На первую страницу
BMW TIS online
Техническая и справочная информация по автомобилям BMW и Mini

Интеллектуальный датчик аккумуляторной батареи: E60, E61, E63, E64

Место установки

Интеллектуальный датчик аккумуляторной батареи (IBS) подсоединен к минусовой клемме аккумуляторной батареи.

На примере E60

Обозначение Пояснение Обозначение Пояснение

1 Интеллектуальный датчик аккумуляторной батареи (IBS) 2 Минусовая клемма аккумуляторной батареи


Конструкция

Интеллектуальный датчик аккумуляторной батареи (IBS) представляет собой мехатронный элемент для контроля состояния аккумуляторной батареи.
Подача напряжения на датчик IBS производится по отдельному проводу.
Для передачи данных датчик соединен через интерфейс передачи данных последовательным двоичным кодом (BSD) с цифровой электронной системой управления двигателем (DME) или цифровой электронной системой управления дизельным двигателем (DDE).

1 Пружинные элементы (типа "крыло чайки") интеллектуального датчика аккумуляторной батареи (IBS)


Интеллектуальный датчик аккумуляторной батареи (IBS) состоит из механических деталей, электронного модуля и программы.

- Механика
Клемма аккумуляторной батареи с проводом на массу является элементом соединения с минусовым полюсом батареи и служит

  • для обеспечения электрического контактного соединения с кузовом;

  • для крепления сенсорного элемента для измерения силы тока;

  • для крепления электронного модуля;

  • для установления достаточного термического контакта между датчиком температуры и минусовой клеммой аккумуляторной батареи;

  • для защиты чувствительного электронного модуля;

  • в качестве разъема соединения датчика IBS с массой.

    Механические компоненты и электронный модуль датчика IBS представлены на следующих рисунках.

    Обозначение Пояснение Обозначение Пояснение

    1 Минусовая клемма аккумуляторной батареи с интеллектуальным датчиком аккумуляторной батареи (IBS) 2 Гайка

    3 Прокладочная шайба 4 Часть минусовой клеммы аккумуляторной батареи

    5 Болт 6 Электронный блок

    7 Нажимная пластина 8 Изоляционный элемент

    9 Кабельный наконечник минусового провода аккумуляторной батареи 10 Изоляционный элемент

    11 Нажимная пластина 12 Винт с головкой Torx

    - Электронный модуль
    Электронный модуль служит для отслеживания напряжения, протекающего тока и температуры аккумуляторной батареи. Электронный модуль включает в себя следующие компоненты:

  • шунт (резистор для измерения силы тока);

  • датчик температуры;

  • электронный блок обработки данных на печатной плате
    На небольшой печатной плате реализована электронная схема для обработки измеренных значений.

    Датчик IBS выдерживает термическую нагрузку до 105 Аа также химическое воздействие электролита. Таким образом, датчик IBS отвечает всем требованиям, предъявляемым к оборудованию, устанавливаемому в моторном отсеке или багажном отделении.

    Компоненты шунта представлены на следующих рисунках.

    Обозначение Пояснение Обозначение Пояснение

    1 Медь 2 Пружинные элементы (крылья типа "чайка")

    3 Плата с электронной схемой обработки данных 4 Изоляция

    5 Резистор из манганина (сплав для резисторов)    

    - Программа
    Программа в микроконтроллере интеллектуального датчика аккумуляторной батареи (IBS)

    Принцип действия

    Интеллектуальный датчик аккумуляторной батареи (IBS) выполняет следующие функции:

    - непрерывное измерение параметров аккумуляторной батареи в каждом рабочем состоянии автомобиля

    - расчет параметров аккумуляторной батареи для определения степени заряда аккумуляторной батареи (SOC: "State of Charge") и состояния аккумуляторной батареи (SOH: "State of Health")

    - поддержание баланса между зарядным и разрядным током аккумуляторной батареи

    - контроль заряда аккумуляторной батареи (SOC) и активизация системы управления электроэнергией и системы управления питанием для принятия соответствующих мер в случае достижения критического заряда аккумуляторной батареи (предельный пусковой ток аккумуляторной батареи)

    - определение исходных данных для калибровки степени заряда аккумуляторной батареи (SOC: "Sate of Charge")

    - расчет кривой пускового тока для определения состояния аккумуляторной батареи (SOH: "State of Health")

    - Контроль тока покоя

    - передача данных в блок управления более высокого уровня (DME/DDE)

    - самодиагностика

    - автоматическое обновление алгоритмов и параметров для самодиагностики с помощью DME/DDE

    - способность самостоятельно выходить из "режима ожидания".

    Отдельные функции IBS представлены ниже в виде функциональных блоков в общей функции датчика. Стрелкам показан ход выполнения.

    Обозначение Пояснение Обозначение Пояснение

    1 Общая схема действия датчика IBS 2 Измерение рабочих параметров аккумуляторной батареи:

    - ток

    - Напряжение

    - Температура

    3 Измерение силы тока,
    диапазон измерения датчика IBS:

    - рабочий ток
    от -200 А до +220 А

    - ток покоя от 0 А до 10 А

    - пусковой ток от 0 А до 1000 А

    4 Измерение напряжения,
    диапазон измерения датчика IBS:
    от 6 В до 16,5 В

    5 Измерение температуры,
    диапазон измерения датчика IBS:
    от-40 Адо +105 А
    6 Внутренний регулятор напряжения датчика IBS

    7 Обработка данных при помощи микроконтроллера

    Связь через интерфейс BSD

    8 Расчет параметров аккумулятора

    9 Частичный расчет заряда и состояния аккумуляторной батареи 10 Управление потребителями тока покоя

    11 Возбудитель интерфейса BSD с функцией активизации ("Wake-Up") 12 напряжение аккумуляторной батареи

    13 интерфейс передачи данных последовательным двоичным кодом (BSD); 14 Провод активизации (контакт 15, Wake-up)

    15 Самоактивизация ("Wake-Up") 16 Электронно перепрограммируемая постоянная память (EEPROM)

    17 Цифровая электронная система управления двигателем (DME) или цифровая электронная система управления дизельным двигателем (DDE) 18  

    Принципы измерения рабочих параметров аккумуляторной батареи и их обработки схематически представлены на следующем рисунке.

    Обозначение Пояснение Обозначение Пояснение

    1 Плюсовая клемма аккумуляторной батареи 2 Минусовая клемма аккумуляторной батареи

    3 Измерение напряжения аккумуляторной батареи между плюсовой и минусовой клеммами 4 Измерение температуры (T) аккумуляторной батареи

    5 Измерение силы тока (A) [непрямое, через пропорциональное падение напряжения (V) на шунте] 6 Микроконтроллер (в датчике IBS

    7 Интерфейс передачи данных последовательным двоичным кодом (BSD) для передачи результатов измерения в DME 8 Цифровая электронная система управления двигателем (DME)


    Электронный блок обработки
    Электронный блок обработки датчика IBS (интеллектуальный датчик аккумуляторной батареи) производит непрерывную регистрацию результатов измерений, которые затем используются датчиком IBS для расчета параметров аккумуляторной батареи:

    - напряжения

    - тока

    - температуры

    Далее датчик IBS передает полученные параметры аккумуляторной батареи по интерфейсу BSD в систему DME/DDE. Параллельно с расчетом параметров аккумуляторной батареи датчик IBS производит предварительный расчет заряда аккумуляторной батареи (SOC).

    В промежуток времени с момента выключения двигателя до отключения главного реле блока DME датчик IBS получает от блока DME или DDE информацию о максимальном количестве электрического заряда, которое может быть использовано для обеспечения пуска двигателя. После отключения главного реле блока DME датчик IBS производит непрерывный контроль заряда аккумуляторной батареи (SOC).

    При достижении критического заряда аккумуляторной батареи (предельный пусковой ток аккумуляторной батареи) включенные потребители тока покоя получают от блока DME или DDE команду на отключение.

    Контроль зарядного баланса датчиком IBS
    В состоянии покоя автомобиля датчик IBS непрерывно контролирует заряд аккумуляторной батареи (SOC: "State of Charge").

    При включении контакта 15 в блоке DME или DDE обновляются параметры аккумуляторной батареи (состояние аккумуляторной батареи "SOH"; заряд аккумуляторной батареи "SOC"), передаваемые датчиком IBS.

    Измерение тока покоя
    В состоянии покоя автомобиля датчик IBS непрерывно регистрирует параметры, имеющие отношение к показателям аккумуляторной батареи. Датчик IBS запрограммирован таким образом, что он активизируется каждые 14 секунд и благодаря этому может обновлять результаты измерения путем нового измерения. Время измерения составляет прим. 50 миллисекунд (мс). Результаты измерения записываются в память датчика IBS и используются для расчета кривой тока покоя,
    которая считывается системой DME или DDE при повторном запуске двигателя. В случае отклонения тока покоя от заданной кривой, в ЗУ системы DME/DDE записывается сообщение о неисправности.

    Функция активизации контакта 15 Wake-up
    Функция активизации контакта 15 (Wake-up) выполняется только тогда, когда автомобиль находится в состоянии покоя. Функция выполняется следующим образом:

    - После получения сигнала "Контакт 15 ВЫКЛ." система DME или DDE сообщает датчику IBS максимальный заряд аккумуляторной батареи, который может быть израсходован.

  • После выдачи сообщения о максимальном заряде аккумуляторной батареи, который может быть израсходован, DME или DDE переходит в "режим ожидания".

    - Если максимальный заряд аккумуляторной батареи, который может быть израсходован, уже истрачен, а потребители тока покоя включены, датчик IBS через провод активизации (контакт 15 Wake-up) активизирует автомобиль и, тем самым, блок DME/DDE.

    - При достижении зарядом критического уровня (предельный пусковой ток аккумуляторной батареи) ЭБУ DME/DDE подает команду на отключение потребителей тока покоя.

    - Система DME или DDE блокирует активизацию автомобильных систем датчиком IBS.

    - После этого автомобиль снова переходит в "режим ожидания".

    Блоки управления, участвующие в процессе активизации контакта 15, представлены на следующем рисунке.

    Обозначение Пояснение Обозначение Пояснение

    1 Интеллектуальный датчик аккумуляторной батареи (IBS) 2 Цифровая электронная система управления двигателем (DME)

    3 Система доступа в автомобиль (CAS) Kl. 30 Контакт 30

    PT-CAN Шина CAN двигателя и трансмиссии Kl. 15 WUP Провод активизации (контакт 15, Wake-up)