CSM i BID sustavi

[FOTO] Brinete za zdravlje izvora struje u vašem automobilu? Continental lansira nove senzore za zaštitu baterija elektrificiranih vozila

Renault Mégane E-TECH Electric je nulte emisije na cesti i ima drugi životni vijek svojih baterija te se lako reciklira na kraju životnog ciklusa

Renault Mégane E-TECH Electric je nulte emisije na cesti i ima drugi životni vijek svojih baterija te se lako reciklira na kraju životnog ciklusa

Izvor: Promo fotografije / Autor: Yves Forestier/ Alkama

Široki portfelj senzora njemačke multinacionalke proširen je senzorima posebno dizajniranim za elektromobilnost kako bi podržali sigurnost na cestama i elektrifikaciju

Posjedujete elektrificirani automobil kojemu je jedna od glavnih, složenih i skupih komponenti njegova baterija? Ako je odgovar potvrdan onda ste svakako veoma zainteresirani da je s njom sve u najboljem redu. No kako zapravo provjeriti stanje vašeg izvora električne energije kako bi djelotvorno funkcionirao vaš elektrificirani pogonski sklop?

Tvrtka Continental AG je krajem svibnja ove godine objavila kako proširuje svoj široki portfelj senzora lansiranjem dva nova senzora za elektrificirana vozila: Current Sensor Module (CSM ili Modul senzora struje) i Battery Impact Detection (BID ili Detekcija udara baterije) sustav. Oba nova rješenja usmjerena su na zaštitu baterije i/ili na zadržavanje parametara baterije. Unutar 2022. Continental će početi proizvoditi potpuno novi visokonaponski modul senzora struje (CSM). Ovaj kompaktni modularni dizajn senzora mjeri struju i istovremeno detektira temperaturu. Obje su vrijednosti vrlo relevantne kao ulazni podaci za upravljanje baterijom ugrađenoj u vozilu. Continental će na tržište predstaviti još jedan inovativni element zaštite baterija: rješenje za detekciju udara baterije (BID) lagana je alternativa teškom podnom 'oklopu' protiv oštećenja.

Modul senzora struje visokog napona (CSM) pruža informacije o struji i temperaturi kako bi baterija bila sigurna i dugotrajna

Modul senzora struje visokog napona (CSM) pruža informacije o struji i temperaturi kako bi baterija bila sigurna i dugotrajna

Izvor: Promo fotografije / Autor: Continental AG

Continental AG

Njemačka multinacionalka sa sjedištem u Hanoveru koju mnogi još uvijek vide samo kao proizvođača guma, daleko je dogurala i na drugim područjima automobilske industrije. Ovaj gigant osnovan prije 151 godinu danas zapošljava preko 230.000 zaposlenih je razgranala svoju djelatnost i secijalizirala se za kočione sustave, unutarnju elektroniku, sigurnost automobila, komponente pogonskog sklopa i podvozja, tahografe, gume i druge dijelove za automobilsku i transportnu industriju.

Continental je strukturiran u šest odjela: podvozje i sigurnost, pogonski sklop, unutrašnjost, gume, ContiTech, ADAS (napredni sustavi pomoći vozaču).

'Elektrifikacija vozila donosi nove slučajeve upotrebe i tako otvara više mogućnosti za naše senzorske aktivnosti, jer električni automobil ima sve senzore koji su potrebni konvencionalnom automobilu – i više,' kaže Laurent Fabre, voditelj segmenta pasivne sigurnosti i senzorike u Continentalu. 'Zaštita baterije i očuvanje njezinih performansi, na primjer, dva su dodatna zadatka u elektrificiranim vozilima. Rješenja za modul strujnog senzora i detekciju udara baterije služe u obje svrhe.'

S obzirom na to da je baterija najskuplja komponenta u električnom automobilu, CSM nije razvijen samo da zaštiti bateriju od prekomjernih struja, već će također pomoći da se zadrže parametri baterije ograničavajući učinke starenja. Integriran ili u jedinicu za isključivanje baterije ili u samu bateriju, CSM će pružiti dva odlučujuća bita informacija za zaštitu baterije, kao i pouzdan nadzor dometa. Kako bi podržao stroge funkcionalne sigurnosne zahtjeve, CSM je dostupan kao dvokanalni senzor, koji neovisno mjeri struju integracijom shunt tehnologije i hall tehnologije u kompaktnu, jednu jedinicu.

BID u kombinaciji s laganom strukturom detektira udare podloge i upozorava vozača ako je zbog toga potrebno zaustaviti se u servisnoj radionici. To oslobađa vozača od izazovne odluke je li udar pri velikoj brzini ili kontakt s tlom pri maloj brzini možda oštetio bateriju. U usporedbi sa trenutnom metalnom podnom zaštitom, BID rješenje može uštedjeti do 50 posto težine.

Modul senzora struje CSM u potpunosti podržava ASIL D na razini sustava

Modul senzora struje CSM u potpunosti podržava ASIL D na razini sustava

Izvor: Promo fotografije / Autor: Continental AG

Modul senzora struje CSM u potpunosti podržava ASIL D na razini sustava

Litij-ionske baterije pohranjuju veliku količinu energije kako bi osigurale atraktivan domet vožnje. Osobito tijekom punjenja, velika struja teče u bateriju. Zbog neizbježnih fizičkih učinaka, punjenje (i pražnjenje) baterije će se zagrijati – osobito brzo punjenje velike snage ili sportska vožnja. Kako bi se spriječilo preopterećenje akumulatora automobila, struja se mora kontrolirati kako bi se ograničio temperaturni gradijent. 'Litij-ionska baterija ima optimalan temperaturni raspon u kojem je vrlo sigurna i vrlo sporo stari', kaže Horst Gering, voditelj programa u segmentu pasivne sigurnosti i senzorske opreme. 'Međutim, brzo punjenje baterije je kompromis između održavanja baterije sigurnom i zdravom i ograničavanja trajanja punjenja. To je najbolje učiniti na temelju točnih podataka.' Također, CSM pomaže izračunati precizan preostali raspon praćenjem trenutne potrošnje.

CSM izmjerena struja može se kalibrirati do 2000 ampera s točnošću boljom od ±1 posto na šant kanalu (eng. shunt channel) i ±3 posto točnosti na hall kanalu, plus temperatura u rasponu između -40°C do 125°C. Obje trenutne mjerne tehnologije omogućuju potpuno galvansko razdvajanje. Taj se ulaz zatim preko CAN sučelja osigurava sustavu upravljanja baterijom. Osim što će optimizirati učinkovitost punjenja uz zaštitu baterije, CSM će također pomoći u otkrivanju mehaničkih kvarova koji bi mogli dovesti do požara ako se ne otkriju. CSM u potpunosti podržava ASIL D na razini sustava. Proizvodnja CSM-a počet će u 2022. za najmodernije električno vozilo globalnog proizvođača automobila. Prvi proizvod dio je modularne senzorske platforme koja je skalabilna za dodatne značajke kao što su mjerenje napona i broj mjernih kanala.

Što je ASIL D?

Standard ISO 26262, izvorno uspostavljen 2011. i ažuriran 2018., predlaže preporuke za integritet procesa i dizajna koje pokrivaju cijeli životni ciklus proizvoda za cestovna vozila. ISO 26262 prilagođava preporuke na temelju nekoliko razina klasifikacije rizika, poznatih kao razina integriteta automobilske sigurnosti (ASIL ili Automotive Safety Integrity Level). Postoje četiri razine, u rasponu od ASIL-A (potrebno smanjenje niskog rizika) do ASIL-D (potrebno smanjenje visokog rizika). Postoji i klasifikacija pod nazivom Upravljanje kvalitetom (QM), koja ukazuje na to da nema potrebe provoditi dodatne mjere smanjenja rizika iznad i izvan industrijskog prihvatljivog sustava kvalitete. 

Funkcija detekcije udara baterije može uočiti moguće oštećenje baterije i na to upozoriti vozača

Funkcija detekcije udara baterije može uočiti moguće oštećenje baterije i na to upozoriti vozača

Izvor: Promo fotografije / Autor: Continental AG

Battery Impact Detection je inteligentna podna zaštita

Obično je litij-ionska baterija električnog automobila integrirana u podnu poziciju gdje njezina težina doprinosi niskom težištu i gdje je dobro zaštićena strukturom vozila – uz dvije potencijalne iznimke: Pri velikim brzinama objekti, kao što su npr. trake za pričvršćivanje, mogu se uskovitlati i oštetiti podnicu. Pri malim brzinama kontakt s tlom tijekom manevra parkiranja također može uzrokovati štetu. Stoga su električna vozila opremljena velikim i često teškim poklopcem za zaštitu prostora za baterije s donje strane. Međutim, ako dođe do udara, na vozaču je da procijeni treba li automobil provjeriti u servisnoj radionici. 'Ovo nije zadovoljavajuća situacija jer je ispod automobila slaba vidljivost, a potrebno je i uvježbano oko da bi se procijenila prava šteta', kaže Johannes Clemm, izvršni direktor Continental Safety Engineering International u Alzenauu. Kako bi pomogao u situaciji i učinio izvedivom laganu podnu zaštitu, Continental je razvio rješenje za detekciju udara baterije na bazi senzora tlaka.

Provjera stanja baterije električnog vozila koja se nalazi ispod

Provjera stanja baterije električnog vozila koja se nalazi ispod

Izvor: tportal.hr / Autor: Z.M.

Ovaj sustav detektira i klasificira udare podnice kako bi upozorio vozača ako je možda narušen integritet baterije. Na taj način vlasnik automobila može poduzeti mjere opreza prije nego što bi se probušena baterija kasnije mogla zapaliti. 'Osim toga, BID identificira područje oštećenja, tako da uprava baterije može isprazniti ćelije u tom području kako bi spriječila svaki rizik od požara', dodaje Clemm.

BID pokriva dva tipična rizika od udara: Jedan je kontakt s tlom pri maloj brzini, npr. tijekom manevara parkiranja kada se vozilo polako prebaci preko rubnika i udari o tlo. Tijekom ove vrste događaja, BID signal bi se također mogao koristiti za aktiviranje brzog aktivnog sustava ovjesa za privremeno povećanje podnog razmaka kako bi se ublažila šteta. Drugi slučaj uporabe je proboj pri velikoj brzini koji može biti uzrokovan uskovitlanim teškim predmetima kao što su kamenje ili trake za vezivanje na cesti. S obzirom na brzinu i udar, ove vrste predmeta mogu oštetiti podnicu i potencijalno čak i prodrijeti u strukturu baterije.

Renault Mégane E-TECH Electric: hrvatska premijera

Renault Mégane E-TECH Electric: hrvatska premijera

Izvor: tportal.hr / Autor: Z.M.

U usporedbi s trenutnim rješenjima, podna zaštita temeljena na senzorima može uštedjeti do 50 posto težine postojeće otopine za zaštitu baterije po vozilu. Sateliti senzora tlaka koji se koriste u BID-u proizlaze iz dokazanog sustava za zaštitu pješaka (PPS pSAT) koji je u serijskoj proizvodnji i primjenjuje se u milijunima vozila više od deset godina. Svaki udar se detektira putem rezultirajućeg signala pritiska u silikonskoj cijevi ispunjenoj zrakom koja je integrirana u serpentine na dnu pretinca za baterije. Vremenska razlika između dolaska signala na dva tlačna satelita na oba kraja cijevi omogućuje izračunavanje područja udara. Ozbiljnost udarca može se klasificirati putem signalnih pragova koji služe za pokretanje kaskadnih alarma vozaču.

Pratite nas na društvenim mrežama:

Pregled tjedna bez spama i reklama

Prijavi se na naš newsletter i u svoj inbox primaj tjedni pregled najvažnijih vijesti!