выключить. Как указано в описании — сам по себе датчик в процессе своей жизнедеятельности потребляет менее 1 мА от АКБ автомобиля, т.е. можно не беспокоиться, что он он будет причиной снижения заряда АКБ даже в долгосрочной перспективе. Это стало возможным в связи с применением в датчике для передачи данных протокола Bluetooth 4.0 (Low Energy (BLE)) с низким энергопотреблением. Датчик «виден» только приложению в смартфоне и другими устройствами свободно не обнаруживается.
График в приложении отображает степень заряженности, непосредственно напряжение и температура отображаются после обновления около стилизованного значка аккумулятора. Для примерного сопоставления SOC и напряжений можно использовать таблицу нормальной степени заряженности (SOC) разных типов аккумуляторов при различной температуре окружающей среды (с температурной коррекцией) из моей предыдущей статьи. Да, я понимаю, что программа нужна только что бы показать общее «состояние здоровья» АКБ по некой абстрактной шкале или по изменению цвета индикации дабы владельцу авто не упустить момент необходимости заряда АКБ, но всё же отображение на графике вместе со значением SOC ещё и напряжения которое было на тот момент — было бы хорошо, либо можно было бы сделать по «тапу» пальцем на линии графика всплывающие цифры (но этого пока, к сожалению, в программе не реализовано).
График масштабируется (раздвигается/сдвигается пальцами или по двойному касанию пальцем) в пределе до исходной точности, т.е. до размерности 5 минут. Данные всё равно изначально сохраняются каждые 5 минут во внутреннюю память датчика и при подключении приложения данные просто синхронизируются в смартфон (с отображением даты и времени последней синхронизации). Таким образом, можно не обновлять в приложении данные кадую минуту или каждый час или каждый день — достаточно в любое удобное время подойти к автомобилю и загрузить собранные данные за 3 месяца с размерностью каждые 5 минут. Даже достаточно будет просто держать запущенный сервис в памяти смартфона и во время поездки даже не нужно доставать смартфон и соединять с датчиком — аккумулированные данные будут автоматически загружены в смартфон и дома в свободное время можно спокойно посмотреть как поживает наш аккумулятор.
У меня при нахождении в автомобиле к bluetooth смартфона подключено одновременно 3 устройства: телефон с громкой связью автомобиля, мои любимые никогда неснимаемые смарт-часы Garmin VivoActiveHR и теперь CTX Battery Sense — всё работает и одно другому не мешает! Так же, очень удобно смотреть в какой момент времени и сильнее всего «просело» напряжение — это может быть мороз, включение отопителя, забытая лампочка или ещё какие либо причины. С размерностью в 5 минут лог длительностью 90 дней — всегда в вашем кармане!
Как минус стоит отметить, что нет уведомления об улучшении степени заряженности. Т.е. пороговые уведомления происходят только при изменении статуса разряженности АКБ, а при полной зарядке АКБ уведомление не происходит. Состояние меняется с зеленого на желтый, когда уровень заряда батареи падает ниже 58%, а от желтого до красного, когда он опускается ниже 35%.
Дальность связи. Заявлено 10 метров для bluetooth, хоть в реалии у датчика много преград и помех — капот, подкапотные узлы и механизмы и т.п., в результате в реальности дальность установления связи с датчиком может составлять меньше заявленного. Тем не менее, из моей реальности: автомобиль припаркован возле подъезда, до окна квартиры больше 10, но меньше 15 метров, на капоте лежит снег и я реально могу стоя возле окна в квартире считывать показания датчика!
При монтаже (подключении) датчика черный отрицательный кабель можно подключать как к отрицательной клемме АКБ, так и к любой точке заземления на шасси автомобиля. Проушины контактов идеально и свободно подходят под штатные болты клемм аккумулятора Volvo. Можно найти пару винтов и прикрутить проушины датчика к имеющимся свободным концам болтов аккумулятора, я же просто открутил штатные винты, ослабив клеммы, и под винты накинул проушины контактов датчика. Длины проводов датчика свободно хватает даже на такой немаленький АКБ как у Volvo — нацепил чёрный контакт на клемму, обвёл провод вдоль всей тыльной (дальней боковой) стороны АКБ, провёл вдоль длинной задней стороны АКБ и провода ещё вполне хватило вдоль всей ближней боковой стороны что бы прицепить датчик к гофре (на фото маршрут провода обозначил линией с желтыми точками).
По моим измерениям, длина каждого провода от контакта до датчика составляет по 58 см. С задней стороны датчика сделаны две проушины под жгуты (для крепления датчика) — в комплекте с датчиком, кстати, уже идут два чёрных жгута и квадратный кусок двусторонней ленты.
Я использовал один жгут для крепления датчика к гофре вывода из коробки с аккумулятором трубки с газом — так датчик надёжно закреплён, не стучит и не болтается, обеспечивается свободный доступ. Кроме того, свободный доступ есть и к предохранителю датчика. Да, у датчика есть предохранитель. Обычный стандартный автомобильный — на одном из проводов (плюсовой) пластиковая чёрная коробочка с крышкой — под крышкой предохранитель 1А (номинал предохранителя также выдавлен на крышке).
Всё это достаточно герметично и плотно закрывается, очень туго. Вообще все соединения — плотные и герметичные.
Датчик имеет свой уникальный код (он напечатан на торце корпуса датчика и наклеен на упаковочной коробке) — этот код и есть защита от несанкционированного подключения, код вводится один раз при первом сопряжении устройства со смартфоном.
Чуть не забыл, датчик умеет определять температуру. Да, в реалии это будет не температура самого аккумулятора (точнее, электролита), а текущая температура около аккумулятора (точнее, пространства около датчика). Учитывая, что аккумулятор в ХС60 находится в коробе (а датчик я установил тоже в коробе с АКБ), то показания температуры датчика можно считать за температуру под капотом, и только за достаточно длительное время движения можно будет предположить, что АКБ прогрелся до температуры, которую показывает датчик. Например, при околонулевой температуре ОС во время/сразу после поездки по городу датчик показывает под капотом температуру около 22-23С.
А теперь об алгоритмах, упомянутых в начале статьи. Без них (алгоритмов) никак. Так, датчик CTEK во время поездки (т.е. запущенного двигателя) умеет измерить и отобразить текущее напряжение (и температуру, конечно), естественно, это отображаемое напряжение на клеммах АКБ будет с учётом работы генератора (например, на среднем скриншоте — 15,00 V — это я сделал картинку во время поездки):
Наглядный реальный пример работы алгоритма вычисления SOC:
Гуляя в новогоднюю ночь и проходя мимо припаркованного автомобиля я ради интереса сделал скрин: напряжение на АКБ 12,52 В, SOC — 61%. Так получилось, что потом проходил мимо автомобиля ровно через 12 часов после и данные стали уже такими: напряжение на АКБ, естественно, уменьшилось до 12,50 В, но SOC программа рассчитала выше предыдущего — 69%, а ещё спустя 6 часов SOC стал уже 74% при том же неизменном напряжении 12,50 В.
И несколько слов о степени заряда аккумулятора (State of Charge, SOC). SOC показывает в процентах остаток от полного заряда АКБ. При этом полный заряд АКБ не соответствует заряду при номинальной ёмкости. Дело в том, что в процессе эксплуатации реальная ёмкость аккумулятора значительно снижается, также ёмкость снижается от температуры и тока нагрузки. Обычно, при расчёте SOC используют реальную ёмкость АКБ и тогда SOC оказывается независимой от номинальной ёмкости, температуры, тока нагрузки и времени службы АКБ. Кстати, в приложении CTEK ёмкость подключенного АКБ определяется программой автоматически или задаётся пользователем вручную с точностью до 1 Ah.
Было интересно и наглядно наблюдать, как с понижением внешней температуры (сейчас наконец-то холодает по-зимнему) степень заряженности начинает заметно и значительно расти, что говорит о возросших токах зарядки АКБ и лояльности датчика тока к распределению потоков энергии для наполнения АКБ.
Пояснения к скрину:
Указал температуру (красные цифры) на улице в конкретные дни, один день от другого по типу пуска, времени и движению автомобиля никак не отличаются, но то ли от снижения SOC, то ли с понижением температуры — так или иначе мозги автомобиля дают больше на зарядку АКБ. Привет адептам закрывания датчика света и отключения датчика тока (датчика контроля аккумулятора — BMS).
Ещё был случай недавно:
Заметил, что датчик не любит, когда надолго откроешь двери, включишь музыку (без запуска ДВС) — в общем, сажаешь АКБ без последующей подзарядки (или запуска ДВС), как это часто бывает когда что-то делаешь с автомобилем (я, например, резиновые уплотнители мазал силиконом). Мне после этого датчик показал SOC 54% и так и держал потом в течении 36 часов — я уже заряжать собирался, но он одумался (через 36 часов парковки автомобиля) и вернул почти предыдущие 70%… Не нравится ему, когда просто разряд происходит без последующего подзаряда — спешит сообщить.
Всё, теперь я могу оперативно и очень просто отслеживать состояние АКБ: CTEK CTX Battery Sense обеспечивает сбор, аккумулирование и анализ информации и держит меня в курсе состояния здоровья АКБ с помощью программы, а я, владея этой ценнейшей для владельца Volvo информацией, со своей стороны могу вовремя отследить и, используя зараядное устройство, избежать неприятностей с АКБ. Да, ценник великоват, впрочем, как и на все устройства от шведского CTEK, но за устройства такого уровня качества и удобства пользования я готов отдать означенную сумму, тем более что дешевле конкретно это устройство найти невозможно. Рекомендую владельцам Volvo с Webasto, а так же всем, кто хочет комфортно и удобно получать информацию о состоянии аккумулятора в своём автомобиле и замена или зарядка АКБ не была внезапной и полной неожиданностью.
ЗЫ: Не стал спешить и писать «пост радости» сразу после покупки этого устройства, решил сначала хотя бы месяц опробовать, изучить нюансы и посмотреть как в реальности работает. Полезная штука!
